CN100380727C

CN100380727C - 电双层电容器和电池用添加剂

Info

Publication number: CN100380727C
Application number: CNB028070267A
Authority: CN
Inventors: 大月正珠; 远藤茂树; 荻野隆夫
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: KR20040005899A; EP1376732A1; CA2442312A1; JP4257725B2; CN1498437A; WO2002082575A1; EP1376732A4; JPWO2002082575A1; US20040126658A1

Abstract

本发明提供一种添加剂，通过加入到电池中的电解质中以维持电池所需要的性能，能制备具有优良阻燃效果、电解质的内部电阻小、优良的低温放电性能和高温储存性能的电池，和能通过加入到电双层电容器中的电解质中以维持诸如导电率等充足的电性能，能制备具有优良阻燃效果、电解质的内部电阻小和优良的低温放电性能。以及提供电池和电双层电容器。电池和电双层电容器添加剂的特征在于，含有阻燃物质释放化合物，在燃烧中能释放出阻燃物质。而且，电池或者电双层电容器的特征在于，含有阳极、阴极以及含有电池和电双层电容器用添加剂与支持盐的电解质。

Description

电双层电容器和电池用添加剂

技术领域

本发明是关于一种具有优良阻燃效果的电双层电容器以及电池用添加剂。

背景技术

目前，特别作为是诸如个人计算机、VTR等AV-信息设备中用于备份记忆的二次电池或者用于驱动上述的电源，主要采用镍-镉电池。近来，考虑采用非水性电解质的二次电池来代替镍镉电池，因为非水性电解质二次电池电压高，具有很高的电流密度和优良的自我放电性能，因此进行了各种研究，一部分已经商业化了。例如，许多笔记本电脑、移动电话等是由这样的非水性电解质二次电池来驱动的。

在上述的非水性电解质二次电池中，因为经常将碳作为材料使用来形成阴极，为了在表面上产生锂时减少危险和使驱动电压更高，使用各种有机溶剂作为电解质。而且，因为在照相机的非水性电解质二次电池中碱金属等(尤其是锂金属或者锂合金)用作阴极，通常使用诸如酯类有机溶剂等的质子惰性有机溶剂来作为电解质。

然而，非水性电解质二次电池尽管性能很高，但在安全方面具有以下问题。

首先，当碱金属等(尤其是锂金属或者锂合金)用作非水性电解质二次电池中的阴极时，因为碱金属对水具有很高的活性，例如，由于电池的封口不完全，水进入电池中等，阴极与水反应生成氢气、燃烧等的危险就很高。

而且，因为锂金属的熔点很低(大约170℃)，如果短路时大的电流迅猛通过，电池会异常的发热，就有引起电池熔化等的危险性。

而且，伴随着电池的发热的以上述有机溶剂作为基础的电解质的气化、分解，产生气体，由于产生的气体而引起电池破裂、燃烧等问题。

为了解决上述的问题，提出了一种技术，即在圆柱形电池上，配置一个装置，该装置具有以下功能：当电池短路和圆柱形电池负载过大时的温度升高引起电池中的内部压力变大，启动安全阀的同时断开电极的终端，抑制圆柱型电池所预定的最大电流的流动。(日刊工业新闻社、《电子技术》1997年39卷9号)。

但是，不能依赖于上述装置的正常运转，在不正常运转时，仍然存在以下问题：由于电流过大引起发热变大，会形成引起燃烧等危险状态。

为了解决上述问题，要求开发出非水性二次电池，该二次电池不是通过设置上述的设置安全阀等附加部等安全对策，而要求根本性的安全性。

一方面，电解质电双层电容器是使用在电极和电解质之间形成之电双层的电容器。在70年代产品开发出来，80年代进入摇篮期，从90年代进入成长展开期。他不仅用在备份电源、辅助电源等，而且还用在各种能量储存中。

所用的电解质电双层电容器，在电极表面上从电解质上电吸附离子的循环是充电-放电的循环，与伴随着物质移动的氧化还原反应的循环是充电-放电的循环的电池是不同的。为此，电解质电双层电容器与电池相比，瞬间充放电循环特性优良、即使反复进行充放电循环瞬间充放电循环特性也不会劣化。而且，在电解质电双层电容器中，因为充放电时不会产生过电压，足够提供简单而且便宜的电回路。而且，因为电容器与电池相比较，有许多优点，例如残存的容量容易清理、在-30℃至90℃的宽范围温度条件下具有耐久温度特性，没有污染等，近年来作为对地球环境优良的新型能量储存产品受到人们的关注。

上述的电解质电双层电容器，是具有正极、负极和电解质的能量储存电容器，其中藉由在上述电极与电解质的接触界面上，隔着极短的距离使正负的电荷相对排列从而形成电双层。因为电解质承担作为形成电双层的离子源的作用，它是一种影响能量储存组件之基本性质的重要物质。

作为上述电解质，目前已经知道的有水性电解质、非水性电解质、以及固体电解质等。但是从在非水性电解质电双层电容器中能量密度得以提高来考虑，能设定高的操作电压的非水性电解质特别受到人们的关注，正在进入实用阶段。作为使用的电解质，例如、在碳酸盐(碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等)、γ-丁内酯等高介电常数的有机溶剂中溶解(C₂H₅)₄P·BF₄、(C₂H₅)₄N·BF₄等溶质(支持盐)的非水性电解质已经实用化了。

但是，在上述的非水性电解质中，存在以下问题，即因为溶剂的闪点低、如果非水性电解质电双层电容器由于产生的热等被点燃，电解质被引火，电解质表面上火焰燃烧扩散，危险性很高。

而且，有这样一个问题，伴随着非水性电解质电双层电容器产生的热，以上述有机溶剂为基本的非水性电解质气化、分解产生气体，由产生的气体引起非水性电解质电双层电容器破裂或者点燃，借此非水性电解质引火，电解质表面上的火焰扩散，危险性很高。

近来，伴随着非水性电解质电双层电容器的实用化，期待开发出非水性电解质电容器用在汽车、氢化汽车等。对于非水性电解质电双层电容器的安全性的要求也越来越高。因此，除了上述非水性电解质的气化、分解以及燃烧外，日益要求由于点燃而生成火源时火焰难以扩散的性质和难燃烧到自熄等安全性。

发明内容

本发明的目的是解决传统技术上的问题，实现了以下的目标。也就是说，本发明的目的是提供一种电池用添加剂和一种电双层电容器。上述电池用添加剂通过加入到电池电解质中以维持所需要的电池性能，适于制备具有优良阻燃性能、低的电解质界面电阻、优良的低温放电性能以及高温储存性能的电池；而且上述含有电池用添加剂的电池具有优良阻燃性能、低的电解质界面电阻、优良的低温释放性能和高温储存性能。

本发明的另一个目的是提供一种电解质电双层电容器用添加剂和电双层电容器。上述的添加剂通过将添加剂加入到电双层电容器电解质中以维持诸如电导率等足够的电性能，适于制备具有优良的阻燃性能，低的电解质界面电阻以及优良的低温放电性能的电双层电容器。上述含有电双层电容器用添加剂的电双层电容器，具有优良的阻燃效果、低的电解质界面电阻和优良的低温放电性能。

实现上述的目标的方法如下所示。

<1>一种电池添加剂，其特征在于，含有阻燃物质释放化合物，在燃烧过程中能释放出阻燃物质，其中上述阻燃物质是含磷酯。

<2>根据条款<1>所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是同环的含磷化合物、异环的含磷化合物，同链含磷化合物，异链的含磷化合物中的至少一种，每一个含有磷原子。

<3>根据条款<1>-<2>任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自烷氧基环磷化氢衍生物、三烷氧基环磷化氢衍生物、烷氧基环磷化氢氧化物的衍生物的至少一种同环含磷化合物。

<4>根据条款<1>-<2>任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是环状的磷腈衍生物。

<5>根据条款<1>-<2>任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自二烷氧基磷化氢衍生物和三烷氧基磷化氢衍生物中的至少一种同链含磷化合物。

<6>根据条款<1>-<2>任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自环烷氧基硅磷化物(alkoxysilaphosphane)衍生物、烷氧基磷砷环硅氧烷衍生物、烷氧基二氧磷基硼烷(alkoxyphosphoxide borane)衍生物、p-二烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物、p-三烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物以及链状的磷腈衍生物中的至少一种异链含磷化合物。

<7>根据条款<1>-<2>任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物包含卤素原子。

<8>根据条款<7>所述的电池添加剂，其特征在于，在阻燃物质释放化合物中的卤素原子含量为2-80重量％。

<9>一种电池，包含阳极、阴极和电解质，上述电解质含有由条款<1>-<8>任意一项所述的电池添加剂和支持盐。

<10>根据条款<9>所述的电池，其特征在于，在燃烧中每一公斤的电解质至少会释放0.03mol的阻燃物质。

<11>根据条款<9>或者<10>所述的电池，其特征在于，电解质的含量至少20体积％为阻燃物质释放化合物。

<12>根据条款<9>-<10>任意一项所述的电池，其特征在于，电解质的含量至少30体积％为阻燃物质释放化合物。

<13>根据条款<9>-<10>任意一项所述的电池，其特征在于，电解质含有质子惰性有机溶剂。

<14>根据条款<13>所述的电池，其特征在于，质子惰性有机溶剂是环状或者链状酯类化合物或者链状醚类化合物。

<15>根据条款<9>-<10>任意一项所述的电池，其特征在于，上述电解质含有至少LiPF₆、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种以及大于2.5体积％以上的阻燃物质释放化合物。

<16>根据条款<9>-<10>任意一项所述的电池，其特征在于，上述电解质含有至少LiPF₆、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种以及1.5-2.5体积％阻燃物质释放化合物。

<17>根据条款<9>-<10>所述的电池，其特征在于，电解质是非水性电解质。

<18>一种电双层电容器用添加剂，其特征在于，含有一种阻燃物质释放化合物，在燃烧中释放阻燃物质，其中上述阻燃物质是含磷酯。

<19>根据条款<18>所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是同环的含磷化合物、异环的含磷化合物，同链含磷化合物，异链的含磷化合物中的至少一种，每一个含有磷原子。

<20>根据条款<18>-<19>任意一项所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自烷氧基环磷化氢衍生物、三烷氧基环磷化氢衍生物、烷氧基环磷化氢氧化物的衍生物的至少一种同环含磷化合物。

<21>根据条款<18>-<19>任意一项所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是环状的磷腈衍生物。

<22>根据条款<18>-<19>任意一项所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自二烷氧基磷化氢衍生物和三烷氧基磷化氢衍生物中的至少一种同链含磷化合物。

<23>根据条款<18>-<19>任意一项所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物是选自烷氧基二膦基硼烷衍生物、环烷氧基硅磷化物(alkoxysilaphosphane)衍生物、烷氧基磷砷环硅氧烷衍生物、烷氧基二氧磷基硼烷(alkoxyphosphoxide borane)衍生物、p-二烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物、p-三烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物以及链状的磷腈衍生物中的至少一种异链含磷化合物。

<24>根据条款<18>-<19>任意一项所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，阻燃物质释放化合物包含卤素原子。

<25>根据条款<24>所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，在阻燃物质释放化合物中的卤素原子含量为2-80重量％。

<26>一种电双层电容器，含有阳极、阴极和电解质，上述电解质含有由条款<18>-<25>任意一项所述的电双层电容器用添加剂和支持盐。

<27>根据条款<26>所述的电双层电容器，其特征在于，在燃烧中每一公斤的电解质至少会释放0.03mol的阻燃物质。

<28>根据条款<26>或者<27>所述的电双层电容器，其特征在于，电解质的含量至少20体积％为阻燃物质释放化合物。

<29>根据条款<26>一<27>任意一项所述的电双层电容器，其特征在于，电解质的含量至少30体积％为阻燃物质释放化合物。

<30>根据条款<26>-<27>任意一项所述的电双层电容器，其特征在于，电解质含有质子惰性有机溶剂。

<31>根据条款<30>所述的电双层电容器，其特征在于，质子惰性有机溶剂是环状或者链状酯类化合物或者链状醚类化合物。

<32>根据条款<26>-<27>任意一项所述的电双层电容器，其特征在于，上述电解质含有碳酸丙烯酯以及至少3体积％阻燃物质释放化合物。

具体实施方式

根据本发明的电池和电双层电容器用添加剂以及电池和电双层电容器的详细描述如下。

[电池和电双层电容器用添加剂]

根据本发明的电池和电双层电容器用添加剂(后面可以称为电池添加剂或者电双层添加剂)包含阻燃物质释放化合物，以及如必要，可以含有其他的物质。

-阻燃物质释放化合物-

电池和电双层电容器用添加剂必须含有阻燃物质释放化合物，该化合物在由于下面提到的原因而燃烧的时候释放出阻燃物质。

在此以前，因为如果大电流迅速短路等，在电池或电双层电容器中不正常的产生热，蒸发或分解产生气体，使得电池或者电双层电容器由于产生的气体或者热而破裂或点燃以及可能燃烧，因此在电池或电双层电容器中使用的电解质具有很大的危险。

相反，当含有阻燃物质释放化合物的添加剂加入到电解质时，在燃烧中阻燃物质被释放出来，有利的阻止燃烧，电解质能形成优良的阻燃效果和能减少上述的危险。

阻燃物质没有特别的限定，只要它具有能阻止燃烧过程中电解质上点燃的火焰燃烧的性能。但是优选至少一种选自自熄物质、阻燃物质、和非燃烧物质中的一种，因为它们能阻止燃烧和电解质能形成优良的阻燃效果。

而且，这儿所述的术语“自熄性能”意思是指点燃后的火焰在线长25-100mm熄灭和通过以下评价方法在落下的物体中观察不到点燃。术语“阻燃”意思是指点燃火焰不能达到25mm长和通过以下评价方法在落下的物体中观察不到点燃。术语“非燃烧”意思是指即使根据以下所述的评价方法增加火焰也不能引起点燃，也就是说，至少测试火焰不能点燃测试片(燃烧长度：0mm)。另一方面，术语“燃烧”意思是指通过以下的评价方法，点燃的火焰超过100mm的长度的性能。

<评价方法>

通过测量测试火焰的燃烧行为俩评价自熄性能，阻燃性能和不燃烧性能。上述的测试火焰是通过UL(Underwriting Laboratory)标准的UL94HB所规定的方法氛围下点燃的。在此情形下，也观察了二次点燃中的点燃性、燃烧性、碳化物的形成和现象。具体的来讲，根据UL测试标准，通过将各种电解质的1.0ml渗透到不燃烧石英纤维中制备127mm×12.7mm的测试片。

作为阻燃物质，优选含磷酯。因为磷能抑制组成电池或电容器的高分子材料的链分解。能抑制由于链分解而引起的热，尤其是，能给与电极液有效的阻燃效果。

在含磷酯中，所有的酯基团可以是，例如相同的或者不同的酯基团。而且，酯基团的一部分或者全部可以诸如氟等卤原子取代。这些含磷酯可以作为液体或者气体释放出。

阻燃物质释放化合物在燃烧中释放出上面的阻燃物质。而且，术语“燃烧中”指的是一个电解质被火焰点燃时间。阻燃物质释放化合物优选是至少同环磷化合物、异环磷化合物、同链磷化合物和异链磷化合物中的一种，每一种含有磷原子、因为它们能有利的释放出阻燃物质。

含磷原子的同环磷化合物，至少是下述通式(1)所示的烷氧基环磷化氢及其衍生物、下述通式(2)所示的三烷氧基环磷化氢及其衍生物、和下述通式(3)所示的烷氧基环磷化氢氧化物及其衍生物的一种：

(P^IIIOR)_n ......(1)

(其中，R是单价基团，例如烷基等，n是3-15的整数。)

[P^V(OR)₃]_n ......(2)

(其中，R是单价基团，例如烷基等，n是3-15的整数。)

[(P^V(X)OR)_n ......(3)

(其中，R是单价基团，例如烷基等，X是诸如S、O的原子，n是3-15的整数。)

含有磷原子的异环含磷化合物是下述通式(4)所示的环状磷腈：

(PNR⁴ ₂)_n ......(4)

(R⁴是单价基团或者卤原子，n是从3-15的整数。)

含有磷原子的同炼含磷化合物至少是以下通式(5)所示的三烷氧基磷化氢及其衍生物、下面通式(6)所示的二烷氧基磷化氢及其衍生物的一种：

......(5)

......(6)

在通式(5)和通式(6)中，R是烷基，n是从3-8的整数。

含有磷原子的异链含磷化合物至少是下面通式(7)所示的烷氧基二膦基硼烷、下面通式(8)所示的alkoxysilaphosphane、下面通式(9)所示的烷氧基磷砷环硅氧烷、下面通式(10)所示的alkoxyphosphoxideborane、、下面通式(11)所示的p-二烷氧基磷化氢甲硼烷、下面通式(12)所示的p-三烷氧基磷化氢甲硼烷、下面通式(13)所示的链状的磷腈的一种：

或

(其中，R和R’是诸如烷基、烷氧基等的单价基团或者卤原子，R和R’可以相同或者不同。上述的卤原子可以是溴、氯、氟等，其中，优选氟)；

......(8)

或

......(9)

......(10)

......(11)

......(12)

假定在通式(10)-(12)中，R是诸如烷基等的单价基团，n是1-8的整数。

......(13)

(其中，R¹，R²，R³是单价基团或者卤原子，X是至少含有选自碳、硅、锗、锡、氮、磷、砷、锑、铋、氧、硫、硒、碲、钋中的一个原子基团，Y¹，Y²，Y³是二价的连接基团、二价的原子或者单键)

作为阻燃物质释放化合物，优选磷腈衍生物等，因为它能有利的释放含磷酯。

作为阻燃物质释放化合物优选在原子中含有卤原子的化合物，具体来说，优选直接与卤原子相连的化合物或者在上述单价基团中氢原子被卤原子取代的化合物。化合物的分子中包含卤原子时，由于从阻燃物质释放化合物中引起的卤气，能更有效的形成电解质的阻燃效果。

在含有被卤原子取代的基团的化合物中，卤自由基的产生会引起问题。然而，在上述的阻燃物质释放化合物中，分子中的磷原子捕捉到卤自由基形成稳定的卤化磷，以使上述问题不会发生。

在阻燃物质释放化合物中的卤原子的含量优选2-80重量％，更优选2-60重量％，特别优选2-50重量％。当含量少于2重量％时，含有卤原子的效果不能显示出来；当超过80重量％，粘度变大，电解质的电导性变小。作为卤原子，优选氟、氯、溴等，更优选氟。

--具体的磷腈衍生物的分子结构--

磷腈衍生物并没有特别的限定，除非在室温下是液体。但是，优选通式(4)环状磷腈和通式(13)的链磷腈，这是因为它们能有利的释放上面所述的含磷酯。

在通式(4)中，在R⁴中的单价基团或者卤原子没有特别的限定，作为单价基团，可以由烷氧基、烷基、羧基、酰基、芳基等构成。作为所提到的卤原子，例如，上述的卤原子。其中，优选烷氧基，这是因为它能特别的使电解质粘度较低，作为提到的烷氧基，例如，甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、丙氧基、苯氧基等。其中，优选甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基。在这些基团中，优选用卤原子取代氢原子。

在通式(13)中，在R¹，R²，R³中的单价基团或卤原子没有特别的限定，作为单价基团，可以由烷氧基、烷基、羧基、酰基、芳基等构成，作为提到的卤原子，例如，上述的卤原子。其中，优选烷氧基，这是因为它能特别的使电解质粘度较低，R¹到R³可以相同，也可以不同。

作为烷氧基，可以由甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等构成；或者烷氧基取代的烷氧基，例如甲氧乙氧基、甲氧乙氧乙氧基等。其中，所有的R¹-R³优选为甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基或甲氧乙氧乙氧基、特别是，考虑到低粘度和高的介电常数，优选甲氧基或者乙氧基。

作为烷基，可以有甲基、乙基、丙基、丁基、戊基等构成。

作为酰基，可以由甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基等构成。

作为芳基，可以由苯基、甲苯基、萘基等构成。

在这些基团中，优选用卤原子取代氢原子。

作为在通式(13)中的Y¹，Y²，Y³基团，可以由CH₂基团、含有氧、硫、硒、氮、硼、铝、钪、镓、钇、铟、镧、铊、碳、硅、钛、锡、锗、锆、铅、磷、钒、砷、铌、锑、钽、铋、铬、钼、碲、钋、钨、铁、钴、镍等的元素的基团构成。其中，优选含有CH₂基团和含有氧、硫、硒或者氮的基团。尤其是，优选Y¹，Y²，Y³含有硫、硒，这是因为电解质的阻燃效果能很大的得到提高。Y¹，Y²，Y³可以是相同的基团，也可以是部分不同的基团。

从有害的效果、环境等的观点来考虑，在通式(13)中的X优选为含有选自碳、硅、氮、磷、氧、和硫的至少一种的基团。特别是，优选具有下述通式(14)的结构的基团：

......(14)

基团(A) 基团(B) 基团(C)

在通式(14)中，R⁵到R⁹是单价基团或者卤原子，Y⁵到Y⁹是二价的连接基团、二价元素或者单键，Z是二价基团或者二价元素。

优选的是，通式(14)中的R⁵到R⁹与通式(13)中的R¹到R³中所述的单价基团和卤原子相同。而且，它们在同一基团中可以相同也可以不同。而且，R⁵和R⁶或者R⁸和R⁹可以相互连接形成一个环。

优选的是，通式(14)中的Y⁵到Y⁹与通式(13)中的Y¹到Y³中所述的二价的连接基团、二价基团相同。相似的是，特别优选含有硫和硒的基团，这是因为电解质的阻燃效果能很大的得到提高。同一基团中，它们可以相同或者部分不同。

作为通式(14)中所提到的Z，例如，CH₂基团、CHR基团(R是烷基、烷氧基、苯基等，后面所述的R一样)、NR基团、含有氧、硫、硒、硼、铝、钪、镓、钇、铟、镧、铊、碳、硅、钛、锡、锗、锆、铅、磷、钒、砷、铌、锑、钽、铋、铬、钼、碲、钋、钨、铁、钴、镍等的基团。其中，优选CH₂基团、CHR基团、NR基团、和含有氧、硫、硒的基团，更优选含有硫、硒的基团，这是因为电解质的阻燃效果能很大的得到提高。

作为在通式(14)中的基团，；优选基团(A)所示的含磷的基团，这是因为电解质的阻燃效果能很大的得到提高。而且，考虑到为了使电解质的界面电阻变小，优选基团(B)所示的含硫的基团。

通过正确的选择在通式(4)、(13)和(14)中的R¹到R⁹，Y¹到Y³，Y⁵到Y₉和Z，能购合成具有更优选的粘度、适宜于混合的溶解度等的电解质。这些磷腈衍生物可以单独使用或者与二种甚至更多一起使用。

--阻燃物质释放化合物的闪点--

阻燃物质释放化合物的闪点没有特别的限定，但是优选不低于100℃，更优选不低于150℃，更进一步优选不低于230℃。从控制点燃-燃烧等的角度来考虑，最优选的是没有闪点。当阻燃物质释放化合物的闪点不低于100℃，点燃等得到阻止，而且即使点燃是在电池内部引起来的，能减低点燃了的火焰扩散到电解质表面的危险。

而且，闪点意思是指火焰扩散到物质的表面至少覆盖75％的面积的温度。闪点是用来判断与空气形成燃烧混合物的倾向的方法。在本发明中，藉由使用下述miniflash法以测定数值，提供了一种密闭杯子形装置，在该装置上设有小的4ml的测试腔，一个加热杯、一个火焰、一个点燃部件、和一个自动火焰测定系统(MINIFLASH由GRABNR INSTRUMENTS制造。)，装载了1ml试样放入到加热杯中，在杯子上盖上盖，接着从盖子上面的位置上对加热杯开始加热，当以持续间隔提高试样的温度时，以持续温度间隔将杯子中蒸气和空气的混合物点燃来探测闪光，当探测到闪光的时的温度就认为是闪点。

特别是，优选的是，根据本发明的电池和电双层电容器添加剂加入到电池或者电容器的非水性电解质中。

优选的是，加入到电解质中的阻燃物质释放化合物的数量，对应与后述之本发明的电池或电双层电容器的阻燃物质释放化合物的容量的优选数值范围。通过调节对应于数值范围的加入量，能赋予电解质良好的阻燃效果。

[电池]

本发明的电池包含电解质、阳极、阴极以及根据需要还有另外的部件。

-电池阳极-

阳极的材料没有特别的限定，能正常的从熟知的阳极材料中选择。例如，所提到的金属氧化物，例如V₂O₅、V₆O₁₃、MnO₂、MoO₃、LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等。金属硫化物，例如TiS₂、MoS₂等。导电聚合物，例如聚苯胺等。其中，优选LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄，这是因为它们容量和安全性高以及对于电解质的可湿性优良。这些材料可以单独使用或者两种以上使用。阳极的形状没有特别的限定，能够从熟知形状形成阳极。例如，有片状、圆柱状、平板状、螺旋状等。

-电池阴极-

阴极能吸着(occulude)以及释放出锂，锂离子等。因此，只要阴极材料能吸着以及释放出锂，锂离子等就没有特别的限定。可以从熟知的阴极材料中选择。例如，提到的有含锂材料，例如锂金属本身、锂和铝、铟、铅、锌、等的合金；碳材料，例如掺杂锂的石墨。考虑到高的安全性上，优选诸如石墨等的碳材料。这些材料可以单独使用或二种以上一起使用。阴极的形状没有特别的限定，能正常的从熟知的与阳极的形状一样的形状中选择。

-电解质-

电解质含有本发明的电池添加剂，支持盐、以及根据需要还有其它成分。

优选电解质在燃烧中能释放出阻燃物质，其数量至少是0.03mol/每千克电解质，更优选0.05-0.5mol/每千克电解质，当阻燃物质的释放量不到0.03mol/每千克电解质时，电解质的阻燃效果不充分。

电解质没有特别的限定，但从安全性等来考虑，优选非水性电解质。

电解质优选含有至少阻燃物质释放化合物20体积％。当含量少于20体积％，诸如含磷酯等的阻燃物质不能充分的释放出来，电解质不能发挥充分的阻燃效果。

而且，优选电解质含有至少阻燃物质释放化合物的30体积％，当含量不低于30体积％，诸如含磷酯等的阻燃物质能够充分的释放出来，电解质能够发挥充分的阻燃效果。

而且，电解质中的阻燃物质释放化合物含量的上限没有特别的限定，例如，电解质的100体积％可以是上述的磷腈衍生物。

作为阻燃物质释放化合物，优选磷腈衍生物，这是因为它能释放出阻燃释放物质，尤其是，优选通式(13)或者(14)的磷腈衍生物。

--电池电解质中的支持盐--

作为支持盐，优选锂离子的离子源。锂离子的离子源没有特别的限定，包含例如，诸如LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiCF₃SO₃、LiAsF₆、LiC₄F₉SO₃、Li(CF₃SO₂)₂N、Li(C₂F₅SO₂)₂N、等。它们可以单独使用或者二种或二种以上混合使用。

在电解质中支持盐数量优选在每1千克电解质(溶剂成分)0.2-1mol，更优选0.5-1mol，当化合物的含量少于0.2mol，不能确保充分的电解质电导性，在电池的放电-充电循环中会引起故障。如果超过1mol，电解质的粘度会上升，不能确保足够的锂离子的流动性，因此不能确保足够的电解质的电导性以及在电池的放电-充电循环中会引起故障。

--电池电解质中的其它成分--

作为包含在电解质中的所需要的其它成分，考虑到安全性，优选质子惰性有机溶剂。当电解质中包含质子惰性有机溶剂时，不会与阴极材料反应，获得高的安全性。而且，有可能降低电解质的粘度和能够容易的获得理想作为电池的离子导电性。

质子惰性有机溶剂没有特别的限定，但考虑到降低电解质的粘度来考虑，包含酯类化合物，醚类化合物等。具体的说，提到的有1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、二苯基碳酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、乙基甲基碳酸酯等。其中，优选诸如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯等环状酯化合物、优选诸如二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯等的链状酯化合物、优选1，2-二甲氧基乙烷等的链状醚化合物。尤其是，考虑到高的介电常数和优良的锂盐溶解度等优选环状酯化合物。考虑到低的电解质粘度优选链状酯化合物和醚化合物。这是因为它们粘度很低。它们可以单独使用或二种或者二种以上混合使用。

质子惰性有机溶剂在25℃的粘度没有特别的限定，但优选不超过10mPa·s(10cp)，更优选不超过5mPa·s(5cp)。

电解质特别是优选包含阻燃物质释放化合物，LiPF₆以及乙烯碳酸酯与丙烯碳酸酯的其中之一。于本实例中，即使电解质中的阻燃物质释放化合物含量略无关于上述的描述，电解质具有优良的自熄性能和阻燃效果。因此，优选电解质中的阻燃物质释放化合物含量为1.5-2.5体积％以提升电解质的自熄性能。而且，优选其含量大于2.5体积％以提升电解质的阻燃性能。

-电池的另外组件-

所提到的电池另外组件是隔离物，设置在阳极和阴极的中间，来阻止由于电解的接触而发生的短路。

隔离物的材料能确保阻止两个电极的接触和通过或者渗透电解质。这种材料优选包含合成树脂的无纺布、薄层膜、等，例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。其中，优选聚丙烯制备的微孔膜或者具有厚度为20-50nm的聚乙烯。

除了隔离物，熟知的用在电池中的其它组件也可以作为其它组件。

根据本发明的电池的形成没有特别的限定，但是优选包含各种熟知的形式，比如硬币型的圆柱形电池、纽扣型电池、纸型电池、矩形或者螺旋结构等。在螺旋结构中，通过制备片状形阳极、在阳极中间夹杂收集器、堆积阴极(片状)，然后围绕者它们旋转等。

而且，本发明的电池的形状没有特别的限定，可以是一次电池或者二次电池。

正与上面提到的一样，本发明的电池在阻燃效果是优良的，因为加入了上述的电池添加剂。而且，电解质的界面电阻很低同时维持电池所需要的电池性能和具有优良的低温放电性能和高温储存性能。因此，即使在严厉的温度条件下，本发明的电池作为具有高放电能量是有用的、特别是对于要求在高温环境长时间储存后的电池效能，作为各种的汽车电池也是很有用的。

在本发明中，术语“低温放电性能”通过测定下面所述的放电容量的减少率来评价。

<低温放电性能>

一开始，在25℃温度下，上限电压为4.5V，下限电压3.0V，放电电流100mA，充电电流50mA，放电-充电50循环后测定放电容量(25℃)。

因此，以同样的方法，改变放电-10℃或30℃，重复放电-充电50循环后，测定放电容量(-10或30℃)。

根据下面公式，通过评价放电容量的减少率，来评价低温放电性能，同时将后者的放电性能(-10或30℃)与放电容量(25℃)相比较。放电容量的减少率＝100-(放电容量(-10或30℃)/放电容量(25℃))×100％。

而且，术语“高温储存性能”按照以下的方法进行评价。

<高温储存性能：通过高温测验(储存)在室温下对放电性能进行测定和评价>

当电池在80℃储存10天后，在室温(25℃)下的放电性能(放电容量mAh/g，平均放电电压(V)等)进行测定。而且，在50％的放电深度下(全部容量的放电50％状态)的内部电阻(Ω，25℃，1kHz阻抗)用放电性能的测定和评价的方法进行了测定。

[电双层电容器]

本发明的电双层电容器含电解质、阳极和阴极、根据需要含其他组件。

-电双层电容器的阳极-

阳极没有特别的限定，但是优选的是碳基极性电极，作为极性电极，优选具有大的特定表面积和体积特定重量和电化学惰性以及电阻小等的电极。极性电极没有特别的限定，但通常是活性炭和含有诸如导电剂的其他物质，粘合剂等。

--活性炭作为电双层电容器的阳极--

活性炭材料没有特别的限定，但更优选的除了酚醛树脂，是各种耐热树脂，沥青等。

作为耐热树脂，优选由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺亚胺、聚醚亚酰胺、聚醚砜、聚醚酮、对马来酰亚胺三嗪、芳族聚酸胺、氟化树脂、聚亚苯基、聚硫化亚苯基、等。它们可以单独使用或者联合使用。

在阳极使用的活性炭优选是粉末的，纤维等，以形成特定大的表面积和非水性电解质电双层电容器的高充电容量。而且，活性炭可以承受热处理，刮修正、和在真空下高温处理，旋转等以使形成非水性电解质电双层电容器的高充电容量。

--在电双层电容器的阳极上的另外物质(导电剂、粘合剂)--

导电剂没有特别的限定，但包含石墨、乙炔黑、等。

粘合剂的材料没有特别的限定，但包含聚氟乙烯、聚四氟乙烯等。

-电双层电容器的阴极-

作为阴极，优选和阳极同样的极性电极。

-电双层电容器的电解质-

电解质含有本发明的电双层电容器添加剂，和支持盐，根据需要含有其它物质。

优选的是，释放出至少0.03(mol/每1kg电解质)的阻燃物质的电解质，更优选释放出0.05-0.5(mol/每1kg电解质)阻燃物质的电解质。当阻燃物质的释放数量不到0.03(mol/每1kg电解质)，电解质的阻燃效果不充分。

电解质没有特别的限定，但从安全性等来考虑优选的是非水性电解质。

电解质优选含有至少20体积％的阻燃物质释放化合物。当含量少于20体积％时，诸如含磷酯的阻燃物质等不能充分的释放出来，不能达到充分的阻燃效果。

优选的是，电解质含有至少30体积％的阻燃物质释放化合物。当含量低于30体积％时，阻燃物质等不能充分的释放出来，不能达到充分的阻燃效果。

而且，电解质中的阻燃物质释放化合物的上限没有特别的限定，当100体积％的电解质可以是磷腈衍生物。

作为阻燃物质释放化合物，优选磷腈衍生物，只是因为它们有利的释放出阻燃物质。特别是，优选通式(4)或(13)的磷腈衍生物。

--电双层电容器中的电解质的支持盐--

支持盐可以从熟知的支持盐中选择，考虑到电解质的导电性好等的方面优选季铵盐。季铵盐是一溶液，作为离子源的作用，以形成电解质中的电双层和能有效的提高诸如电解质的电导性等的电性能，因此优选为可以形成多价离子的季铵盐。

作为季铵盐，优选有下列物质形成的：(CH₃)₄N·BF₄、(CH₃)₃C₂H₅N·BF₄、(CH₃)₂(C₂H₅)₂N·BF₄、CH₃(C₂H₅)₃N·BF₄、(C₂H₅)₄N·BF₄、(C₃H₇)₄N·BF₄、CH₃(C₄H₉)₃N·BF₄、(C₄H₉)₄N·BF₄、(C₆H₁₃)₄N·BF₄、(C₂H₅)₄N·ClO₄、(C₂H₅)₄N·BF₄、(C₂H₅)₄N·PF₆、(C₂H₅)₄N·AsF₆、(C₂H₅)₄N·SbF₆、(C₂H₅)₄N·CF₃SO₃、(C₂H₅)₄N·C₄H₉F₃SO₃、(C₂H₆)₄N·(CF₃SO₂)₂N、(C₂H₅)₄N·BCH₃(C₂H₅)₃、(C₂H₆)₄N·B(C₂H₅)₄、(C₂H₅)₄N·B(C₄H₉)₄、(C₂H₅)₄N·B(C₆H₅)₄等。而且，可以使用这些季铵盐的六氟磷酸盐。进一步，通过使极化率变大提高溶解度，以使可以使用其中不同的烷基与N原子相连接的季铵盐。

作为上述的季铵盐，优选有下式(1)-(10)所示化物。

在上述的通式中，Me表示甲基和Et表示乙基。在这些季铵盐中，考虑到确保高的导电率，优选能产生(CH₃)₄N⁺、(C₂H₅)₄N⁺等作为阳离子的盐。

这些季铵盐可以单独使用也可以两种或者两种以上混合使用。

每1kg电解质(溶液物质)中支持盐化合物的数量优选0.2-1.5mol，更优选0.5-1mol。当化合物的数量不到0.2mol，不能充分的确保电解质的电性能等。如果超过1.5mol，电解质的粘度上升，诸如导电性等的电性能下降。

--电双层电解质中的其他物质--

作为电解质中包含的其他物质，考虑到安全性，优选质子惰性有机溶剂。当在电解质中包含质子惰性有机溶剂的时，能得到不与阴极反应的高安全性。而且，能降低电解质的粘度，以使能容易的得到作为电双层电容器的理想离子导电性。

质子惰性有机溶剂没有特别的限定，但考虑到降低电解质的粘度来考虑，包含酯类化合物，醚类化合物等。具体的说，提到的有1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、而甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、二苯基碳酸酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、乙基甲基碳酸酯等。其中，优选诸如乙烯基碳酸、丙烯基碳酸、γ-丁内酯等环状酯化合物、优选诸如二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯等的链状酯化合物、优选1，2-二甲氧基乙烷等的醚。尤其是，考虑到高的介电常数和优良的锂盐溶解度等优选环状酯化合物。考虑到低的电解质粘度优选链状酯和醚化合物。这是因为它们粘度很低。它们可以单独使用或者二种或者二种以上混合使用。

特别是，电解质优选含有丙烯碳酸、在这种情况下，即使不管上面的描述，电解质中的阻燃物质释放化合物的含量至少30体积％，电解质具有良好的阻燃效果。

-电双层电容器中的另外组件-

所提到的电池另外组件是隔离物、收集器、容器等。

隔离物设置在阳极和阴极的中间，来阻止由于电解的接触而发生的短路。隔离物没有特别的限定，但优选使用在电双层电容器等作为隔离物使用的隔离物。作为其材料，例如无纺布、薄层膜、等，都是由诸如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯合成树脂形成的。其中，优选聚丙烯制备的微孔膜或者具有厚度为20-50nm的聚乙烯。

收集器没有特别的限定。但优选通常用在电双层电容器中熟知的收集器。优选在抗电化学腐蚀、抗化学腐蚀、工作性、和机械强度优良的、价格便宜的，例如收集层等使用铝、不锈钢、导电树脂等。

容器没有特别的限定，当优选通常在电双层电容器中使用的容器。作为容器的材料，优选铝、不锈钢、导电树脂等。

除了隔离物、收集器和容器外，各种熟知的、通常用在电双层电容器中的构件也优选作为上述的组件。

本发明的电双层电容器的形式没有特别的限定，当优选上述的形式，例如圆柱形状(柱状、正方形)、平板性(硬币)等。

上述的电双层电容器优选用于各种电子装置、工业装置、飞机装置、等的备份记忆中。用于电磁控制的玩具，无线装置、气体装置、瞬时锅炉、等。作为手表，挂钟、太阳电池、AGS手表等动力源。

本发明的上述电双层电容器，具有阻燃效果，同时维持诸如导电性等的电性能方面是优良的，非水性电解质的界面电阻小以及低温性能优良。

通过实施例对于本发明进行详细的描述，但不局限于本实施例。

具体实施方式

(实施例1)

[电池中电解质的制备]

80ml混合的二乙基碳酸酯和乙烯碳酸酯的溶剂中(混合比(体积)：二乙基碳酸/乙烯碳酸＝1/1)(质子惰性液有机溶剂)，加入20ml(20体积％)的磷腈衍生物(环状磷腈衍生物：即，通式(4)的化合物，其中，n是3，6个R⁴中的2个是乙氧基、其余的是氟，两个乙氧基连接到不同的磷原子上)(电池添加剂)，而且LiClO₄(支持盐)溶解的浓度为0.75mol/kg，形成电解质(非水性电解质)。

-阻燃效果的评价(自灭性能、阻燃性能、和不燃烧性能)-

关于上述得到的电解质，用与上述同样的“评价方法”进行测定和评价。结果如表1所示。

<产生(释放的)的含磷酯的数量的测定>

在评价阻燃效果中，通过以下的方法对已电解质的燃烧中的产生的含磷酯的数量进行测定。结果如表1所示。

-测定方法-

在燃烧室(30×30×30cm)内将非燃烧石英薄片中加入的电解质用火焰温度800℃点燃，在捕捉气体管内(填充TenaxTA)吸收产生的气体，通过TES-GC-MS进行分析，关于GC-MS的分析条件，GC使用DB-5柱(30m，0.25mm，I.D.)膜的厚度为0.25μm，在柱的温度为40-300℃下(速率：25℃/m)进行分析，而且，MS的测定范围在5-500。

[电池的制备]

通过使用有化合物通式LiCoO₂作为阳极的活性物质制备薄层状的阳极电极片，厚度为100μm，宽度40mm。每100份LiCoO₂中加入10份的乙炔黑(导电助剂)和10份的Teflon(注册商标)粘合剂(粘合树脂)，在有机溶剂中(混合溶质50/50体积％的乙基乙酯/乙醇)研磨，通过卷形物卷取。

然后，厚度25μm、在其表面上涂有导电粘合剂的铝金属薄片(收集器)插入到两个得到的阳极薄片中间，厚度150μm的锂金属薄片通过厚度25μm的隔离物堆积在一起，然后缠绕形成圆柱状电极组件，在此组件中，阳极的长度大约260mm。

将上述的电解质加入到圆柱形电极组件中，密封形成尺寸AA的锂电池(非水性电解质二次电池)。

<电池性能的测定和评价>

对于上述的电池，测定和评价最初的电池性能(电压、内部电阻)。然后通过以下的方法测定和评价放电-充电循环性能，然后如上所述测定和评价其低温放电性能和高温储存性能。结果如表1所示。

-放电-充电循环性能的评价-

上限电压4.5V、下限电压3.0V、放电电流100mA、充电电流50mA条件下进行放电-充电50循环。通过比较放电-充电的数值与放电-充电容量的最初数值进行比较来对50循环后容量减少率进行计算。对于三电池重复上述同样的测定和评价。计算平均值作为放电-充电性能的评价。

(实施例2)

用实施例1中同样的方法制备电解质，除了实施例1中的“电解质的制备”中磷腈衍生物的加入量变成30体积％。对阻燃效果等进行评价。而且，电池也用与实施例1中同样的方法进行制备。对最初的电池性能(电压、内部电阻)放电-充电循环性能、低温放电性能和高温储存性能进行测定和评价。结果如表1所示。

(实施例3)

用实施例1中同样的方法制备电解质，除了实施例1中的“电解质的制备”中磷腈衍生物的加入量变成3体积％，以及用LiPF₆(支持盐)代替LiCoO₄(支持盐)。对阻燃效果等进行评价。而且，电池也用与实施例1中同样的方法进行制备。对最初的电池性能(电压、内部电阻)放电-充电循环性能、低温放电性能和高温储存性能进行测定和评价。结果如表1所示。

(比较例1)

用实施例1中同样的方法制备电解质，除了实施例1中的“电解质的制备”中磷腈衍生物的加入量变成0体积％。对阻燃效果等进行评价。而且，电池也用与实施例1中同样的方法进行制备。对最初的电池性能(电压、内部电阻)放电-充电循环性能、低温放电性能和高温储存性能进行测定和评价。结果如表1所示。

在实施例1-3中，在电解质的燃烧中释放出含磷酯，因此电解质的阻燃效果是优良的，而且，低温放电性能和高温储存性能也是优良的。

(实施例4)

[电双层电容器电解质的制备]

向80mlγ丁内酯(质子惰性有机溶剂)中加入20ml(20体积％)的磷腈衍生物(环状磷腈衍生物，即通式(4)的化合物，其中，n是3，6个R⁴中的2个是乙氧基、其余的是氟，两个乙氧基连接到不同的磷原子上)(电双层电容器)，而且四乙基四氟化硼铵(C₂H₅)₄N·BF₄(季铵盐)溶解的浓度为0.75mol/kg，形成电解质(非水性电解质)。阻燃效果的评价等用实施例1相同的方法。结果如表2所示。

[阳极和阴极的制备]]

将活性炭(商标名称：Kurative-10，Kuraray化学股份公司制备)、乙炔黑(导电剂)和聚四氟乙烯(PTFE)(粘合剂)混合，其质量比为(活性炭/乙炔黑/PTFE)为8/1/1。

将100mg上述得到的化合物放入直径20mm碳压力容器中，室温下压力150kgf/cm²成型，形成阳极和阴极(极性电极)。

[电双层电容器的制备]

通过使用上述获得的阳极和阴极、铝板(收集器)(厚度：0.5mm)和聚丙烯/聚乙烯板(隔离物)(厚度：25μm)形成电池，在真空下充分干燥。

将上述的电解质加入到电池中形成电双层电容器。

<电双层电容器中导电率的测定>

通过使用导电仪器(商品名字：CDM210，Radiometer股份公司制造)来测定导电率。同时，使用5mA的不变电流来获得电双层电容器。结果如表2所示。

而且，25℃、在电双层电容器中的不少于5.0mS/cm导电率在实际应用中不是一个问题。

(实施例5)

用与实施例4一样的方法制备电解质，除了在实施例4中的“电解质的制备”中的磷腈衍生物的加入量变成80体积％，对阻燃效果等进行评价。而且，用与实施例4中一样的方法制备电双层电容器，对导电率进行测定和评价。结果如表2所示。

(实施例6)

用与实施例4一样的方法制备电解质，除了用丙烯碳酸酯代替γ丁内酯、和在实施例4中的“电解质的制备”中的磷腈衍生物的加入量变成3体积％，对阻燃效果等进行评价。而且，用与实施例4中一样的方法制备电双层电容器，对导电率进行测定和评价。结果如表2所示。

(比较例2)

用与实施例4一样的方法制备电解质，除了在实施例4中的“电解质的制备”中的磷腈衍生物的加入量变成0体积％，对阻燃效果等进行评价。而且，用与实施例4中一样的方法制备电双层电容器，对导电率进行测定和评价。结果如表2所示。

图2

	阻燃效果的评价	产生含磷酯的数量	产生的含磷酯	电导率(mS/cm)
	阻燃效果的评价	产生含磷酯的数量	产生的含磷酯	电导率(mS/cm)	实施例4	自熄性能	0.25	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	7.9
实施例5	阻燃	0.92	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	6.8	实施例4	自熄性能	0.25	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	7.9
实施例5	阻燃	0.92	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	6.8	实施例6	阻燃	0.03	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	8.5
比较例2	燃烧	0	-	8.3	实施例6	阻燃	0.03	P(O)(OCH<sub>2</sub>CH3)<sub>3</sub>	8.5

在实施例4-6中，在电解质的燃烧中释放出含磷酯，以使电解质的阻燃效果是优良的、因此本发明的电双层电容器具有高安全性。

工业上的应用

根据本发明，能提供一种电池添加剂，通过加入电池电解质来维持电池所需要的性能，能制造具有优良阻燃效果、低电解质的界面电阻、优良的低温放电性能和高温储存性能电池，以及提供一种含电池添加剂的电池，该电池具有优良阻燃效果、低电解质的界面电阻、优良的低温放电性能和高温储存性能。

而且，根据本发明，提供一种电双层电容器添加剂，通过加入电双层电容器电解质来维持诸如电导率等充分的电特性，该添加剂能制造具有优良阻燃效果、低电解质的界面电阻、优良的低温放电性能的电双层电容器，以及提供一种含电双层电容器添加剂的电双层电容器，该电双层电容器具有优良阻燃效果、低电解质的界面电阻、优良的低温放电性能。

Claims

1.一种电池添加剂，其特征在于，含有阻燃物质释放化合物，在燃烧过程中能释放出阻燃物质，其中上述阻燃物质是含磷酯。

2.根据权利要求1所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是同环的含磷化合物、异环的含磷化合物，同链含磷化合物，异链的含磷化合物中的至少一种，每一个含有磷原子。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自烷氧基环磷化氢衍生物、三烷氧基环磷化氢衍生物、烷氧基环磷化氢氧化物的衍生物的至少一种同环含磷化合物。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是环状的磷腈衍生物。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自二烷氧基磷化氢衍生物和三烷氧基磷化氢衍生物中的至少一种同链含磷化合物。

6.根据权利要求1-2任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自烷氧基二膦基硼烷衍生物、环烷氧基硅磷化物(alkoxysilaphosphane)衍生物、烷氧基磷砷环硅氧烷衍生物、烷氧基二氧磷基硼烷(alkoxyphosphoxide borane)衍生物、p-二烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物、p-三烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物以及链状的磷腈衍生物中的至少一种异链含磷化合物。

7.根据权利要求1-2任意一项所述的电池添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物包含卤素原子。

8.根据权利要求7所述的电池添加剂，其特征在于，在上述阻燃物质释放化合物中的卤素原子含量为2-80重量％。

9.一种电池，包含阳极、阴极和电解质，上述电解质含有由权利要求1-8任意一项所述的电池添加剂和支持盐。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，在燃烧中每一公斤的上述电解质至少会释放0.03mol的阻燃物质。

11.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质的含量至少20体积％为阻燃物质释放化合物。

12.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质包含至少30体积％为阻燃物质释放化合物。

13.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质含有质子惰性有机溶剂。

14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，上述质子惰性有机溶剂是环状或者链状酯类化合物或者链状醚类化合物。

15.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质含有至少LiPF₆、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种以及2.5体积％以上的上述阻燃物质释放化合物。

16.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质含有至少LiPF₆、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种以及1.5-2.5体积％阻燃物质释放化合物。

17.根据权利要求9或者10所述的电池，其特征在于，上述电解质是非水性电解质。

18.一种电双层电容器用添加剂，其特征在于，含有一种阻燃物质释放化合物，在燃烧中释放阻燃物质，其中上述阻燃物质是含磷酯。

19.根据权利要求18所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是同环的含磷化合物、异环的含磷化合物，同链含磷化合物，异链的含磷化合物中的至少一种，每一个含有磷原子。

20.根据权利要求18或者19所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自烷氧基环磷化氢衍生物、三烷氧基环磷化氢衍生物、烷氧基环磷化氢氧化物的衍生物的至少一种同环含磷化合物。

21.根据权利要求18或者19所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是环状的磷腈衍生物。

22.根据权利要求18或者19所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自二烷氧基磷化氢衍生物和三烷氧基磷化氢衍生物中的至少一种同链含磷化合物。

23.根据权利要求18或者19所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物是选自烷氧基二膦基硼烷衍生物、环烷氧基硅磷化物(alkoxysilaphosphane)衍生物、烷氧基磷砷环硅氧烷衍生物、烷氧基二氧磷基硼烷(alkoxyphosphoxide borane)衍生物、p-二烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物、p-三烷氧基磷化氢甲硼烷衍生物以及链状的磷腈衍生物中的至少一种异链含磷化合物。

24.根据权利要求18或者19所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，上述阻燃物质释放化合物包含卤素原子。

25.根据权利要求24所述的电双层电容器用添加剂，其特征在于，在上述阻燃物质释放化合物中的卤素原子含量为2-80重量％。

26.一种电双层电容器，含有阳极、阴极和电解质，上述电解质含有由权利要求18-25任意一项所述的电双层电容器用添加剂和支持盐。

27.根据权利要求26所述的电双层电容器，其特征在于，在燃烧中每一公斤的上述电解质至少会释放0.03mol的阻燃物质。

28.根据权利要求26或者27所述的电双层电容器，其特征在于，上述电解质的含量至少20体积％为上述阻燃物质释放化合物。

29.根据权利要求26或者27所述的电双层电容器，其特征在于，上述电解质的含量至少30体积％为上述阻燃物质释放化合物。

30.根据权利要求26或者27所述的电双层电容器，其特征在于，上述电解质含有质子惰性有机溶剂。

31.根据权利要求30所述的电双层电容器，其特征在于，上述质子惰性有机溶剂是环状或者链状酯类化合物或者链状醚类化合物。

32.根据权利要求26或者27所述的电双层电容器，其特征在于，上述电解质含有碳酸丙烯酯以及至少3体积％阻燃物质释放化合物。