非水溶剂、二次电池及安装有二次电池的车辆的制作方法

本发明涉及一种非水溶剂、二次电池及安装有二次电池的车辆等。

背景技术：

1、二次电池是可以反复使用的电池，也被称为蓄电池。作为载体离子使用锂离子的二次电池被称为锂离子二次电池，能够实现高容量化及小型化，其研究开发日益火热。

2、二次电池具有容易受到环境温度的影响的问题。例如，寒气导致二次电池的电解液的粘度提高以及载体离子的传导性能下降。就是说，电解液的性能下降导致二次电池的性能下降。

3、因此，使用二次电池驱动发动机的电动汽车的普及仍然不在寒冷地区及热带地区进展。例如，这可能是因为如下缘故：寒气导致二次电池性能的下降，由此二次电池的内部电阻增加。

4、作为电动汽车以外的安装有二次电池的车辆，有具有引擎和发动机这两个动力的混合动力汽车。另外，在混合动力汽车中有一种能够从插座进行充电的插电式混合动力汽车。对混合动力汽车及插电式混合动力汽车来说因环境温度而发生的电解液的性能下降也是问题的。

5、作为安装有二次电池的电子设备，可以举出移动电话机、智能手机或笔记型个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机或者医疗设备等。对电子设备来说因环境温度而发生的电解液的性能下降也是问题的。

6、有可能安装在电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车或电子设备中的二次电池被要求不管使用时的环境温度如何都发挥稳定性能且需要具有更高安全性。

7、作为安全性高的电解液，有呈现阻燃性的离子液体。鉴于二次电池的安全性方面的问题，专利文献1公开了包括离子液体的电解液的粘度在一定范围内。

8、[先行技术文献]

9、[专利文献]

10、[专利文献1]日本专利申请公开第2018-116840号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、然而，在专利文献1中，不考虑到关于使用二次电池时的环境温度的问题。

3、于是，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可使用的温度范围宽的非水溶剂以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括该非水溶剂作为电解液的二次电池以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种安装有该二次电池的车辆以及其制造方法。

4、另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种在包括离子液体的非水溶剂中至少在低温下其粘度低的非水溶剂以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括该非水溶剂作为电解液的二次电池以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种安装有该二次电池的车辆以及其制造方法。

5、另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有高耐热性的非水溶剂以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括该非水溶剂作为电解液的二次电池以及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种安装有该二次电池的车辆以及其制造方法。

6、另外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从本说明书、附图及权利要求书的记载中抽出上述以外的目的。注意，这些目的的记载不妨碍关于安全性等的其他目的的存在。

7、解决技术问题的手段

8、为了实现上述目的，本发明者专心进行研究而发现了：通过对离子液体添加有机溶剂而在低温下也可以降低非水溶剂的粘度。在粘度低时非水溶剂的导电率提高而可以提高载体离子传导性诸如锂离子传导性。通过将该非水溶剂作为电解液用于二次电池，可以提供一种至少在低温下其载体离子传导性诸如锂离子传导性高的二次电池。

9、另外，非水溶剂在包括50体积％以上的离子液体时可以具有高耐热性。在离子液体少于50体积％时，有时损失高耐热性。因此，在非水溶剂中离子液体为50体积％以上且95体积％以下，优选为70体积％以上且90体积％以下，更优选为85体积％以上且90体积％以下。

10、鉴于上述非水溶剂的低温下的载体离子传导性及高耐热性，可以提供一种可使用的温度范围宽的非水溶剂。另外，可以提供一种包括该非水溶剂作为电解液的二次电池以及安装有该二次电池的车辆。

11、本发明的一个方式是一种非水溶剂，包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，其中离子液体包含咪唑鎓阳离子。

12、本发明的一个方式是一种非水溶剂，包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，其中离子液体包含由下述结构式(111)表示的阳离子以及由下述结构式(h11)表示的阴离子。

13、[化学式1]

14、

15、本发明的一个方式是一种二次电池，包括正极、非水溶剂以及负极，其中，非水溶剂包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，并且，离子液体包含咪唑鎓阳离子。

16、本发明的一个方式是一种二次电池，包括正极、非水溶剂以及负极，其中，非水溶剂包括70体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，并且，离子液体包含咪唑鎓阳离子。

17、在本发明的一个方式的二次电池中，离子液体包含由下述结构式(111)表示的阳离子以及由下述结构式(h11)表示的阴离子。

18、[化学式2]

19、

20、在本发明的一个方式的二次电池中，有机溶剂包含由下述结构式(h15)表示的氟代环状碳酸酯。

21、[化学式3]

22、

23、在本发明的一个方式的二次电池中，有机溶剂包含由下述结构式(h18)表示的氟代环状碳酸酯。

24、[化学式4]

25、

26、本发明的一个方式是一种安装有本发明的一个方式的二次电池的车辆。

27、发明效果

28、本发明的一个方式的非水溶剂在低温下其粘度低，所以是优选的。另外，本发明的一个方式的非水溶剂可以具有高耐热性，所以是优选的。如上所述，在低温下其粘度低且具有高耐热性，所以本发明的一个方式的非水溶剂的可使用温度范围较宽。

29、可以将本发明的一个方式的非水溶剂作为电解液用于二次电池，该二次电池可以在较宽温度范围内使用。另外，可以将该二次电池安装于车辆中，该车辆可以在较宽温度范围内使用。

30、具有高耐热性的非水溶剂的安全性高，所以是优选的。包括本发明的一个方式的非水溶剂作为电解液的二次电池的安全性也高，所以是优选的。另外，安装有该二次电池的车辆的安全性也高，所以是优选的。

31、上述以外的效果等是通过实施方式的说明显而易见的。

32、注意，上述效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，这些效果之外的效果根据说明书、附图、权利要求书等的记载来看是自然明了的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得出上述以外的效果。

技术特征：

1.一种非水溶剂，包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，

2.一种非水溶剂，包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及含有氟代环状碳酸酯的有机溶剂，

3.一种二次电池，包括正极、非水溶剂以及负极，

4.一种二次电池，包括正极、非水溶剂以及负极，

5.根据权利要求3或4所述的二次电池，

6.根据权利要求3至5中任一项所述的二次电池，

7.根据权利要求3至5中任一项所述的二次电池，

8.一种安装有权利要求3至7中任一项所述的二次电池的车辆。

技术总结
提供一种可使用的温度范围宽且具有高耐热性的非水溶剂、二次电池或车辆。本发明的非水溶剂包括50体积％以上且95体积％以下的离子液体以及氟代环状碳酸酯，其中离子液体包含咪唑鎓阳离子。本发明的非水溶剂在低温下其粘度得到降低且具有高耐热性，由此可以扩大可使用的温度范围。

技术研发人员：荻田香,门间裕史,田中文子,栗城和贵,米田佑美子,村椿将太郎,K·藤江,市野拓
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12