非水电解质电池和非水电解质制造技术

本发明专利技术提供了一种非水电解质电池和非水电解质。该非水电解质电池包括：正极；负极；包括溶剂和电解质盐的非水电解质，该溶剂包括下式(1)的卤代环状碳酸酯、或下式(2)和(3)的不饱和环状碳酸酯中的至少一种；以及电池中包含的多酸和/或多酸化合物，其中，X是F基团或Cl基团，R1和R2各自独立地是CnH2n+1基团(0≤n≤4)，且R3是CnH2n+1-mXm(0≤n≤4，0≤m≤2n+1)，其中，R4和R5各自独立地是CnH2n+1基团(0≤n≤4)，其中，R6至R11各自独立地是CnH2n+1基团(0≤n≤4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非水电解质电池和非水电解质，具体地涉及非水电解质电池以及包括有机溶剂和电解质盐且用于非水电解质电池的非水电解质。
技术介绍
为了减小便携式电子装置如相机-集成的VTR、数字照相机、手机、个人数字助理、 和膝上型计算机的尺寸和重量，已经进行努力。在该方面，已经进行积极的研究和开发，以改善用作这样的电子装置的便携式电源的电池，特别是二次电池的能量密度。分别使用碳、锂过渡金属复合氧化物、和碳酸酯混合物用于负极活性物质、正极活性物质、和电解液的锂离子二次电池已被投入广泛的实际应用中，因为相比于其它非水电解液二次电池如铅电池和镍镉电池，它们具有提供更大的能量密度的能力。使用铝层压膜用于外壳(exterior)的层压型锂离子二次电池，由于轻质而尤其具有高能量密度。在层压型锂离子二次电池中，层压型聚合物锂离子二次电池也具有广泛的应用，因为用于电池的聚合物随电解液而膨胀，并抑制层压型电池的变形。为了更高的容量而增大活性物质层的厚度，提高了充电期间每面积密度(每面密度)的电流量，并且锂离子不能及时被插入(嵌入)到负极活性物质中。这导致了这样的问题，例如，锂金属在负极表面上析出，以及在重复充电和放电期间低的放电容量保持率。作为对于这些问题的解决方案，JP-A-2009-206073(专利文献1)和JP-A-2007-188861 (专利文献幻提出利用通过向电解液中添加如卤代环状碳酸酯或不饱和环状碳酸酯而在负极表面上形成的保护涂层来抑制电解液的分解，并因而改善充电和放电的循环特性。用作二次电池的正极活性物质的物质例如具有由通式LixMO2表示的层状岩盐晶体结构，如锂钴氧化物(氧化钴锂)(其中M是选自铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)、和镍(Ni)中的至少一种)。这样的正极活性物质在完全充电状态下的组成通常为LixMO2U = 0. 5)。然而，具有其中χ < 0. 5的组成的电池在充电期间也被开发用于更高的容量。目前可用于实现χ小于0. 5的技术使用在4. 2V的充电电压，或4. 3V以上的充电电压下在过渡金属M中的75%以上的镍(Ni)含量。
技术实现思路
卤代环状碳酸酯或不饱和环状碳酸酯在高温保存期间分解，并产生使层压型锂离子二次电池膨胀的气体。在装配有压力激活安全阀(压力启动安全阀)的圆柱型锂离子二次电池中，在气体产生后电池中的压力升高使压力激活安全阀激活，并使电池无用。为了更高的容量而含有大量过渡金属镍(Ni)的正极活性物质的使用是有问题的，这是因为即使可以改善放电容量，但镍基复合氧化物颗粒具有许多碳酸盐离子(碳酸根离子)，并且导致来自复合氧化物颗粒的更多的气体产生。4.3V以上的电池充电电压的问题在于，其主要使正极表面更加可氧化，并且增加了由于电解质分解引起的气体产生。因此，需要一种非水电解质电池和非水电解质，利用其可以改善充电和放电循环特性，并且可以抑制高温保存期间的气体产生。根据本专利技术的一种实施方式，提供了一种非水电解质电池，该非水电解质电池包括正极；负极；非水电解质，该非水电解质包括溶剂和电解质盐，该溶剂包括下式(1)的卤代环状碳酸酯、或下式⑵和O)的不饱和环状碳酸酯中的至少一种；以及在电池内添加的多酸和/或多酸化合物，权利要求1.一种非水电解质电池，包括正极；负极；非水电解质，所述非水电解质包括溶剂和电解质盐，所述溶剂包括下式(1)的卤代环状碳酸酯、或下式( 和(3)的不饱和环状碳酸酯中的至少一种；以及所述电池中包含的多酸和/或多酸化合物，2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述多酸和/或多酸化合物是包括一种或多种多元素的多酸和/或多酸化合物。3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述多酸和/或多酸化合物是杂多酸和/或杂多酸化合物。4.根据权利要求3所述的非水电解质电池，其中，所述杂多酸和/或杂多酸化合物是包括选自由Mo、W、Nb和V组成的元素组(a)中的多原子的杂多酸和/或杂多酸化合物；或包括选自所述元素组(a)中的多原子、并且其中所述多原子中的一些被选自由Ti、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Tc、Rh、Cd、In、Sn、Ta、Re、Tl、和 Pb 组成的元素组(b)中的至少一种元素所代替的杂多酸和/或杂多酸化合物。5.根据权利要求3所述的非水电解质电池，其中，所述杂多酸和/或杂多酸化合物是包括选自由B、Al、Si、P、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge JPAs组成的元素组(c)中的杂原子的杂多酸和/或杂多酸化合物；或包括选自所述元素组(c)中的杂原子、并且其中所述杂原子中的一些被选自由 H、Be、B、C、Na、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、 As、Se、Zr、Rh、Sn、Sb、Te、I、Re、Pt、Bi、Ce、Th、U、和 Np 组成的元素组(d)中的至少一种元素所代替的杂多酸和/或杂多酸化合物。6.根据权利要求3所述的非水电解质电池，其中，所述杂多酸和/或杂多酸化合物是下式(A)至(D)的杂多酸和/或杂多酸化合物HxAy · zH20(A)其中，A 表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵 (NH4)、铵盐、或鳞盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)、或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、 铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼 (Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟 an)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、和铊(Tl)中的至少一种元素，x、y禾口 ζ满足0 < χ彡4、0彡y彡4、0彡ζ彡50，其中，χ和y中的至少一个不为0;HxAy · zH20 (B)其中，A 表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵 (NH4)、铵盐、或鳞盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)、或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、 铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼 (Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟 an)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、和铊(Tl)中的至少一种元素，x、y禾口 ζ满足0 < χ彡8、0彡y彡8、0彡ζ彡50，其中，χ和y中的至少一个不为0;HxAy · zH20 (C)其中，A 表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵 (NH4)、铵盐、或鳞盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)、或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、 铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼 (Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟 an)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、和铊(Tl)中的至少一种元素，x、y禾口 ζ满足0彡χ彡8、0彡y彡8、0彡ζ本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非水电解质电池，包括：正极；负极；非水电解质，所述非水电解质包括溶剂和电解质盐，所述溶剂包括下式（１）的卤代环状碳酸酯、或下式（２）和（３）的不饱和环状碳酸酯中的至少一种；以及所述电池中包含的多酸和／或多酸化合物，其中，Ｘ是Ｆ基团或Ｃｌ基团，Ｒ１和Ｒ２各自独立地是ＣｎＨ２ｎ＋１基团，其中０≤ｎ≤４，并且Ｒ３是ＣｎＨ２ｎ＋１－ｍＸｍ，其中０≤ｎ≤４，０≤ｍ≤２ｎ＋１，其中，Ｒ４和Ｒ５各自独立地是ＣｎＨ２ｎ＋１基团，其中０≤ｎ≤４，其中，Ｒ６至Ｒ１１各自独立地是ＣｎＨ２ｎ＋１基团，其中０≤ｎ≤４。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川岛敦道，渡边春夫，荒木纪岁，杉田修平，片山真一，中井秀树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP