电解液、电化学器件、锂电池和模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电解液、电化学器件、裡电池和模块。
【背景技术】
[0002] 作为从便携电话、笔记本电脑等的便携电子设备用电源到机动车用等的驱动用车 载电源或定置用大型电源等的广泛的电源，非水系电解液电池等的非水系电解液电池逐步 实用化。然而，伴随近年来的电子设备的高性能化和向驱动用车载电源或定置用大型电源 的应用等，对所应用的二次电池的要求越来越高，进一步要求二次电池的电池特性的高性 能化，例如高容量化、高温保存特性、循环特性等的特性的提高化。
[0003] 非水系电解液电池所使用的电解液通常主要由电解质和非水系溶剂构成。作为非 水系溶剂的主要成分，可W使用碳酸亚己醋或碳酸亚丙醋等的作为高介电性溶剂的环状碳 酸醋，或者碳酸二甲醋、碳酸二己醋、碳酸甲己醋等的作为低粘性溶剂的链状碳酸醋，还可 W使用丫 一了内醋、丫一戊内醋等的环状駿酸醋等。
[0004] 另外，为了改善该些使用非水系电解液的电池的负荷特性、循环特性、保存特性、 低温特性等的电池特性，还提出了各种非水系溶剂和电解质、助剂等。例如，专利文献1和2 中公开了一种负极使用碳材料的非水电解液，通过使用碳酸亚己締醋及其衍生物或己締基 碳酸亚己醋衍生物，具有双键的环状碳酸醋与负极优先反应，在负极表面形成优质的覆膜， 由此，提高了电池的保存特性和循环特性。
[0005] 另外，提出了使用氣化环状碳酸醋作为电解液的方案。例如，提出了使用碳酸亚己 醋的部分氨原子被氣原子取代的化合物的方案（专利文献3~7)、使用碳酸亚丙醋的甲基 的部分或全部氨原子被氣原子取代的化合物的方案（专利文献8~9)。
[0006] 另外，在专利文献10中，提出了一种含有含氣环状碳酸醋和电解质盐的电解液， 上述含氣环状碳酸醋具有含氣離基或碳原子数2W上的氣代烷基。
[0007] 此外，在非专利文献1~3中，对于含有具有含氣離基或碳原子数2 W上的氣代烧 基的氣化环状碳酸醋的有机氣化合物，记载了裡离子电池的电化学行为、热稳定性和电化 学特性。
[000引现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 ;日本特开平8 - 45545号公报
[0011] 专利文献2 ;日本特开平4 - 87156号公报
[0012] 专利文献3 ;日本特开平5 - 325985号公报
[0013] 专利文献4 ;日本特开平10 - 189043号公报
[0014] 专利文献5 ;日本特开平10 - 247519号公报
[0015] 专利文献6 ;日本特开2001 - 313075号公报
[0016] 专利文献7 ;日本特开2003 - 168480号公报
[0017] 专利文献8 ;日本特开平10 - 233345号公报
[001引专利文献9 ;国际公开第2006/106655号小册子
[0019] 专利文献10 ;日本特开平8 - 37025号公报
[0020] 非专利文献
[0021] 非专利文献1 ;Takashi Achiha等7人，"Electrochemical Behavior of Nonflammable Organo - Fluorine Compounds for Lithium Ion Batteries''Journal of The Electrochemical Society, 156巧），A483 -A488 (2009)
[00。]非专利文献2 ;Takashi AcMha等7人，""Thermal Stability and Electrochemical Properties of Fluorine Compounds as Nonflammable Solvents for Lithium-Ion Batteries"，Journal of The Electrochemical Society，157(6)，A707- A712(2010)
[002引非专利文献3 ;化ki Matsuda等7人，"Safety improvement of lithium ion batteries by organo - fluorine compounds"，Journal of Fluorine Chemistry，132(2011)1174 - 1181
【发明内容】
[0024] 发明所要解决的课题
[0025] 如上所述，在近年来对电池的高性能化的需求提高的背景下，需求使用非水系电 解液的电池的特性提高，即，需求高容量化、高温保存特性、循环特性等的提高。在该样的背 景下，在使用专利文献1、2所记载的电解液的非水系电解液电池中，在将充电状态的电池 放置在高温、或者连续进行充放电循环时，存在不饱和环状碳酸醋或其衍生物在正极上氧 化分解，产生二氧化碳气体的问题。如果在该样的使用环境下产生二氧化碳，则例如会存在 电池的安全阀在不适当的时间工作、或由于电池膨张等而导致电池不能使用的情况。
[0026] 另外，使用专利文献3~10所记载的电解液的非水系电解液电池，也不足W解决 上述问题。
[0027] 本发明是为了解决该些问题的发明，提供一种高温保存后的残存容量高的裡电池 和该裡电池所使用的电解液。
[002引用于解决课题的方法
[0029] 本发明的发明人发现；通过使用包含W特定量含有下述通式（1)所示的化合物的 非水系溶剂和电解质盐的电解液，能够实现高温保存后的残存容量高的裡电池。
[0030] 目P，本发明为一种电解液，其特征在于，含有非水系溶剂和电解质盐，该电解液含 有0. 001~9质量％的通式（1)所示的化合物。
[0031]
【主权项】
1. 一种电解液，其含有非水系溶剂和电解质盐，所述电解液的特征在于： 含有0. 001~9质量％的通式（1)所示的化合物，
式中，R1、R2和R3可以相同或者不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1~20的烷基 或碳原子数1~20的氟代烷基，其中，R1、!?2和R3中的至少1个为氟原子或氟代烷基。
2. 如权利要求1所述的电解液，其特征在于： 电解质盐为LiPF6，所述电解质盐的含量为0. 2摩尔/升以上。
3. -种电化学器件，其特征在于： 具备权利要求1或2所述的电解液。
4. 一种锂电池，其特征在于： 具备能够吸留或释放锂离子的负极和正极、隔膜以及权利要求1或2所述的电解液。
5. 如权利要求4所述的锂电池，其特征在于： 能够吸留或释放锂离子的负极包含选自碳质材料和金属材料中的至少1种的负极活 性物质。
6. -种模块，其特征在于： 具备权利要求4或5所述的锂电池。
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种高温保存后的残存容量高的锂电池和该锂电池所使用的电解液。本发明为一种含有非水系溶剂和电解质盐的电解液，其特征在于，含有0.001～9质量％的通式(1)所示的化合物。(式中，R1、R2和R3可以相同或者不同，分别为氢原子、氟原子、碳原子数1～20的烷基或碳原子数1～20的氟代烷基。其中，R1、R2和R3中的至少1个为氟原子或氟代烷基)。
【IPC分类】H01M10-0567, H01M10-0568, H01M10-052
【公开号】CN104704671
【申请号】CN201380050714
【发明人】桑嶋佳子, 高明天, 山内昭佳, 宫胁瞳, 坂田英郎, 谷明范, 木下信一
【申请人】大金工业株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年9月25日
【公告号】EP2887440A1, WO2014050872A1