本发明专利技术的电解质材料的特征在于，含有由成分（A1）和（B）形成的锂盐，或含有成分（A1）、（A2）和（B）。本发明专利技术的电解质材料具有高电导率、高氧化电位等优异的电化学特性、且具有电极保护膜形成能力，因此可以得到安全性优异的锂二次电池。（A1）锂阳离子（A2）有机阳离子（B）下述通式（1）所示的氰氟磷酸根类阴离子[化学式1]-P(CN)nF6-n…（1）（其中，n为1~5的整数）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新型电解质材料，进一步详细而言，涉及电导率、耐氧化电位等作为电解质材料的性能优异、且具有电极保护膜形成能力、可用于锂二次电池用电解质的电解质材料，锂二次电池用电解质，以及使用其的锂二次电池，还涉及新型锂盐。
技术介绍
近年来,在笔记本电脑、手机和PDA (Personal DigitalAssistant)等信息电子设备中，锂二次电池得到普及，为追求更舒适的便携性，正迅速推进电池的小型化、薄型化、轻量化和高性能化。此外，在作为新一代汽车而备受期待的电动车辆中，也在对锂二次电池的应用进行研究，需要其进一步高容量化、高输出化。锂二次电池在正极与负极之间夹持电解质来构成，所述电解质在碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯等有机溶剂中溶解锂盐和电极保护膜形成剂等添加剂来制造。·作为锂盐，通常使用LiPF6、LiBF4等，但由于作为抗衡阴离子的T3F6JBF4等的耐氧化电位低，因此未能充分活用正极活性物质的电位区域，成为了汽车用电池高容量化、高输出化的障碍。例如，作为正极活性物质，开发了耐氧化电位为7V以上(vs Li/Li+)的高性能材料，但由于抗衡阴离子的耐氧化电位低，因此无法使用所述正极活性物质材料。为了在过度充电状态下也确保电池的安全性，也期待耐氧化电位为6V以上(vsLi/Li+)的电解质，进而期待耐氧化电位即使只高O. IV也好的电解质。此外，作为电极保护膜形成剂，通常使用碳酸亚乙烯酯等，其虽然能在负极形成保护膜但不具有对正极的保护功能，还是未能充分利用正极活性物质的电位区域，这便是现状。进而，在上述的电动车辆用电池中，确保安全性是最为重要的，为了避免由短路造成的起火、爆炸的危险性，也期待对正极侧有效的电极保护膜形成材料。另一方面，为了避免起火、爆炸，还研究了将作为电解液的有机溶剂的一部分或全部替换成阻燃性且低挥发性的离子液体，但所述离子液体的粘度比有机溶剂高，因此具有在溶解锂盐制成电解质时电导率差的问题。另外，这里所说的离子液体是指为含有阳离子和阴离子的盐、并且具有室温附近以下的熔点的化合物。从上述的电池的高性能化和确保安全性方面出发，提出了各种锂盐、电极保护膜形成材料和离子液体，作为锂盐，例如提出了由锂阳离子和特定结构的阴离子形成的离子传导性材料(例如参见专利文献I。)。作为电极保护膜形成材料，例如提出了 1，3-丙磺酸内酯等化合物(例如参见专利文献2 6。)。此外，作为离子液体，例如提出了含有特定的有机阳离子、锂阳离子和含氮类有机阴离子的电解质(例如参见专利文献7。)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-6240号公报专利文献2 :日本特开2002-367675号公报专利文献3 :日本特开2002-373704号公报专利文献4 :日本特开2005-026091号公报专利文献5 :日本特开2007-134282号公报专利文献6 :日本特开2009-140641号公报专利文献7 :日本特开2004-303642号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述专利文献I中公开的技术虽然耐氧化电位达到4. 5V (vs Li/Li+)也稳定，但无法满足汽车用电池所需要的耐氧化电位5V以上。这是由于，使用所述阴离子时，会在电池的正极表面进行由氧化导致的分解反应。此外，上述专利文献2飞中公开的技术虽然在负极形成SEI (固态电介质界面， Solid Electrolyt e Interface)而扩大了还原侧的使用电位,但无法形成对正极有效的保护膜。此外，上述专利文献7中公开的技术使用_N (SO2CF3) 2、_N (SO2C2F5) 2、_N (SO2CF3) (SO2C4F9)等作为构成电解质的阴离子，但使用所述阴离子的电解质存在电导率差的问题。 尤其，未能确保汽车电池用电解质所需的、在低温(例如-20°C)下的电导率。进而，使用所述阴离子时，会在电池的正极表面进行由氧化导致的分解反应，因此即使使用具有宽的电位窗的正极材料和负极材料，也无法有效地活用其宽的电位窗。因此，在这种背景下，本专利技术的目的在于提供电导率、耐氧化电位等电化学特性优异、且具有电极保护膜形成能力、安全性优异的可用于锂二次电池用电解质的电解质材料， 还提供锂二次电池用电解质和使用其的锂二次电池、以及可用于所述电解质材料的新型锂盐。用于解决问题的方案本专利技术人等鉴于上述情况而反复进行了深入研究，结果发现，含有由锂阳离子与具有氰基和氟原子的磷酸根类阴离子形成的锂盐的电解质材料，以及含有锂阳离子、有机阳离子、和具有氰基和氟原子的磷酸根类阴离子的电解质材料在电化学特性、电极保护膜形成能力上优异，完成了本专利技术。即，本专利技术的要旨在于涉及含有由成分(A I)和(B)形成的锂盐的电解质材料。(Al)锂阳离子(B)下述通式(I)所示的氰氟磷酸根类阴离子[化学式I]_P(CN)nF6_n ... (I)(其中，η为广5的整数。)此外，本专利技术涉及含有成分(Al)、(Α2)和(B)的电解质材料。(Al)锂阳离子(Α2)有机阳离子(B)上述通式(I)所示的氰氟磷酸根类阴离子进而，在本专利技术中，还涉及含有前述电解质材料的锂二次电池用电解质，以及将其CN 102948001 A书明说3/16 页夹持在正极与负极之间而得到的锂二次电池。此外，在本专利技术中，还涉及可用于前述电解质材料的新型锂盐。专利技术的效果本专利技术的电解质材料在高电导率、耐氧化电位等电化学特性上优异、且具有电极保护膜形成能力，因此可以得到安全性优异的锂二次电池。附图说明图I是示出实施例图2是示出实施例图3是示出实施例图4是示出实施例I的锂盐的MS (-)的谱图。 I的锂盐的31P-NMR的谱图。 I的锂盐的19F-NMR的谱图。 I的锂盐的7Li-NMR的谱图。具体实施方式下面详细说明本专利技术。本专利技术的电解质材料是指构成电池的电解质的锂盐、电极保护膜形成剂、电解液、 各种添加剂、以及兼具这些材料的功能的材料。这些功能当中，为含有由锂阳离子(Al)和氰氟磷酸根类阴离子(B)形成的锂盐的本专利技术的电解质材料时，由于含有锂阳离子而可以具有作为锂盐的功能，由于含有氰氟磷酸根类阴离子而可以具有作为正极保护膜形成剂的功能，此外由于体系内不存在以前所配混的锂盐的抗衡阴离子(例如，_pf6、-BF4等)而可以在电导率、耐氧化电位方面发挥优异的功能。此外，为含有锂阳离子(Al)、有机阳离子(A2)和氰氟磷酸根类阴离子(B)的本专利技术的电解质材料时，由于含有锂阳离子而可以具有作为锂盐的功能，由于含有氰氟磷酸根类阴离子而可以具有作为正极保护膜形成剂的功能，进而，由于含有有机阳离子而生成由有机阳离子和氰氟磷酸根类阴离子形成的离子液体，可以兼具作为液态而容易操作、安全性高的电解液的功能。本专利技术的电解质材料含有由锂阳离子(Al)和下述通式(I)所示的氰氟磷酸根类阴离子(B)形成的锂盐。[化学式2]T(CN)nF6^n ... (I)(其中，η为广5的整数。)在上述通式(I)中，η从电极保护膜形成能力的方面出发优选为2 4，从电解质的电导率的方面出发特别优选为3。本专利技术的电解质材料中的锂盐浓度优选为O. Γ5摩尔/kg，更优选为O. 3^3摩尔/ kg，进一步优选为O. 5 2摩尔/kg。如果锂盐浓度过低，则电解质中的锂量倾本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 JP 2010-1414241.一种电解质材料，其特征在于，含有由成分(Al)和(B)形成的锂盐(Al)锂阳离子，(B)下述通式(I)所示的氰氟磷酸根类阴离子，[化学式I]T(CN)nF6^n ... (I)其中，η为广5的整数。2.一种电解质材料，其特征在于，含有成分(Al)、(Α2)和(B)(Al)锂阳离子，(Α2)有机阳离子，(B )下述通式(I)所示的氰氟磷酸根类阴离子，[化学式2]T(CN)nF6^n ... (I)其中，η为广5的整数。3.根据权利要求I或2所述的电解质材料，其特征在于，通式(I)中的η为3。4.根据权利要求2或3所述的电解质材料，其特征在于，锂阳离子(ΑI)的摩尔数&1 和有机阳离子(Α2)的摩尔数a2满足下述式(1-1):式(1_1) O. I ^ ...
【专利技术属性】
技术研发人员：巽辽多，青木康浩，前田诚二，宫野美绪，早川诚一郎，
申请(专利权)人：日本合成化学工业株式会社，
类型：
国别省市：
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