非水電解液電池用電解液及使用其的非水電解液電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種非水電解液電池用非水電解液，其為包含非水溶劑、至少六氟磷酸鋰作為溶質的非水電解液電池用非水電解液。該電解液的特征在于含有至少一種通式(1)或者通式(2)所示的硅氧烷化合物。該電解液具有與現有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比得到提高的保存穩定性。
【專利說明】非水電解液電池用電解液及使用其的非水電解液電池
【技術領域】
[0001] 本發明涉及構成循環特性以及抑制內部電阻上升的效果優異的非水電解液二次 電池的非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池。
【背景技術】
[0002] 近年來，面向信息相關設備、通信設備即計算機、攝像機、數碼相機、手機等小型、 且高能量密度用途的蓄電系統、或面向電動汽車、混合動力車、燃料電池車輔助電源、電力 儲存等大型、且動力用途的蓄電系統受到關注。作為其候選之一，大力地開發了鋰離子電 池、鋰電池、鋰離子電容器等非水電解液電池。
[0003] 雖然這些非水電解液電池大多已經被實用化，但因反復充放電而引起電容量的降 低、內部電阻的上升。由于這樣的理由，在謀求汽車電源長時間的使用的用途中在非水電解 液電池的性能方面存在問題。
[0004] 迄今為止，作為改善非水電解液電池的各種特性的方法，研究了以正極、負極的活 性物質為代表的各種電池構成要素的最優化。非水電解液相關技術也不例外，提出有各種 添加劑的方案。其中，研究了在電解液中添加硅化合物。例如，專利文獻1中提出了通過在 電解液中添加四甲基硅酸鹽來提高循環特性的方法。專利文獻2中提出了添加有具有Si-N 鍵的有機硅化合物的電解液。此外，專利文獻3?7中提出了具有硅氧烷（-Si-0-Si-)結 構的添加劑。
[0005] 現有技術文獻 [0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開平10-326611號公報
[0008] 專利文獻2 :日本特開平11-016602號公報
[0009] 專利文獻3 :日本特開平8-078053號公報
[0010] 專利文獻4 :日本特開2002-134169號公報
[0011] 專利文獻5 :日本特開2004-071458號公報
[0012] 專利文獻6 :日本特開2007-141831號公報
[0013] 專利文獻7 :日本特開2010-092748號公報
【發明內容】
[0014] 通過專利文獻1以及2所述的添加劑可以以某種程度抑制電池的劣化，但對于循 環特性并不充分。此外，通過專利文獻3?7所述的具有硅氧烷結構的添加劑，雖然觀察到 因循環特性提高、內部電阻增加抑制而使輸出特性提高，但這些硅氧烷化合物由于與作為 電解液的溶質的六氟磷酸鋰發生反應而容易分解，且六氟磷酸鋰的濃度也發生變化，因此， 有電解液產品不穩定，使用了該電解液的電池在其電池特性方面出現偏差的缺點，并不能 充分滿足要求。
[0015] 本發明提供非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池，該非水電解 液電池用電解液為添加有可以發揮優異的循環特性和抑制內部電阻上升的效果（以下，有 時簡記為"內部電阻特性"）的硅氧烷化合物的電解液，成為課題的電解液產品的制備后的 保存穩定性與現有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比能夠得到提高。
[0016] S卩，本發明提供非水電解液電池用電解液以及使用其的非水電解液電池，該非水 電解液電池用電解液通過在電解液中添加特定結構的硅氧烷化合物，在非水電解液電池中 使用該電解液時能夠發揮優異的循環特性以及內部電阻特性，且通過抑制與六氟磷酸鋰的 反應性，該電解液產品的保存穩定性與現有的添加了硅氧烷化合物的電解液相比能夠得到 提_。
[0017] 本發明人等鑒于上述問題進行了深入研究，結果發現：在包含非水溶劑和含有六 氟磷酸鋰的溶質的非水電解液電池用非水電解液中，通過含有特定的硅氧烷化合物，在非 水電解液電池中使用該電解液時，能夠發揮優異的循環特性以及內部電阻特性，且能夠抑 制該硅氧烷化合物與六氟磷酸鋰的反應性，該電解液產品的保存穩定性與現有的添加了硅 氧烷化合物的電解液相比能夠得到提高，從而完成了本發明。
[0018] g卩，本發明提供非水電解液電池用電解液（以下，有時簡記為"非水電解液"或者 "電解液"），其為包含非水溶劑和溶質的非水電解液電池用非水電解液，其特征在于，在至 少含有六氟磷酸鋰作為溶質的非水電解液電池用非水電解液中，含有至少一種通式（1)或 者通式（2)所示的硅氧烷化合物。
【權利要求】
1. 一種非水電解液電池用電解液，其為包含非水溶劑與溶質的非水電解液電池用非水 電解液，其特征在于，在至少含有六氟磷酸鋰作為溶質的非水電解液電池用非水電解液中， 含有至少一種通式（1)或者通式（2)所述的硅氧烷化合物，
通式（1)和通式⑵中，R1、!?2、!?7相互獨立地表示選自含有至少一個氟原子的烷基、鏈 烯基、炔基、芳基中的基團，這些基團可以具有氧原子；R3?R6、R8各自相互獨立地表示選自 烷基、烷氧基、鏈烯基、鏈烯氧基、炔基、炔氧基、芳基以及芳氧基中的基團，這些基團可以具 有氟原子和氧原子；此外，η表不1?10的整數。
2. 根據權利要求1所述的非水電解液電池用電解液，其特征在于，所述通式（1)以及 通式（2)中，R1、!? 2、!?7所不的基團各自相互獨立地為選自2, 2-二氟乙基、2, 2, 2-二氟乙基、 2, 2, 3, 3-四氟丙基以及1，1，1，3, 3, 3-六氟異丙基中的基團。
3. 根據權利要求1或權利要求2所述的非水電解液電池用電解液，其特征在于，所述通 式⑴以及通式⑵中，R3?R 6、R8所示的基團各自相互獨立地為選自甲基、乙基、乙烯基 以及芳基中的基團。
4. 根據權利要求1?權利要求3中任一項所述的非水電解液電池用電解液，其特征 在于，作為所述溶質，使選自由四氟硼酸鋰（LiBF 4)、雙（氟磺酰）亞胺鋰（LiN(FS02)2)、雙 (三氟甲磺酰）亞胺鋰（LiN(CF 3SO2)2)、二氟磷酸鋰（LiPO2F2)、二氟雙（草酸根）合磷酸鋰 (LiPF 2(C2O4)2)、四氟草酸根合磷酸鋰（LiPF 4(C2O4))、二氟草酸根合硼酸鋰（LiBF2(C 2O4))以 及雙草酸根合硼酸鋰（LiB(C2O4) 2)組成的組中的至少一種溶質與六氟磷酸鋰共存。
5. 根據權利要求1?權利要求4中任一項所述的非水電解液電池用電解液，其特征在 于，所述非水溶劑為選自由環狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、環狀酯、鏈狀酯、環狀醚、鏈狀醚、砜或 者亞砜化合物、以及離子液體組成的組中的至少一種非水溶劑。
6. 根據權利要求1?權利要求5中任一項所述的非水電解液電池用電解液，其特征在 于，所述通式（1)以及通式（2)所示的硅氧烷化合物的添加量相對于非水電解液電池用電 解液的總量為〇. 01?5. 0質量％的范圍。
7. -種非水電解液電池，其為至少具備正極、負極、和非水電解液電池用電解液的非水 電解液電池，其特征在于，非水電解液電池用電解液為權利要求1?權利要求6中任一項所 述的非水電解液電池用電解液。
【文檔編號】H01M10/0569GK104380518SQ201380031302
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月10日 優先權日:2012年6月13日
【發明者】近藤夕季, 久保誠, 森中孝敬, 山本建太 申請人:中央硝子株式會社