电解溶液和电池制造技术

本发明专利技术提供了一种能够改进高温储存特性和高温循环特性中的至少一种的电池。一种电池包括正极、负极和电解溶液，并且布置在该正极和负极之间的隔板浸渍在该电解溶液中。所述电解溶液包括诸如琥珀酰氯或琥珀酰氟的酰基卤化物、以及溶剂和电解质盐。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本专利技术包含于2006年8月25日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-229502和于2007年7月11日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-182275的主题，将其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术涉及一种包括溶剂和电解质盐的电解溶液和一种利用该电解溶液的电池。
技术介绍
近年来，便携式电子装置可携式摄像机、便携式电话和便携式计算机已经广泛普及，并且强烈需要便携式电子装置尺寸和重量的减小以及便携式电子装置的长期连续工作。因此，作为用于便携式电子装置的电源，电池，尤其是能够获得高能量密度的轻重量二次电池的开发已被促进。其中，利用充放电反应的锂嵌入和脱嵌的二次电池(所谓的锂离子二次电池)、利用锂沉淀和溶解的二次电池(所谓的锂金属二次电池)等极具前景，因为相比于铅酸电池或镍-镉电池，这些二次电池可获得大能量密度。-->为了改进各种性能容量，已经提出了与用于这些二次电池中的电解溶液组成相关的一些技术。更具体地，为了改进高温连续充电特性和高温储存特性，在电解溶液中包括包含氟磺酰基的化合物的技术是已知的(例如，参考日本未审查专利申请公开号2006-49112和2006-49152)。此外，为了改进储存特性和循环特性，在电解质中包括包含两个或更多酮基的环状化合物的技术是已知的(例如，日本未审查专利申请公开号H5-82168)。而且，为了改进过放电特性，在电解溶液中包含琥珀酸酐的技术是已知的(例如，参考日本未审查专利申请公开号H1-134872)。
技术实现思路
随着由于诸如由CPU(中央处理器)代表的电子部件性能提高的原因而最近电子装置的发热量增加趋于越来越大，二次电池在高温下的性能易于降低。因此，期望进一步改进二次电池的高温储存特性或高温循环特性。鉴于前述问题，期望提供一种能够改进高温储存特性和高温循环特性的至少一种的电解溶液和电池。根据本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种电解溶液，包括：溶剂；电解质盐；以及酰基卤化物(酰基卤)。此外，根据本专利技术的一个实施例，提供了一种电池，包括正极、负极和电解溶液，其中该电解溶液包括：溶剂；电解质盐；以及酰基卤化物。在根据本专利技术该实施例的电解溶液中，包括了酰基卤化物，所以相比于不包括酰基卤化物的情形，在该电解溶液被用于电化学装置如电池中的情况下，包括卤素的涂层易于形成在电极上。从而，在使用根据本专利技术该实施例的电解溶液的电池中，电解溶液在高温-->下的分解反应被阻止，所以高温储存特性和高温循环特性的至少一种可以得到改进。本专利技术其它和进一步的目的、特征和优点根据以下描述将更加明显。附图说明图1是剖视图，示出了利用根据本专利技术一个实施例的电解溶液的第一电池的构造；图2是图1所示的螺旋卷绕电极体的局部放大剖视图；图3是利用根据本专利技术该实施例的电解溶液的第四电池的分解透视图；以及图4是沿图3的线I-I截取的螺旋卷绕电极体的剖视图。具体实施方式以下将参照附图详细描述优选实施例。根据本专利技术一个实施例的电解溶液被用于电化学装置如电池中，并且包括溶剂、电解质盐和酰基卤化物。该电极溶液包括酰基卤化物，因为该电解溶液的分解反应被阻止，所以在包括该电解溶液的电化学装置中可获得优异的高温特性和优异的高温循环特性。酰基卤化物是对含有作为构成元素的卤素的羧酸的通称，并且卤素的种类可任意加以选择。含有作为构成元素的氯的酰基卤化物的实例包括草酰氯、琥珀酰氯、丙二酰氯、二甲基丙二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、壬二酰氯(azelayl chloride)、癸二酰氯、乙酰氯、-->丙酰氯、丁酰氯、戊酰氯、己酰氯、辛酰氯、新戊酰氯、丙烯酰氯(acrylyl chloride)、甲基丙烯酰氯、巴豆酰氯、金刚烷甲酰氯(adamantanecarboxylic chloride)、马来酰氯、富马酰氯、苯甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、苯三甲酰氯等等。含有作为构成元素的氟的酰基氟的实例包括草酰氟、琥珀酰氟、丙二酰氟、二甲基丙二酰氟、戊二酰氟、己二酰氟、壬二酰氟、癸二酰氟、乙酰氟、丙酰氟、丁酰氟、戊酰氟、己酰氟、辛酰氟、新戊酰氟、丙烯酰氟、甲基丙烯酰氟、巴豆酰氟、金刚烷甲酰氟、马来酰氟、富马酰氟、苯甲酰氟、邻苯二甲酰氟、间苯二甲酰氟、对苯二甲酰氟、苯三甲酰氟等等。除它们之外，可以使用任何一系列的上述化合物(其中氯或氟取代至少一部分的氢)。可以使用选自它们中的仅仅一种或者两种或更多种的混合物。电解溶液中酰基卤化物的含量优选在包括两个端点的0.01wt％至5wt％的范围内。在其中，酰基卤化物优选包括酰基氟，因为可获得更高的效果。溶剂包括例如非水溶剂，如有机溶剂。非水溶剂包括选自由链状碳酸酯和环状碳酸酯组成的组中的至少一种，并且链状碳酸酯和环状碳酸酯的实例包括碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯、1，3-二氧杂环戊烯-2-酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯、碳酸甲基丙基酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1，3-二氧杂环戊烷、4-甲基-1，3-二氧杂环戊烷、1，3-二氧杂环己烷、1，4-二氧杂环己烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N，N’-二甲基咪唑啉烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸二甲基亚砜等等。正是由于在电化学装置中包括了该电解溶液，所以可以获得优异的容量特性、优异的高温储存特性和优异的高温循环特性。可以使用选自它们中的仅仅一种、或者两种或更多种的-->混合物。在它们中，该溶剂优选包括高粘度(高介电常数)溶剂(例如，相对介电常数ε≥30)如碳酸乙二酯或碳酸丙二酯和低粘度溶剂(例如，粘度≤1mPa·s)如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯或碳酸二乙基酯。正是由于电解质盐的离解性质和离子迁移率被改进，所以可获得更高的效果。具体地说，链状碳酸酯和环状碳酸酯优选包括选自由含有作为构成元素的卤素的化学式1所示的链状碳酸酯和含有作为构成元素的卤素的化学式2所示的环状碳酸酯组成的组中的至少一种，因为可以获得更高的效果。[化学式1]其中R1～R6每一个代表氢、卤素、烷基或卤代烷基，并且彼此可以相同或不同，并且R1～R6中的至少一个含有作为构成元素的卤素。[化学式2]其中R7～R10每一个代表氢、卤素、烷基或卤代烷基，并且彼此可以相同或不同，并且R7～R10中的至少一个含有作为构成元素的卤素。-->作为含有作为构成元素的卤素的化学式1所示的链状碳酸酯，可提及的是碳酸氟甲基甲基酯、碳酸二(氟甲基)酯、碳酸二氟甲基甲基酯等。可以使用选自它们的仅仅一种或两种或更多种的混合物。作为含有作为构成元素的卤素的化学式2所示的环状碳酸酯，在R7～R10每一个是烷基或卤代烷基的情况下，该烷基或卤代烷基中的碳原子数优选为1或2，尤其是，作为环状碳酸酯，可提及的是化学式3和4所示的一系列化合物。更具体地，可提及的是化学式3(1)中的4-氟-1，3-二氧杂环戊烷-2-酮、化学式3(2)中的4-氯-1，3-二氧杂环戊烷-2-酮、化学式3(3)中的4，5-二氟-1，3-二氧杂环戊烷-2-酮、化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解溶液，包括：溶剂；电解质盐；以及酰基卤化物。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-25 2006-229502;JP 2007-7-11 2007-1822751.一种电解溶液，包括：溶剂；电解质盐；以及酰基卤化物。2.根据权利要求1所述的电解溶液，其中，所述酰基卤化物包括酰基氟。3.根据权利要求1所述的电解溶液，其中，所述酰基卤化物的含量在包括两个端点的0.01wt％至5wt％的范围内。4.根据权利要求1所述的电解溶液，其中，所述溶剂包括选自由链状碳酸酯和环状碳酸酯组成的组中的至少一种。5.根据权利要求4所述的电解溶液，其中，所述链状碳酸酯和所述环状碳酸酯包括选自由含有作为构成元素的卤素的化学式1所示的链状碳酸酯和含有作为构成元素的卤素的化学式2所示的环状碳酸酯组成的组中的至少一种：[化学式1]其中R1～R6每一个代表氢、卤素、烷基或卤代烷基，并且彼此可以相同或不同，并且R1～R6中的至少一个含有作为构成元素的卤素，-->[化学式2]其中R7～R10每一个代表氢、卤素、烷基或卤代烷基，并且彼此可以相同或不同，并且R7～R10中的至少一个含有作为构成元素的卤素。6.根据权利要求5所述的电解溶液，其中，所述含有作为构成元素的卤素的链状碳酸酯包括选自由碳酸氟甲基甲基酯、碳酸二(氟甲基)酯和碳酸二氟甲基甲基酯组成的组中的至少一种，并且所述含有作为构成元素的卤素的环状碳酸酯包括选自由4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和4，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮组成的组中的至少一种。7.根据权利要求4所述的电解溶液，其中，所述环状碳酸酯包括含有不饱和键的环状碳酸酯。8.根据权利要求4所述的电解溶液，其中，所述溶剂进一步包括酸酐。9.根据权利要求4所述的电解溶液，其中，所述溶剂进一步包括含有砜键的化合物。10.根据权利要求9所述的电解溶液，其中，所述含有砜键的化合物包括选自由丙烷磺内酯、丙烯磺内酯和二乙烯基砜组成的组中的至少一种。-->11.根据权利要求1所述的电解溶液，其中，所述电解质盐包括选自由六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和六氟砷酸锂组成的组中的至少一种。12.根据权利要求11所述的电解溶液，其中，所述电解质盐进一步包括化学式3所示的化合物：[化学式3]其中R11代表-CO-R13-CO-基团(R13代表链烯基、卤代链烯基、芳烯基或卤代芳烯基)、-CO-C(R14)(R15)-CO-基团(R14和R15每一个代表氢、卤素、烷基、卤代烷基、芳基或卤代芳基)或-CO-CO-基团；R12代表卤素、烷基、卤代烷基、芳基或卤代芳基；X11和X12每一个代表氧(O)或硫(S)；M11代表过渡金属元素或短元素周期表中的3B族元素、4B族元素或5B族元素；M12代表短元素周期表中的1A族元素或2A族元素；a1是1至4的整数；b1是0或1至8的整数；以及c1至f1每一个是1至3的整数。13.根据权利要求12所述的电解溶液，其中，所述化学式3所示的化合物包括化学式4所示的化合物：[化学式4]其中R21代表-CO-R23-CO-基团(R23代表链烯基、卤代链烯基、芳烯基或卤代芳烯基)、-CO-C(R24)2-CO-基团(R24代表氢、卤素、烷基、卤代烷基、芳基或卤代芳基)或-CO-CO--->基团；R22代表卤素；M21代表磷(P)或硼(B)；M22代表短元素周期表中的1A族元素或2A族元素；a2是1至4的整数；b2是0或者2或4的整数；以及c2至f2每一个是1至3的整数。14.根据权利要求13所述的电解溶液，其中，所述化学式4所示的化合物包括选自由化学式5(1)中的二氟[草酸-O，O’]合硼酸锂、化学式5(2)中的二氟双[草酸-O，O’]合磷酸锂、化学式5(3)中的二氟[3，3，3-三氟-2-氧-2-三氟甲基丙酸(2-)-O，O’]合硼酸锂、化学式5(4)中的双[3，3，3-三氟-2-氧-2-三氟甲基丙酸(2-)-O，O’]合硼酸锂、化学式5(5)中的四氟[草酸-O，O’]合磷酸锂和化学式5(6)中的双[草酸-O，O’]合硼酸锂组成的组中的至少一种：[化学式5]-->15.根据权利要求11所述的电解溶液，其中，所述电解质盐进一步包括选自化学式6～8所示的化合物组成的组中的至少一种：[化学式6]LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)其中m和n每一个是1或更大的整数，并且彼此可以相同或不同，[化学式7]其中R代表具有2～4个碳原子的直链或支链全氟链烯基，[化学式8]LiC(CpF2p+1SO2)(CqF2q+1SO2)(CrF2r+1SO2)其中p、q和r每一个是1或更大的整数，并且彼此可以相同或不同。16.一种电池，包括正极、负极和电解溶液，其中，所述电解溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口裕之，井原将之，洼田忠彦，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]