专利名称：非水溶剂、非水电解质及蓄电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有离子液体(也称为常温熔融盐)的蓄电装置。注意，蓄电装置是指所有具有蓄电功能的元件及装置。
背景技术：
作为蓄电装置之一的锂二次电池被应用于移动电话、电动汽车(EV =ElectricVehicle)等各种各样的用途中，作为锂二次电池，需要具有如下特性:高能量密度、优良的循环特性及在各种工作环境下的安全性等。通用的锂二次电池大多包含非水电解质(也称为电解液)，该非水电解质包含非水溶剂及含有锂离子的锂盐。并且，作为该非水电解质而经常使用的有机溶剂是一种在常温常压下为液体的有机溶剂，例如具有高介电常数且具有良好的离子传导性的碳酸亚乙酯
坐寸ο但是，上述有机溶剂具有挥发性并具有低闪点。因此，当将含有上述有机溶剂的非水溶剂用作锂二次电池的电解液时，有可能因内部短路或过充电等导致锂二次电池内部温度上升而使锂二次电池破裂或起火等。考虑到上述问题，已提出使用具有难燃性及难挥发性的离子液体作为锂二次电池的非水电解质的溶剂(参照专利文献I)。[专利文献I]日本专利申请特开2003-331918号公报锂二次电池或锂离子电容器等使用锂离子作为载体离子的蓄电装置采用定电流定电压(Constant Current Constant Voltage:CCCV)充电方式。在 CCCV 充电方式中，在定电压充电(CV充电)期间流过蓄电装置的充电电流减少。因此，通常将该充电电流的电流值低于所希望的电流值的状态设定为充电完了(充满电)状态。但是，在使用碳酸亚乙酯作为非水电解质的溶剂的蓄电装置中，当以CCCV充电方式对该蓄电装置进行充电时，有时到定电压充电(CV充电)期间流过的充电电流变为低于所希望的电流值为止需要较长的时间。据推测这可能是由于发生了充电反应以外的反应，例如非水电解质的分解反应等。另外，在本说明书中，有时将到定电压充电(CV充电)期间流过的充电电流变为低于所希望的电流值为止需要的时间较长的情况记载为CV充电期间长。如此，当CV充电期间长时，说明发生了充电反应以外的反应，因此，存在因反应热等蓄电装置的内部温度上升而导致非水电解质起火甚至是蓄电装置破裂等危险。因此，在使用碳酸亚乙酯作为非水电解质的溶剂的蓄电装置中，当以CCCV充电方式进行充电时，通常将经过一定时间的CV充电期间之后的状态设定为充电完了(充满电)状态。此时，一般对该蓄电装置的充电装置设置发挥作为经过一定时间的CV充电期间之后停止充电的定时器的功能的电路。但是，当该发挥作为定时器的功能的电路因故障等不能正常工作时，CV充电期间变长，而有可能导致非水电解质起火甚至蓄电装置破裂等危险。鉴于上述问题，与经过规定时间后强制性地结束CV充电期间而成为充满电状态相比，从安全性方面考虑更希望以使充电电流变为低于所希望的电流值而成为充满电状态。
发明内容
于是，本发明的一个方式的目的是提供一种能够抑制CCCV充电方式的CV充电期间延长的使用包含有机溶剂的非水电解质的蓄电装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种高性能的使用含有有机溶剂的非水电解质的蓄电装置。鉴于上述内容，本发明的一个方式是一种蓄电装置，其包括正极、负极及非水电解质。其中，非水电解质包含:包含具有一个以上取代基的脂环季铵阳离子及相对于该脂环季铵阳离子的阴离子的离子液体；环酯；以及碱金属盐。其中，离子液体的脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳数为5以下。另外，离子液体的脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子键合有取代基。具体而言，本发明的一个方式是一种蓄电装置，其包括正极、负极及非水电解质。其中，非水电解质含有以通式(Gl)表示的离子液体、环酯及碱金属盐。
权利要求
1.一种液体，包括:含有具有一个以上取代基的脂环季铵阳离子以及阴离子的离子液体；以及环酯。
2.根据权利要求1所述的液体，其特征在于，所述脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子数为5以下。
3.根据权利要求1所述的液体，其特征在于，所述取代基与所述脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子键合。
4.一种液体,包括: 以通式(Gl)表示的离子液体；以及 环酯，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体，其特征在于，所述离子液体含量为所述离子液体和所述环酯的单位重量的70Wt%以上且低于100被％。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的液体，其特征在于，所述环酯为碳酸亚乙酯。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的液体，其特征在于，所述液体是非水溶剂。
8.—种电解质,包括: 包含具有一个以上取代基的脂环季铵阳离子以及阴离子的离子液体； 环酯；以及 碱金属盐。
9.根据权利要求8所述的电解质，其特征在于，所述脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子数为5以下。
10.根据权利要求8所述的电解质，其特征在于，所述取代基与所述脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子键合。
11.一种电解质，包括: 以通式(Gl)表示的离子液体； 环酯；以及 碱金属盐，
12.根据权利要求8至11中任一项所述的电解质，其特征在于，所述离子液体含量为所述离子液体和所述环酯的单位重量的70Wt%以上且低于IOOwt%。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的电解质，其特征在于，所述离子液体含量为所述离子液体、所述环酯和所述碱金属盐的单位重量的50wt%以上且低于80wt%。
14.根据权利要求8至11中任一项所述的电解质，其特征在于，所述环酯为碳酸亚乙酯。
15.根据权利要求8至11中任一项所述的电解质，其特征在于，所述电解质中的所述碱金属盐为锂盐。
16.根据权利要求8至11中任一项所述的电解质，其特征在于，所述电解质是非水电解质。
17.一种蓄电装置，包括: 正极； 负极；以及 电解质， 其中所述电解质包括: 包含具有一个以上取代基的脂环季铵阳离子以及阴离子的离子液体； 环酯；以及 碱金属盐。
18.根据权利要求17所述的蓄电装置，其特征在于，所述脂环季铵阳离子的脂环骨架的碳原子数为5以下。
19.根据权利要求17所述的蓄电装置，其特征在于，所述取代基与所述脂环季铵阳离子的所述脂环骨架的碳原子键合。
20.—种蓄电装置，包括: 正极； 负极；以及 电解质， 其中所述电解质包括: 以通式(Gl)表示的离子液体； 环酯；以及 碱金属盐，
21.根据权利要求17至20中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述离子液体含量为所述电解质中的所述离子液体和所述环酯的单位重量的70wt%以上且低于100wt%。
22.根据权利要求17至20中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述离子液体含量为所述电解质的单位重量的50wt%以上且低于80wt%。
23.根据权利要求17至20中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述环酯为碳酸亚乙酯。
24.根据权利要求17至20中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述电解质中的所述碱金属盐为锂盐。
25.根据权利要求17至20中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，所述电解质是非水电解质。
全文摘要
本发明提供一种使用有机溶剂作为非水电解质的非水溶剂的、能够抑制CCCV充电方式的CV充电期间延长并具有高性能的蓄电装置。一种蓄电装置包括正极；负极；非水电解质；以及隔离体。其中，所述非水电解质包含包含具有一个以上取代基的脂环季铵阳离子及相对于该脂环季铵阳离子的阴离子的离子液体；环酯；以及碱金属盐。尤其是，在蓄电装置中，离子液体的含量为非水电解质中的离子液体与环酯的单位重量的70wt％以上且低于100wt％；或者非水电解质的单位重量的50wt％以上且低于80wt％。
文档编号H01M10/0564GK103178299SQ201210563958
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月21日 优先权日2011年12月23日
发明者伊藤恭介, 板仓亮, 井上信洋, 石川纯, 桃纯平 申请人:株式会社半导体能源研究所