二次電池、電池組、電動車輛、電動工具和電子設備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年1月29日提交的日本在先專利申請JP2014-013905的權益， 通過引用將其全部內容結合于本文中。
技術領域
[0003]本技術設及在二次電池中使用的非水電解液、使用該非水電解液的二次電池W及 設及使用該二次電池的電池組、電動車輛、電力存儲系統、電動工具W及電子設備。
【背景技術】
[0004] 近年來，諸如移動電話和移動信息終端設備（PDA)的各種電子設備已被廣泛地使 用，并且要求進一步減小電子設備的大小和重量并且實現它們較長的使用壽命。因此，已經 開發出了能夠實現高能量密度的電池（特別地，小型的輕量級二次電池）作為電源。
[0005]最近，除了上述的電子設備W外，人們已經考慮將二次電池應用于各種其他應用。 除了電子設備W外的該樣的應用的實例可包括可附接且可拆卸地安裝在電子設備等上的 電池組、諸如電動汽車的電動車輛、諸如家用電力服務器的電力存儲系統W及諸如電鉆的 電動工具。
[0006]已提出利用各種充電和放電原理W獲得電池容量的二次電池。特別地，注意力已 投向利用電極反應物的嵌入和脫嵌或者析出和分解的二次電池，因為與鉛電池、鑲簡電池 等相比，在該種二次電池中實現了更高的能量密度。
[0007]二次電池包括正極、負極W及非水電解液。正極包括與充電反應和放電反應有關 的正極活性物質，并且負極包括與充電反應和放電反應相關的負極活性物質。非水電解液 包括非水溶劑和電解質鹽。非水電解液的組成極大地影響著二次電池的電池特性。因此， 對非水電解液的組成進行各種研究。
[000引具體地，為了實現更高的電池容量等，非水電解液中包含包括棚炬）作為構成 元素的化合物（例如，參見日本未經審查專利申請公開第2013-131394W及日本專利第 5013776 號和第 4610490 號）。
【發明內容】
[0009]電子設備等已經獲得較高的性能和更多的功能。據此，增加了電子設備等的使用 頻率，該導致二次電池的頻繁充電和放電的傾向。因此，二次電池的電池特性仍然存在改進 的余地。
[0010] 期望提供能夠實現優異的電池特性的非水電解液、二次電池、電池組、電動車輛、 電力存儲系統、電動工具W及電子設備。
[0011] 根據本技術的實施方式，提供了一種包括棚化合物的非水電解液。棚化合物包括 六個W上棚炬）原子并且包括由式（1)表示的八價的含棚氨的結構和由式（2)表示的十二 價的含棚碳的結構中的至少一個：
[0012] O
[0013] 根據本技術的實施方式，提供了一種包括正極、負極和非水電解液的二次電池。非 水電解液包括棚化合物。棚化合物包括六個W上的棚炬）原子并且包括由式（1)表示的八 價的含棚氨的結構和由式（2)表示的十二價的含棚碳的結構中的至少一個：
[0014]
【主權項】
1. 一種二次電池，包括： 正極； 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
〇
2. 根據權利要求1所述的二次電池，其中，所述硼化合物包括分別由式（3)至式（6)表 示的一種或多種化合物： BxHy…（3) 其中，x是6至18的整數，并且y是10至22的整數， C2B10R112 …⑷ 其中，R1中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴基以及通過鍵合其兩種以 上獲得的一價基團中的一種， Ml+[C2B9R212r... (5) 其中，M1+是屬于長式周期表中的第1族的金屬元素的一價金屬陽離子和由NR3 4+表示 的一價非金屬陽離子中的一種；R2和R3中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴 基以及通過鍵合其兩種以上獲得的一價基團中的一種， M2+[M3(C2B9R412)2r... (6) 其中，M2+是屬于長式周期表中的第1族的金屬元素的一價金屬陽離子和由NR5 4+表示 的一價非金屬陽離子中的一種；M3是屬于長式周期表中的第2族至第16族的二價金屬元 素；R4和R5中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴基和通過鍵合其兩種以上獲 得的一價基團中的一種。
3. 根據權利要求2所述的二次電池，其中， 所述鹵素基是氟基（-F)、氯基（-C1)、溴基（_Br)和碘基（-1)中的一種； 所述一價烴基是烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基和通過鍵合其兩種以上獲得的一價基 團中的一種； 所述一價鹵代烴基是通過將所述一價烴基中的一個或多個氫基取代為一個或多個鹵 素基獲得的基團； 所述一價金屬陽離子是鋰離子（Li+)、鈉離子（Na+)、鉀離子（K+)、銣離子（Rb+)和銫離 子（Cs+)中的一種； 所述一價非金屬陽離子是銨離子（NH4+)、三甲基銨離子（(CH3)3NH+)、三乙基銨離 子（(C2H5) 3NH+)、三丙基銨離子（(C3H7) 3NH+)、三丁基銨離子（(C4H9) 3NH+)、四甲基銨離子 ((CH3)4N+)、四乙基銨離子（(C2H5)4N+)和四丁基銨離子（(C4H9)4N+)中的一種；以及 所述二價金屬元素是鈷（Co)和鎳（Ni)中的一種。
4. 根據權利要求2所述的二次電池，其中， 由所述式⑶表示的硼化合物是B6H1Q、B1QH14和B18H22中的一種； 由所述式⑷表示的硼化合物是C&HmC&HuCHdPC&HnC^中的一種；由所述式（5)表示的硼化合物是1^[以91112]、（^[(^91112]和（(：2115)禪[(^91112]中的一 種；以及 由所述式（6)表示的硼化合物是&[0)((^91112)2]、1([(：〇((^91112)2]、（(；119)4叫(：〇((：28 9H12)2]、（CH3)3NH[C〇(C2B9H12) 2]和（C2H5)3NH[C〇(C2B9H12) 2]中的一種。
5. 根據權利要求1所述的二次電池，其中，所述非水電解液中的所述硼化合物的含量 為0.01% (重量）至1.5% (重量）。
6. 根據權利要求1所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰二次電池。
7. -種非水電解液，包括硼化合物， 所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式（1)表示的八價的含硼氫的結 構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
8. 根據權利要求7所述的非水電解液，其中，所述硼化合物包括分別由式（3)至式（6) 表不的一種或多種化合物： BxHy…（3) 其中，x是6至18的整數，并且y是10至22的整數， C2B10R112…⑷ 其中，R1中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴基以及通過鍵合其兩種以 上獲得的一價基團中的一種， Ml+[C2B9R212r... (5) 其中，M1+是屬于長式周期表中的第1族的金屬元素的一價金屬陽離子和由NR3 4+表示 的一價非金屬陽離子中的一種；R2和R3中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴 基以及通過鍵合其兩種以上獲得的一價基團中的一種， M2+[M3(C2B9R412) 2r... (6) 其中，M2+是屬于長式周期表中的第1族的金屬元素的一價金屬陽離子和由NR5 4+表示 的一價非金屬陽離子中的一種；M3是屬于長式周期表中的第2族至第16族的二價金屬元 素；R4和R5中的每一個是氫基、鹵素基、一價烴基、一價鹵代烴基和通過鍵合其兩種以上獲 得的一價基團中的一種。
9. 一種電池組，包括： 二次電池； 控制部，被配置為控制所述二次電池的操作；以及 開關部，被配置為根據所述控制部的指令切換所述二次電池的操作； 所述二次電池包括： 正極； 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
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10. -種電動車輛，包括： 二次電池； 轉換部，被配置為將從所述二次電池供應的電力轉換成驅動力； 驅動部，被配置為根據所述驅動力進行驅動；以及 控制部，被配置為控制所述二次電池的操作， 所述二次電池包括： 正極， 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
〇 11?一種電力存儲系統，包括： 二次電池； 一個或多個電氣設備，被配置為由所述二次電池供應電力；以及 控制部，被配置為控制從所述二次電池至所述一個或多個電氣設備的電力供應， 所述二次電池包括： 正極； 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
12.-種電動工具，包括： 二次電池；以及 可移動部，被配置為由所述二次電池供應電力， 所述二次電池包括： 正極； 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
13. -種電子設備，包括： 二次電池，所述二次電池作為電力供應源， 所述二次電池包括： 正極； 負極；以及 包括硼化合物的非水電解液，所述硼化合物包括六個以上的硼（B)原子并且包括由式 (1)表示的八價的含硼氫的結構和由式（2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
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【專利摘要】本發明涉及二次電池、電池組、電動車輛、電動工具和電子設備。一種二次電池，包括：正極、負極以及非水電解液。該非水電解液包括硼化合物。該硼化合物包括六個以上硼(B)原子并且包括由式(1)表示的八價的含硼氫的結構和由式(2)表示的十二價的含硼碳的結構中的至少一個：
【IPC分類】H01M10-0567, H01M10-0525
【公開號】CN104810543
【申請號】CN201510032809
【發明人】津田遼平, 武志一正, 洼田忠彥
【申請人】索尼公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年1月22日
【公告號】US20150214576