專利名稱：鋰二次電池以及其中使用的非水電解液的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋰二次電池以及其中使用的非水電解液，更詳細地說，涉及具有含有特定成分的鋰二次電池用非水電解液、和具有特定組成和物性的能吸留和放出鋰的正極和負極，并且特別是低溫放電特性優異且容量高、長壽命、高輸出的鋰二次電池以及其中使用的非水電解液。
背景技術：
近年來，伴隨著電子設備的小型化，對二次電池的高容量化的要求不斷提高，能量密度比鎳鎘電池和鎳氫電池高的鋰二次電池受到關注。鋰二次電池由于是高容量的二次電池，因此可用在各種用途中，但其主要使用在手機等比較小型的電池中，期待今后在汽車用途等的大型電池中擴大其應用。在大型電池中特別是對輸出有要求，只是將以往的小型電池單純變大在性能上并不充分。另外，提出了各種用于提高輸出的電池材料的改良方法(例如，參照專利文獻1 25、非專利文獻1等)。 可是，仍然不能得到足夠的輸出，要求進一步改善。專利文獻1 特開2005-071749號公報專利文獻2 特開2005-123180號公報專利文獻3 特開2001-206722號公報專利文獻4 特開2003-267732號公報專利文獻5 特開2001-015108號公報專利文獻6 :W02003/34518號公報專利文獻7 特開平11-067270號公報專利文獻8 特開昭61-168512號公報專利文獻9 特開平6-275263號公報專利文獻10 特開2000-340232號公報專利文獻11 特開2005-235397號公報專利文獻12 特開平11-031509號公報專利文獻13 特開平3-055770號公報專利文獻14 特開2004-071458號公報專利文獻15 特開2004-087459號公報專利文獻16 特開平10-270074號公報專利文獻17 特開2002-075440號公報專利文獻18 特開平10-270075號公報專利文獻19 特開平8-045545號公報
專利文獻20 特開2001-006729號公報專利文獻21 特開平10-050342號公報專利文獻22 特開平9-106835號公報專利文獻23 特開2000-058116號公報專利文獻M 特開2001-015158號公報專利文獻25 特開2005-306619號公報非專利文獻1 :J. Electrochem. soc.，145，Ll (1998)
發明內容
發明要解決的課題本發明就是鑒于這樣的背景技術而作成的，其課題在于提供一種在制成更大型時也是高容量、長壽命、且具有高輸出的鋰二次電池。解決課題的方法本發明人等對上述課題進行了深入研究，結果發現，通過使用具有特定的組成和物性的正極和負極、以及含有從特定的組中選擇的化合物的非水電解液，可得到高容量、長壽命、且高輸出的鋰二次電池，從而完成了本發明。S卩，本發明提供一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含在正極和負極間夾著微多孔膜隔板而構成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中，其中，所述正極和所述負極分別在集電體上形成活性物質層，該活性物質層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質；該非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質包括下述通式(1)表示的環狀硅氧烷化合物、[化學式1]
權利要求
1. 一種二次電池用非水電解液，該電解液是至少含有非水溶劑和鋰鹽而形成的非水電解液，其中，該非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質包括 下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數1 12的有機基團，χ表示 1 3的整數，p、q和r分別表示0 3的整數，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
2.權利要求1所述的二次電池用非水電解液，其中，所述非水電解液含有0.01質量％ 5質量％選自下述物質中的至少一種上述化合物，所述物質包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、 乙酸鹽和丙酸鹽。
3.一種二次電池用非水電解液，其是在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的，其中， 所述非水電解液含有二氟磷酸鹽；所述非水溶劑是至少含有碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶劑； 所述非水電解液中還任選含有選自LiN(CF3SO2)2、二(草酸根合)硼酸鋰、碳酸亞乙烯酯、1，3_丙磺內酯、氟碳酸亞乙酯、環己基苯中的一種以上化合物。
4.一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含將正極和負極夾著微多孔膜隔板而構成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中， 其中，所述正極和所述負極分別在集電體上形成活性物質層，該活性物質層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質；該非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質包括下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數1 12的有機基團，χ表示 1 3的整數，p、q和r分別表示0 3的整數，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
5.權利要求4所述的鋰二次電池，其中，所述非水電解液含有0.01質量％ 5質量％ 選自下述物質中的至少一種上述化合物，所述物質包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸鹽
6.一種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含在正極和負極間夾著微多孔膜隔板而構成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中，其中，所述正極和所述負極分別在集電體上形成活性物質層，該活性物質層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質；該非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質包括 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數1 12的有機基團，χ表示 1 3的整數，p、q和r分別表示0 3的整數，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
7.權利要求6所述的鋰二次電池，其中，非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，其含量為0.01質量％ 5質量％，所述物質包括通式( 表示的氟硅烷化合物、 通式C3)表示的化合物、分子內具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸Τττ . ο
8.—種鋰二次電池，該鋰二次電池至少包含將正極和負極夾著微多孔膜隔板而構成的電極組、以及在非水溶劑中含有鋰鹽而形成的非水電解液，并且將它們裝在電池外殼中， 其中，所述正極和所述負極分別在集電體上形成活性物質層，該活性物質層含有能夠吸留和放出鋰離子的活性物質；該非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，并且其在全部非水電解液中的含量為IOppm以上，所述物質包括下述通式( 表示的氟硅烷化合物、 SiFxR3pR4qR5r (2)通式O)中，R3 R5可以相同也可以不同，表示碳原子數1 12的有機基團，χ表示 1 3的整數，p、q和r分別表示0 3的整數，且1彡p+q+r彡3， 下述通式C3)表示的化合物、
9.權利要求8所述的鋰二次電池，其中，所述非水電解液含有0.01質量％ 5質量％ 選自下述物質中的至少一種上述化合物，所述物質包括通式( 表示的氟硅烷化合物、通式C3)表示的化合物、分子內具有S-F鍵的化合物、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸Τττ . ο
10.一種組電池，其是將5個以上權利要求8或9所述的鋰二次電池串聯連接而形成的。
11.一種組電池，其是將多個權利要求8或9所述的鋰二次電池連接而成的組電池，其中具有用于使電池保持在一定溫度以下的冷卻裝置。
12.權利要求8或9所述的鋰二次電池，該鋰二次電池用于如下用途安裝在車輛上， 其功率至少供給到車輛的驅動系統。
13.權利要求10或權利要求11所述的組電池，該組電池用于如下用途安裝在車輛上，其功率至少供給到車輛的驅動系統。
全文摘要
本發明提供一種鋰二次電池，其包含具有特定組成和物性的正極和負極、以及非水電解液，所述非水電解液含有選自下述物質中的至少一種化合物，其含量為10ppm以上，所述物質包括式(1)表示的環狀硅氧烷化合物、式(2)表示的氟硅烷化合物、式(3)表示的化合物、分子內具有S-F鍵的化合物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、單氟磷酸鹽、二氟磷酸鹽、乙酸鹽和丙酸鹽。該鋰二次電池具有高容量、長壽命、高輸出功率。式(1)中，R1和R2是碳原子數1～12的有機基團，n是3～10的整數；式(2)中，R3～R5是碳原子數1～12的有機基團，x是1～3的整數，p、q和r分別是0～3的整數，且1≤p+q+r≤3；式(3)中，R6～R8是碳原子數1～12的有機基團，A是由H、C、N、O、F、S、Si和/或P構成的基團。
文檔編號H01M10/0568GK102324567SQ20111025440
公開日2012年1月18日 申請日期2006年10月19日 優先權日2005年10月20日
發明者中島孝之, 佐藤智洋, 加藤竜一, 古田土稔, 大島裕之, 宇尾野宏之, 宮城秀和, 松本一志, 橫溝正和, 鈴木仁 申請人:三菱化學株式會社