专利名称：电解液和电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括电解质盐的电解液和使用该电解液的电池。
背景技术：
近年来，已经出现大量便携式电子设备例如可携式摄像机、数字静态照相机、蜂窝电话、个人数字助手和膝上型电脑，并已尝试降低这些设备的尺寸和重量。因此，已积极促进了对作为用于电子设备的便携式电源的电池，特别是二次电池的研究和开发以改善能量密度。其中，因为锂离子二次电池可获得比在相关领域中的铅酸电池和镍-镉电池大的能量密度，因此使用碳材料用于负极、锂(Li)用于正极以及碳酸酯用于电解液的锂离子二次电池已经广泛投入使用。
而且，近来随着便携式电子设备性能的提高，期望容量的进一步改善，并且考虑使用锡(Sn)或硅(Si)来代替碳材料作为负极活性材料。锡的理论容量是994mAh/g，硅的理论容量是4199mAh/g，所以锡和硅的理论容量远远大于石墨的理论容量372mAh/g，因此可预期增加容量。特别是，据报道通过在集电体上形成锡或硅的薄膜而形成的负极中，负极活性物质不通过锂的嵌入和脱嵌而粉化，并且可以保持相对大的放电容量(例如，参考国际公开No.WO01/031724的小册子)。
此外，作为能够获得高能量密度的二次电池，有使用锂金属用于负极并且仅利用锂金属的沉积和溶解反应用于负极反应的锂金属二次电池。锂金属具有2054mAh/cm3大的理论电化当量，其比石墨的电化当量大2.5倍，所以锂金属二次电池有希望改善容量。大量的研究者已经进行了旨在将锂金属二次电池投入使用的研究和开发(例如，参见Jean-Paul Ganbano编辑的“Lithium Batteries”，Academic Press，1983，London，New York)。
发明内容
然而，近来个人电脑的高端CPU的发热增加，所以电池经常在大约50℃的高温下进行充电和放电。因此，电池特性的下降是个问题。因此，需要开发不仅在室温环境下并且在高温环境下能够得到优良电池特性的电池。
考虑到以上所述，期望能够提供即使在高温下也能改善电池特性的电解液，以及使用该电解液的电池。
根据本发明的实施方式，提供一种电解液，包括环状酰亚胺盐；和化学式1所示的轻金属盐。
其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R32代表卤素、烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，X11和X12各自代表氧(O)或硫(S)，M11代表过渡金属元素或短型元素周期表中3B族元素、4B族元素或5B族元素，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝(Al)，a是1到4的整数，b是0到8的整数，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
根据本发明的实施方式，提供一种电池，包括正极、负极和电解液，其中该电解液包括环状酰亚胺盐；和化学式2所示的轻金属盐。
其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R32代表卤素、烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，X11和X12各自代表氧(O)或硫(S)，M11代表过渡金属元素或短型元素周期表中3B族元素、4B族元素或5B族元素，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝(Al)，a是1到4的整数，b是0到8的整数，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
在根据本发明实施方式的电解液中，包括环状酰亚胺盐和化学式1所示的轻金属盐，因此即使在高温下也可改善电解液的化学稳定性。因此，在使用根据本发明实施方式的电解液的电池中，即使在高温下也可防止电解液的分解反应，并且可改善电池的特性。
特别是，当在电解液中化学式1或2所示的轻金属盐的含量在0.05wt％到10wt％的范围内(包括端点)时，可得到较高的效果。
从下面的描述中，本发明的其它的和进一步的目的、特征和优点将更加充分地显现。
图1是使用根据本发明实施方式电解液的第一种二次电池的截面图；图2是图1中所示的二次电池的螺旋卷绕电极体的局部放大截面图；图3是使用根据本发明实施方式电解液的第四种二次电池的剖面透视图；图4是沿图3中I-I线的螺旋卷绕电极体的截面图；以及图5是显示对于在实施例中形成的含CoSnC材料的X-射线光电子能谱法得到的峰的例子的图解。
具体实施例方式
下面参照附图详细描述优选实施方式。
根据本发明实施方式的电解液包括，例如，溶剂和溶于溶剂的电解质盐。
由于高介电常数溶剂可以增加锂离子的数量，因此溶剂包括相对介电常数为30或更大的高介电常数溶剂。
高介电常数溶剂的例子包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、环状碳酸酯例如1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮和4-乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮、其中环状碳酸酯中至少部分氢被卤素取代的碳酸酯衍生物、内酯例如γ-丁内酯和γ-戊内酯、内酰胺例如N-甲基-2-吡咯烷酮、环状氨基甲酸酯例如3-甲基-2-唑烷酮、砜化合物例如环丁砜和磺内酯。可以使用选自它们的一种或包括选自它们的两种或多种的混合物作为高介电常数溶剂。
而且，由于通过低粘度溶剂可以获得较高的离子导电性，因此优选将粘度为1mPa·s或更小的低粘度溶剂与高介电常数溶剂混合并使用。低粘度溶剂的实例包括链状碳酸酯例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯；链状羧酸酯例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯；酮例如特己酮；醚例如1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，3-二氧己环和1，4-二氧己环；链状酰胺例如N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基甲酰胺；和链状氨基甲酸酯例如甲基-N，N-二甲基氨基甲酸酯、甲基-N，N-二乙基氨基甲酸酯和乙基-N，N-二乙基氨基甲酸酯。可以使用选自它们的一种或包括选自它们的两种或多种的混合物作为低粘度溶剂。
作为电解质盐，包括环状酰亚胺盐，由于环状酰亚胺盐不仅起到电解质盐的作用，并且通过环状酰亚胺盐即使在高温下也可改善化学稳定性。环状酰亚胺盐的实例包括化学式3(1)到3(6)所示的化合物。在化学式3(1)到3(6)中，示出了碱金属盐；然而，可以使用具有相似性质的碱土金属盐或铝金属盐。
其中M1、M2、M3、M4、M5和M6各自代表碱金属，R1、R2和R3各自代表具有2到5个碳原子的直链或支链亚烷基或亚烷基或其中在亚烷基中至少部分氢被氟取代的基团，R51、R52、R53、R54、R61、R62、R63、R64、R71、R72、R73和R74各自代表氢、具有1到4个碳原子的烷基或其中在烷基中至少部分氢被氟取代的基团，并且R51、R52、R53、R54、R61、R62、R63、R64、R71、R72、R73和R74可彼此相同或不同。
环状酰亚胺盐的具体例子包括化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂、化学式4(2)所示的2，2，3，3，4，4-六氟戊二酰亚胺锂、化学式4(3)所示的邻-磺酰基苯甲亚胺锂、1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺钠、2，2，3，3，4，4-六氟戊二酰亚胺钠、邻-磺酰基苯甲亚胺钠、1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺钾、2，2，3，3，4，4-六氟戊二酰亚胺钾、邻-磺酰基苯甲亚胺钾、化学式4(4)所示的1，1，2，2-四氟乙烷-1，3-二磺酰亚胺锂、化学式4(5)所示的1-三氟甲基-1，2，2，3，3-五氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂、化学式4(6)所示的1，1，2，2，3，3，4，4-八氟丁基-1，3-二磺酰亚胺锂等。其中，优选1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂、2，2，3，3，4，4-六氟戊二酰亚胺锂、邻-磺酰基苯甲亚胺锂、1，1，2，2-四氟乙烷-1，3-二磺酰亚胺锂或1，1，2，2，3，3，4，4-八氟丁基-1，3-二磺酰亚胺锂，因为可以获得较高的效果。
在整个电解液中环状酰亚胺盐的含量优选在0.1wt％到31wt％的范围内，包括端点，因为在该范围内可以获得较高的效果。可以使用选择它们的仅一种或者包括选自它们的两种或多种的混合物。
除了环状酰亚胺盐之外，电解质盐还包括化学式5所示的轻金属盐，因为该轻金属盐不仅起到电解质盐的作用，而且例如在电池中使用该轻金属盐的情况下，可以在负极表面上形成稳定的膜，因此即使在高温下也可防止电解液的分解反应，并且可进一步改善电解液的化学稳定性。可以使用仅一种化学式5所示的轻金属盐或包括化学式5所示的多种轻金属盐的混合物。
其中R31代表化学式6(1)、6(2)或6(3)所示的基团，R32代表卤素、烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，X11和X12各自代表氧或硫，M11代表过渡金属元素或短型元素周期表中3B族元素、4B族元素或5B族元素，M11代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝，a是1到4的整数，b是0到8的整数，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
其中R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基，R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，并且R43和R44可彼此相同或不同。
作为化学式5所示的轻金属盐，优选化学式7所示的轻金属盐。
其中R31代表化学式8(1)、8(2)或8(3)所示的基团，R33表卤素，M12代表磷(P)或硼(B)，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝，a1是1到3的整数，b1是0、2或4，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
其中R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基，R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，并且R43和R44可彼此相同或不同。
化学式7所示的轻金属盐的具体例子包括化学式9(1)所示的二氟-[草酸根合-O，O’]硼酸锂、化学式9(2)所示的四氟-[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式9(3)所示的二氟双[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式9(4)所示的二氟[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂、化学式9(5)所示的双[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂、化学式9(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂等。
在整个电解液中化学式5所示的轻金属盐的含量优选在0.05wt％到10wt％的范围内，包括端点，因为在该范围内可以获得较高的效果。
轻金属盐可以仅包括环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐；然而，也可以混合并使用一种或两种或多种其它盐。其它盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、六氟硅酸锂(LiSiF6)、高氯酸锂(LiClO4)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、四(三氟乙酸基)硼酸锂(LiB(OCOCF3)4)、四(五氟丙酸基)硼酸锂(LiB(OCOC2F5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、由LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)(其中m和n各自是1或更大的整数)表示的锂盐例如双(三氟甲烷砜)酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、双(五氟乙烷砜)酰亚胺锂(LiN(C2F5SO2)2)或(九氟丁烷砜)(三氟甲烷砜)酰亚胺锂(LiN(C4F9SO2)(CF3SO2))、和由LiC(CpF2p+1SO2)(CqF2q+1SO2))(CrF2r+1SO2)(其中p、q和r各自是1或更大的整数)表示的锂盐例如三(三氟甲烷砜)甲基锂((CF3SO2)3CLi)。
例如，以下述方式将电解液用于二次电池。
(第一种二次电池)图1示出使用根据实施方式的电解液的第一种二次电池的截面图。该二次电池是所谓的锂离子二次电池，其中负极容量由通过作为电极反应物的锂的嵌入和脱嵌的容量成分表示。该二次电池是所谓的圆柱型，并包括在基本上中空的圆柱形电池壳11中的螺旋卷绕电极体20，该电极体20包括与在其中间的隔膜23一起螺旋卷绕的正极21和负极22。电池壳11由，例如，镀镍(Ni)铁(Fe)制成。电池壳11的一个端部封闭，另一端部开口。在电池壳11中，设置一对绝缘板12和13使得螺旋卷绕电极体20在垂直于外围卷绕表面的方向上夹在它们之间。
在电池壳11的开口端，通过用衬垫17填隙，安装电池盖14和设置在电池盖14内的安全阀机构15和正温度系数器件(PTC器件)16，并密封电池壳11的内部。电池盖14由例如与电池壳11相同的材料制成。安全阀机构15通过PTC器件16电连接到电池盖14，且当由于内部短路或外部的加热等电池内压升高到一定水平或更高时，圆板15A回挠以断开电池盖14和螺旋卷绕电极体20之间的电连接。当温度升高时，PTC元件16通过增加的电阻限制电流，以防止通过大电流产生的不正常的热。衬垫17由例如绝缘材料制成，并且其表面涂敷有沥青。
中心销24插入螺旋卷绕的电极体20的中心。由铝(Al)等制成的正极引线25连接到螺旋卷绕的电极体20的正极21上，和由镍等制成的负极引线26连接到负极22上。正极引线25焊接到安全阀机构15上以电连接到电池盖14，和负极引线26焊接并电连接到电池壳11上。
图2显示图1所示的螺旋卷绕电极体20的部分的放大图。正极21包括具有一对相反表面的正极集电体21A和布置在正极集电体21A两面上的正极活性材料层21B。正极集电体21A由例如金属材料如铝、镍或不锈钢制成。正极活性材料层21B包括能够嵌入和脱嵌作为电极反应物的锂的一种或两种或多种正极材料，并且如果必要可以包括电导体例如碳材料和粘结剂例如聚偏二氟乙烯。
作为能够嵌入和脱嵌锂的正极材料，例如，优选氧化钴锂、氧化镍锂、包括氧化钴锂和氧化镍锂的固溶体(Li(NixCoyMnz)O2)(x、y和z的值为0＜x＜1、0＜y＜1和0＜z＜1，且x+y+z＝1)、锂复合氧化物例如具有尖晶石结构的氧化锰锂(LiMn2O4)或其固溶体(Li(Mn2-vNiv)O4)(v的值为v＜2)、或者具有橄榄石结构的磷酸盐化合物例如磷酸铁锂(LiFePO4)，因为可以得到高能量密度。而且，能够嵌入和脱嵌锂的正极材料的实例包括氧化物例如氧化钛、氧化钒和二氧化锰；二硫化物例如二硫化铁、二硫化钛和硫化钼；硫；和导电聚合物例如聚苯胺和聚噻吩。
负极22具有如下结构，其中负极活性材料层22B设置在具有一对相反表面的负极集电体22A两面上。负极集电体22A由例如金属材料如铜(Cu)、镍或不锈钢制成。
负极活性材料层22B包括能够嵌入和脱嵌锂的一种或两种或多种负极材料，并且如果必要可以包括电导体、粘结剂等。作为能够嵌入和脱嵌锂的负极材料，例如，列举可嵌入和脱嵌锂并且包括选自金属元素和准金属元素的至少一种作为构成元素的材料。优选使用这种负极材料，因为可获得高能量密度。负极材料可以包括金属元素或准金属元素的单质、合金或化合物，和至少在一部分负极材料中可以包括选自上述的一种或两种或多种的相。在本发明中，除了包含两种或多种金属元素的合金之外，合金还包括包含一种或多种金属和一种或多种准金属的合金。此外，该合金可以包括非金属元素。作为合金的结构，列举固溶体、共晶体(低共熔混合物)、金属间化合物、或选择它们的两种或多种的共存。
包括在负极材料中的金属元素或准金属元素的实例包括能够与锂形成合金的金属元素或准金属元素。更具体地，包括镁(Mg)、硼(B)、铝、镓(Ga)、铟(In)、硅、锗(Ge)、锡、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)、铂(Pt)等。其中，特别优选硅或锡，因为硅和锡具有嵌入和脱嵌锂的高容量，所以可获得高能量密度。
作为这种负极材料，例如，优选包括作为第一元素的锡、第二元素和第三元素的负极材料。第二元素包括选自钴(Co)、铁、镁、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍、铜、锌、镓、锆、铌(Nb)、钼(Mo)、银、铟、铈(Ce)、铪、钽(Ta)、钨(W)、铋和硅的至少一种。第三元素包括选自硼、碳(C)、铝和磷(P)的至少一种。当包括第二元素和第三元素时，循环特性可改善。
其中，作为负极材料，优选含CoSnC材料，其中包括锡、钴和碳作为构成元素，并且碳含量在9.9wt％到29.7wt％的范围内，包括端点，钴相对锡和钴的总量的比(Co/(Co+Sn))在30wt％到70wt％的范围内，包括端点，因为在该组成范围内可获得高能量密度和优良的循环特性。
如果必要，含CoSnC材料可以包括任何其它元素。作为该元素，例如，优选硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓或铋，且可以包括选自它们的两种或多种。这是因为可进一步改善容量或循环特性。
含CoSnC材料包括含锡、钴和碳的相，且该相优选包括低结晶结构或非晶结构。而且，在含CoSnC材料中，作为构成元素的至少一部分碳优选与作为另一构成元素的金属元素或准金属元素结合。认为通过锡等的凝聚或结晶导致循环特性下降，且当碳与其它元素结合时，可避免这种凝聚或结晶。
作为检测元素的结合状态的测量方法，例如，使用X射线光电子能谱法(XPS)。在XPS中，在设备种在284.5eV处观察到石墨的情况下的碳的1s轨道(C1s)的峰，在该设备中进行能量校正使得在84.0eV处观察到金原子的4f轨道(Au4f)的峰。而且，在284.8eV处观察到表面污染碳的C1s峰。另一方面，在其中碳元素的电荷密度增加的情况下，例如在碳与金属元素或准金属元素结合的情况下，在小于284.5eV的区域中观察到C1s的峰。换句话说，在其中在小于284.5eV的区域中观察到在含CoSnC材料中获得的C1s复合波的峰的情况下，包含在含CoSnC材料中的至少部分碳与作为另一元素的金属元素或准金属元素结合。
而且，在XPS测量中，例如，用C1s的峰校正光谱的能量轴。通常，表面污染碳存在于材料表面，所以表面污染碳的C1s峰固定在284.8eV，并且用该峰作为能量参考。在XPS测量中，以包括表面污染碳的峰和包含在含CoSnC材料中碳的峰的形式得到C1s峰的波形，所以通过使用例如市售软件分析波形分开表面污染碳的峰和包含在含CoSnC材料中碳的峰。在波形的分析中，存在于最低结合能量侧的主峰的位置用作能量参考(284.8eV)。
作为能够嵌入和脱嵌锂的负极材料，例如，可使用碳材料如石墨、非石墨化碳或石墨化碳，并且碳材料和上述负极材料可一起使用。在碳材料中，根据锂的嵌入和脱嵌的晶体结构的变化非常小，所以优选碳材料与上述负极材料一起使用，因为可获得高能量密度和优良的循环特性，并且碳材料还可以起到电导体的作用。
在二次电池中，调整正极活性材料和能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的量使得通过能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的充电容量大于通过正极活性材料的充电容量，由此即使在完全充电时锂金属也不沉淀在负极22上。
隔膜23将正极21和负极22隔离，使得锂离子通过，同时防止由正极21和负极22之间接触引起的电流短路。隔膜23由，例如，合成树脂例如聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯的多孔膜或多孔陶瓷膜制成，并且隔膜23可以具有其中两种或多种多孔膜层叠的结构。
隔膜23浸渍有根据本发明的实施方式的电解液。
例如，可以通过如下步骤制造二次电池。
首先，例如，正极活性材料层21B形成在正极集电体21A上以形成正极21。通过下述步骤形成正极活性材料层21B。在混合正极活性材料粉末、电导体和粘接剂形成正极混合物之后，将该正极混合物分散在溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮中形成糊状正极混合物浆料，并将该正极混合物浆料涂敷到正极集电体21A上，且干燥该正极混合物浆料并压缩模塑，由此形成正极活性材料层21B。而且，例如，如正极21的情况一样，负极活性材料层22B形成在负极集电体22A上以形成负极22。
接着，通过焊接等将正极引线25连接到正极集电体21A上，并通过焊接等将负极引线26连接到负极集电体22A上。然后，将正极21和负极22与它们之间的隔膜23螺旋卷绕，且正极引线25的前端部焊接到安全阀机构15上，和负极引线26的前端部焊接到电池壳11上。接着，将螺旋卷绕的正极21和负极22夹在一对绝缘板12和13之间，并将它们容纳在电池壳11中。在正极21和负极22容纳到电池壳11中之后，将电解液注入到电池壳11中以用电解液浸渍隔膜23。随后，通过衬垫17填隙将电池盖14、安全阀机构15和PTC器件16填塞安装到电池壳11的开口端部。因此，完成图1和2所示的二次电池。
当对该二次电池充电时，锂离子从正极21中脱嵌并通过电解液嵌入到负极22中。另一方面，当对该二次电池放电时，锂离子从负极22中脱嵌并通过电解液嵌入到正极21中。此时，由于电解液中包括环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐，即使在高温下也可防止电解液的分解反应。
因此，在该二次电池中，包括环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐，所以即使在高温下也可防止电解液的分解反应，并且可改善电池特性。
特别是，当电解液中化学式3所示的轻金属盐的含量在0.05wt％到10wt％范围时，可获得更好的效果。
(第二种二次电池)第二种二次电池具有与第一种二次电池相同的结构、功能和效果，除了负极结构不同之外，并且通过相同的方法形成第二种二次电池。因此，参照图1和2描述第二种二次电池，并且相同的部件用与第一种二次电池相同的附图标记表示，并将不再描述。
如第一种二次电池的情况一样，负极22具有其中负极活性材料层22B设置在负极集电体22A两面上的结构。负极活性材料层22B包括，例如，含有锡或硅作为构成元素的负极活性材料。更具体地，例如，负极活性材料包括锡的单质、合金或化合物、或硅的单质、合金或化合物，并且负极活性材料可以包括上述的两种或多种。
而且，通过例如气相法、液相法、喷涂法或烧结法或选自它们的两种或多种方法的组合形成负极活性材料层22B，并且负极活性材料层22B和负极集电体22A优选在它们之间的界面的至少部分中合金化。更具体地说，在界面种，负极集电体22A的元素优选扩散到负极活性材料层22B中，或负极活性材料的元素优选扩散到负极集电体22A中，或它们优选彼此扩散，因为可防止由于根据充电和放电的膨胀和收缩引起的负极活性材料层22B的破碎，且可改善负极活性材料层22B和负极集电体22A之间的导电率。
作为气相法，例如，可以使用物理沉积法或化学沉积法，且更具体地说，可以使用真空沉积法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热CVD(化学气相沉积)法、等离子体化学气相沉积法等。作为液相法，可使用已知技术例如电镀或化学镀。在烧结法中，例如，将粒状负极活性材料与粘接剂等混合以形成混合物，将该混合物分散到溶剂中，并涂敷，然后在比粘接剂等的熔点高的温度下加热该混合物。作为烧结法，可使用已知技术例如气氛烧结法、反应烧结法或热压烧结法。
(第三种二次电池)第三种二次电池是所谓的锂金属二次电池，其中负极22的容量由通过锂的沉积和溶解的容量成分表示。该二次电池具有与第一种二次电池相同的结构，除了负极活性材料层22B由锂金属制成之外，并且可以通过相同的方法制备该二次电池。因此，参见图1和2描述第三种二次电池，并且相同的部件用与第一种二次电池相同的附图标记表示，并将不再描述。
换句话说，该二次电池使用锂金属作为负极活性材料，所以可获得更高的能量密度。在组装时负极活性材料层22B可存在，或者在组装时负极活性材料层22B可不存在，而是可以由在充电时沉淀的锂金属形成。而且，也可以使用负极活性材料层22B作为集电体，且可以除去负极集电体22A。
在该二次电池中，除了环状酰亚胺盐之外，电解液优选还包括具有卤素原子的环状碳酸酯衍生物，且可进一步包括上述的其它成分，因为当电解液包括它们时，与其中电解液仅包括它们的一种的情况相比，可显著改善防止溶剂分解反应的效果。在这种情况下，具有卤素原子的环状碳酸酯衍生物的含量优选为50体积％或更小，因为可获得更高的效果。
当对该二次电池充电时，锂离子从正极21脱嵌，并且锂离子通过电解液作为锂金属沉积在负极集电体22A的表面上。当对该二次电池放电时，锂金属从负极活性材料层22B作为锂离子洗提，且锂离子通过电解液嵌入正极21。在二次电池中，电解液包括环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐，所以即使在高温下也可防止电解液的分解反应。
因此，在二次电池中，电解液包括环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐，所以即使在高温下也可防止电解液的分解反应，并改善电池特性。
(第四种二次电池)图3示出了第四种二次电池的结构。该二次电池是所谓的层叠膜型，在该二次电池中，连接有正极引线31和负极引线32的螺旋卷绕电极体30包含在膜形封装元件40中。
例如，正极引线31和负极引线32从封装元件40中以相同的方向引到外部。正极引线31和负极引线32由例如片状或网状金属材料例如铝、铜、镍或不锈钢制成。
封装元件40由例如矩形的铝层叠膜制成，其包括以此顺序结合的尼龙膜、铝箔和聚乙烯膜。设置封装元件40使得每个封装元件40的聚乙烯膜面对螺旋卷绕电极体30，且通过熔焊或粘合剂使封装元件40的边缘彼此粘接。粘附膜41插在封装元件40和正极引线31与负极引线32之间以防止外部空气进入。粘附膜41由例如对正极引线31和负极引线32具有粘着力的材料如聚烯烃树脂例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性聚丙烯制成。
另外，封装元件40可以由具有任何其他结构的层叠膜、聚合物膜入聚丙烯或金属膜制成，替代上述铝层叠膜。
图4示出了沿图3中I-I线的螺旋卷绕电极体30的截面图。螺旋卷绕电极体30是包括正极33和负极34与在它们之间的隔膜35和电解质层36的螺旋卷绕层叠物，且螺旋卷绕电极体30的最外侧部分用保护带37保护。
正极33具有如下结构其中正极活性材料层33B设置在正极集电体33A的两面上。负极34具有如下结构其中负极活性材料层34B设置在负极集电体34A两面上，设置负极34使得负极活性材料层34B面对正极活性材料层33B。正极集电体33A、正极活性材料层33B、负极集电体34A、负极活性材料层34B和隔膜35的结构分别与上述第一种、第二种和第三种二次电池中的正极集电体21A、正极活性材料层21B、负极集电体22A、负极活性材料层22B和隔膜23的结构相同。
电解质层36包括根据实施方式的电解液和作为保持电解液的保持体的聚合物化合物，且为所谓的凝胶电解质。优选凝胶电解质，因为凝胶电解质可以得到高的离子导电率，并可防止液体从电池中泄露。作为聚合物化合物，例如，使用基于醚的聚合物化合物例如聚环氧乙烷或包括聚环氧乙烷的交联体、基于酯的聚合物化合物例如聚甲基丙烯酸甲酯、基于丙烯酸酯的聚合物化合物、或偏二氟乙烯的聚合物例如聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟乙烯的共聚物，且使用选自它们的一种或两种或多种的混合物。更具体地说，根据氧化-还原的稳定性，优选基于氟的聚合物化合物。
例如，可以通过下述步骤制造二次电池。
首先，通过将包括电解液、聚合物化合物和混合溶剂的前体溶液涂覆到正极33和负极34上，并蒸发混合溶剂，来形成电解质层36。接着，将正极引线31连接到正极集电体33A上，并将负极引线32连接到负极集电体34A上。之后，在其上形成有电解质层36的正极33和其上形成有电解质层36的负极34与它们之间的隔膜35层叠以形成层叠物之后，在长度方向上螺旋卷绕该层叠物，并将保护带37粘结到该层叠物的最外侧以形成螺旋卷绕电极体30。然后，例如，螺旋卷绕电极体30夹在封装元件40之间，并通过热熔焊等使封装元件40的边缘部分彼此粘接，以将螺旋卷绕电极体30密封在封装元件40中。此时，将粘附膜41插在正极引线31和负极引线32与封装元件40之间。因此，完成图3和4所示的二次电池。
另外，可以通过下述步骤制造二次电池。首先，如上所述，形成正极33和负极34，并将正极引线31和负极引线32分别连接到正极33和负极34上。然后，正极33和负极34与它们之间的隔膜35层叠形成层叠物，然后螺旋卷绕层叠物。将保护带37粘结到螺旋卷绕层叠物的最外侧以形成作为螺旋卷绕电极体30前体的螺旋卷绕体。接下来，将螺旋卷绕体夹在封装元件40之间，通过热熔焊将除了一侧的封装元件40的边缘部分粘结形成袋状封装，由此螺旋卷绕体包含在封装元件40中。将包括电解液、作为聚合物化合物材料的单体和聚合引发剂、以及如果必要的任何其他材料例如聚合引发剂的电解组合物注入到封装元件40中，然后通过热熔焊密封封装元件40的开口部分。之后，通过施加热使单体聚合形成聚合物化合物，由此形成凝胶电解质层36以组装图3和4所示的二次电池。
该二次电池的功能和效果与上述的第一种、第二种和第三种二次电池的功能和效果相同。
下面将详细描述本发明的具体实施例。
(实施例1-1到1-14)形成图1和2所示的圆柱型二次电池。首先，以0.5∶1的摩尔比混合碳酸锂(Li2CO3)和碳酸钴(CoCO3)，并在空气中890℃下烧结该混合物5小时得到锂钴复合氧化物(LiCoO2)。当对得到的锂钴复合氧化物进行X-射线衍射时，得到的锂钴复合氧化物的衍射图谱与JCPDS(Joint Committee ofPowder Differraction Standard)文件中所列的LiCoO2的峰非常匹配。接下来，将锂钴复合氧化物粉碎成平均粒径为10μm的粉末状以形成正极活性材料。
接下来，混合95重量份的LiCoO2和5重量份的Li2CO3粉末形成混合物，且然后混合91重量份的该混合物、6重量份的作为电导体的人造石墨和3重量份作为粘结剂的聚偏二氟乙烯以制备混合物，之后将该混合物分散到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中形成正极混合物浆料。接下来，在正极混合物浆料均匀涂敷到由20μm厚的带状铝箔制成的正极集电体21A的两面，并干燥后，通过压缩模塑形成正极混合物层21B以形成正极21。之后，将由铝制成的正极引线25连接到正极集电体21A的一端。
而且，使用石墨作为负极活性材料，且将97重量份的石墨和3重量份作为粘结剂的聚偏二氟乙烯混合以形成混合物，然后将该混合物分散到作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中形成负极混合物浆料，然后将该负极混合物浆料涂敷到由带状铜箔制成的负极集电体22A上，并干燥形成负极活性材料层22B，因此形成负极22。此时，调整正极活性材料和负极活性材料的填充量使得负极22的容量由通过锂的嵌入和脱嵌的容量成分表示。之后，将由镍制成的负极引线26连接到负极集电体22A的一端。
形成正极21和负极22之后，制备由25μm厚的聚乙烯制成的隔膜23，并按负极22、隔膜23、正极21和隔膜23的顺序层叠以形成层叠物，将该层叠物螺旋卷绕几次，且螺旋卷绕层叠物的最外侧用粘合带保护，因此形成螺旋卷绕电极体20。
形成螺旋卷绕电极体20之后，将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间，并将负极引线26焊接到电池壳11上，和正极引线25焊接到安全阀机构15上，且然后螺旋卷绕电极体20容纳在由镀镍的铁制成的电池壳11中。之后，通过减压方法将电解液注入到电池壳11中，因此形成圆柱型二次电池。在实施例1-1到1-5中，电解液通过如下形成将作为溶剂的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、作为电解质盐的六氟磷酸锂、作为环状酰亚胺盐的化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和作为化学式5所示的轻金属盐的化学式9(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂混合，并从0.02wt％到10wt％改变在整个电解液中的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂的混合比。在实施例1-6到1-10中，电解液通过如下形成将作为溶剂的碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯、作为电解质盐的六氟磷酸锂、作为环状酰亚胺盐的化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和作为化学式5所示的轻金属盐的化学式9(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂混合，并从0.02wt％到10wt％改变在整个电解液中双[草酸根合-O，O’]硼酸锂的混合比。在实施例1-11到1-14中，电解液通过如下形成将作为溶剂的碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯、作为电解质盐的六氟磷酸锂、作为环状酰亚胺盐的化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和作为化学式5所示的轻金属盐的化学式9(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂，并从0.1wt％到31wt％改变在整个电解液中1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂的混合比。在电解液中溶剂和电解质盐的比如表1所示。
负极活性材料；石墨
化学式4(1)1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂化学式9(1)二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂化学式9(6)双[草酸根合-O，O’]硼酸锂作为比较例1-1，如实施例1-1到1-10的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例1-2，如实施例1-1到1-10的情况形成二次电池，除了不使用化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例1-3和1-4，分别如实施例1-1到1-5和实施例1-6到1-10的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐之外。电解液中溶剂和电解质盐的比例如表1所示。
测定在25℃和50℃下实施例1-1到1-14和比较例1-1到1-4的二次电池的循环特性。结果示于表1中。通过以下步骤测定循环特性。作为充电-放电循环，在25℃或50℃下，在最大电压为4.2V的条件下以1.77mA给二次电池充电12小时，且然后在10分钟间隔之后，以1.77mA对二次电池放电直到达到2.5V，并重复充电-放电循环以测定循环特性作为第50次循环与第一次循环的放电容量的放电容量保持率，即(第50次循环的放电容量/第一次循环的放电容量)×100(％)。
如表1所示，在其中使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐的实施例1-1和1-8中，与其中不使用它们的比较例1-1、其中不使用化学式5所示的轻金属盐的比较例1-2或其中不使用环状酰亚胺盐的比较例1-3和1-4相比，放电容量保持率明显改善。
而且，有这样的趋势随着化学式5所示的轻金属盐含量的增加，放电容量保持率增加到最大值，然后下降。
此外，有这样的趋势随着环状酰亚胺盐含量增加，放电容量保持率增加到最大值，然后下降。
换句话说，发现当电解液中包含环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐时，即使在高温下也可改善循环特性。而且，发现电解液中化学式5所示的轻金属盐的含量优选在0.05wt％到10wt％的范围内，包括端点，或者环状酰亚胺盐的含量优选在0.1wt％到31wt％的范围内，包括端点。
(实施例2-1到2-3)与实施例1-1到1-10的情况一样形成二次电池，除了使用含CoSnC材料粉末作为负极活性材料外，且将80重量份的含CoSnC材料粉末、作为电导体的14重量份的人造石墨(KS-15，Lonza)和1重量份乙炔黑、和5重量份作为粘结剂的聚偏二氟乙烯分散到N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成浆料，将该浆料均匀涂敷到由铜箔制成的负极集电体22A上，并干燥以形成负极活性材料层22B。此时，调整正极活性材料和负极活性材料的填充量使得负极22的容量由通过锂的嵌入和脱嵌的容量成分表示。而且，作为电解液，使用包括作为溶剂的碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯、作为电解质盐的六氟磷酸锂、作为环状酰亚胺盐的化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和作为化学式5所示的轻金属盐的化学式9(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂与化学式9(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂中的至少一种的混合物。电解液中溶剂和电解质盐的比如表2所示。
负极活性材料；50Sn-29.4Co-19.6C
化学式4(1)1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂化学式9(1)二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂化学式9(6)双[草酸根合-O，O’]硼酸锂通过混合锡-钴合金粉末和碳粉，并使用机械化学反应来合成含CoSn-C材料粉末。当分析得到的含CoSnC材料的组成时，锡含量是50wt％、钴含量是29.4wt％、碳含量是19.6wt％，钴相对锡和钴的总量的比(Co/Sn+Co)是37wt％。通过碳/硫分析仪测量碳含量，并通过ICP(感应耦合等离子体)发射光谱测量锡和钴的含量。而且，当对含CoSnC材料进行X-射线衍射时，在衍射角2e＝20°到50°的范围内观察到具有其中衍射角2θ为1.0°或更大的宽半度的衍射峰。此外，当对含CoSnC材料进行XPS测量时，得到图5所示的峰P1。当分析峰P1时，得到表面污染碳的峰P2和在比峰P2低的能量侧上的含CoSn-C材料的C1s峰P3。在低于284.5eV的范围内得到峰P3。换句话说，证明包含在含CoSn-C材料中的碳与其它元素结合。
作为相对于实施例2-1到2-3的比较例2-1，如实施例2-1到2-3的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例2-2，如实施例2-1到2-3的情况形成二次电池，除了不使用化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例2-3和2-4，如实施例2-1到2-3的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐之外。溶剂和电解质盐的比如表2所示。
如表2所示，在其中使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐的实施例2-1到2-3中，与其中不使用它们的比较例2-1、其中不使用化学式5所示的轻金属盐的比较例2-2或其中不使用环状酰亚胺盐的比较例2-3和2-4相比，即使在高温下放电容量保持率也特别改善。
换句话说，发现即使在其中使用其它的负极活性材料的情况下，当电解液中包含环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐时，即使在高温下循环特性也可改善。
(实施例3-1到3-2)形成其中负极22的容量由通过锂的沉积和溶解的容量成分表示的电池，即所谓的锂金属二次电池。更具体地说，如实施例1-1到1-10的情况形成二次电池，除了30μm厚的锂金属箔结合到由10μm厚的带状铜箔制成的负极集电体22A上以形成负极活性材料层22B，因此形成负极22之外。而且，作为电解液，使用包括作为溶剂的碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯、作为电解质盐的六氟磷酸锂、作为环状酰亚胺盐的化学式4(1)所示的1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和作为化学式5所示的轻金属盐的化学式9(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂或化学式9(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂的混合物。电解液中溶剂和电解质盐的比如表3所示。
负极活性材料；锂金属
化学式4(1)1，1，2，2，3，3-六氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂化学式9(1)二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂化学式9(6)双[草酸根合-O，O’]硼酸锂作为相对于实施例3-1和3-2的比较例3-1，如实施例3-1和3-2的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例3-2，如实施例3-1和3-2的情况形成二次电池，除了不使用化学式5所示的轻金属盐之外。作为比较例3-3和3-4，如实施例3-1和3-2的情况形成二次电池，除了不使用环状酰亚胺盐之外。电解液中溶剂和电解质盐的比如表3所示。
如表3所示，在其中使用环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐的实施例3-1和3-2中，与其中不使用它们的比较例3-1、其中不使用化学式5所示的轻金属盐的比较例3-2或其中不使用环状酰亚胺盐的比较例3-3和3-4相比，放电容量保持率得到改善。
换句话说，发现即使在其中负极22的容量由通过锂的沉积和溶解的容量成分表示的二次电池中，即，所谓的锂金属二次电池中，当电解液中包含环状酰亚胺盐和化学式5所示的轻金属盐时，即使在高温下也可循环特性。
尽管参照实施方式和实施例描述了本发明，但本发明并不局限于它们，并可以进行各种修改。例如，在上述的实施方式和上述实施例中，描述了其中电解液用作电解质的情况，且在上述的实施方式中，描述了其中聚合物化合物保持电解液的凝胶电解液的情况；然而，可以使用任何其它的电解质。电解质的例子包括离子导电无机化合物例如离子导电陶瓷、离子导电玻璃或离子晶体和电解液的混合物、其它无机化合物和电解液的混合物以及无机化合物和凝胶电解质的混合物。
而且，在实施方式和实施例中，描述了使用锂作为电极反应物的电池；然而，本发明可以应用到其中使用其它碱金属例如钠(Na)或钾(K)、碱土金属例如镁或钙(Ca)或任何其它轻金属例如铝的情况。此时，在负极中，可以以相同的方式使用在上述实施方式中描述的负极活性材料，例如包括锡或硅作为构成元素的材料、碳材料等。
此外，在实施方式和实施例中，描述了其中负极容量由通过锂的嵌入和脱嵌的容量成分表示的所谓的锂离子二次电池，或其中锂金属作为负极活性材料并且负极容量由通过锂的沉积和溶解的容量成分表示的所谓的锂金属二次电池；然而，本发明可以相同的方式应用到其中能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的充电容量小于正极的充电容量，由此负极的容量包括通过锂的嵌入和脱嵌的容量成分和通过锂的沉积和溶解的容量成分，并由它们的总和表示的二次电池。
另外，在实施方式和实施例中，详细描述了圆柱型二次电池或层叠膜型二次电池；然而，本发明可以相同的方式应用到具有任何其它形状例如硬币型、钮扣型、棱柱型的二次电池，或带有任何其它结构例如层叠结构的二次电池中。而且，本发明不仅可以用于二次电池也可以用于其它电池例如一次电池。
本领域技术人员应当理解，在所附权利要求或其等价物的范围内，根据设计的需要和其它因素，可进行各种修改、组合、再组合和替换。
权利要求
1.一种电解液，包括环状酰亚胺盐；和化学式1所示的轻金属盐[化学式1] 其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R32代表卤素、烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，X11和X12各自代表氧(O)或硫(S)，M11代表过渡金属元素或短型元素周期表中3B族元素、4B族元素或5B族元素，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝(Al)，a是1到4的整数，b是0到8的整数，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
2.根据权利要求1的电解液，其中该酰亚胺盐包括选自化学式2(1)到2(6)所示的化合物中的至少一种[化学式2] 其中M1、M2、M3、M4、M5和M6各自代表碱金属，R1、R2和R3各自代表具有2到5个碳原子的直链或支链亚烷基或其中在该亚烷基中至少部分氢被氟(F)取代的基团，以及R51、R52、R53、R54、R61、R62、R63、R64、R71、R72、R73和R74各自代表氢(H)、具有1到4个碳原子的烷基或其中在该烷基中至少部分氢被氟取代的基团。
3.根据权利要求1的电解液，其中该酰亚胺盐的含量在0.1wt％到31wt％的范围内，包括端点。
4.根据权利要求1的电解液，其中该化学式1所示的轻金属盐的含量在0.05wt％到10wt％的范围内，包括端点。
5.根据权利要求1的电解液，其中该化学式1所示轻金属盐包括化学式3所示的轻金属盐[化学式3] 其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R3和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R33代表卤素，M12代表磷(P)或硼(B)，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝，a1是1到3的整数，b1是0、2或4，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
6.根据权利要求1的电解液，其中该化学式1所示轻金属盐包括选自化学式4(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂、化学式4(2)所示的四氟[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式4(3)所示的二氟双[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式4(4)所示的二氟[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂、化学式4(5)所示的双[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂和化学式4(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂中的至少一种[化学式4]
7.一种电池，包括正极、负极和电解液，其中该电解液包括环状酰亚胺盐和化学式1所示的轻金属盐[化学式1] 其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R32代表卤素、烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基，X11和X12各自代表氧(O)或硫(S)，M11代表过渡金属元素或短型元素周期表中3B族元素、4B族元素或5B族元素，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝(Al)，a是1到4的整数，b是0到8的整数，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
8.根据权利要求7的电池，其中该酰亚胺盐包括选自化学式2(1)到2(6)所示的化合物中的至少一种[化学式2] 其中M1、M2、M3、M4、M5和M6各自代表碱金属，R1、R2和R3各自代表具有2到5个碳原子的直链或支链亚烷基或其中在该亚烷基中至少部分氢被氟取代的基团，以及R51、R52、R53、R54、R61、R62、R63、R64、R71、R72、R73和R74各自代表氢(H)、具有1到4个碳原子的烷基或其中在该烷基中至少部分氢被氟取代的基团。
9.根据权利要求7的电池，其中该酰亚胺盐的含量在0.1wt％到31wt％的范围内，包括端点。
10.根据权利要求7的电池，其中该化学式1所示的轻金属盐的含量在0.05wt％到10wt％的范围，包括端点。
11.根据权利要求7的电池，其中该化学式1所示轻金属盐包括化学式3所示的轻金属盐[化学式3] 其中R31代表-C(＝O)-R41-C(＝O)-基团(R41代表亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基或卤化亚芳基)、-C(＝O)-C(R43)(R44)-基团(R43和R44各自代表烷基、卤化烷基、芳基或卤化芳基)、或-C(＝O)-C(＝O)-基，R33表卤素，M12代表磷(P)或硼(B)，M21代表短型元素周期表中1A族元素或2A族元素或铝，a1是1到3的整数，b1是0、2或4，以及c、d、e和f各自是1到3的整数。
12.根据权利要求7的电池，其中该化学式1所示轻金属盐包括选自化学式4(1)所示的二氟[草酸根合-O，O’]硼酸锂、化学式4(2)所示的四氟[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式4(3)所示的二氟双[草酸根合-O，O’]磷酸锂、化学式4(4)所示的二氟[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂、化学式4(5)所示的双[3，3，3-三氟-2-氧化物-2-三氟甲基丙酸根合(2-)-O，O’]硼酸锂和化学式4(6)所示的双[草酸根合-O，O’]硼酸锂[化学式4]
全文摘要
提供一种即使在高温下也能够改善电池特性的电解液，和使用该电解液的电池。用电解液浸渍隔膜。电解液包括环状酰亚胺盐例如1，1，2，2，3，3－六氟丙烷－1，3－二磺酰亚胺锂和轻金属盐例如二氟[草酸根合－O，O’]硼酸锂或双[草酸根合－O，O’]硼酸锂。因此，即使在高温下也可以防止电解液的分解反应，并且也可改善电池特性。
文档编号H01M10/40GK101047271SQ20071010359
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者山口晃, 川岛敦道, 井原将之, 堀内博志, 山口裕之, 窪田忠彦, 高木久美子 申请人:索尼株式会社