CN102738501A - 非水电解质电池和非水电解质、电池组、以及电子设备 - Google Patents

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CN102738501A CN2012101003506A CN201210100350A CN102738501A CN 102738501 A CN102738501 A CN 102738501A CN 2012101003506 A CN2012101003506 A CN 2012101003506A CN 201210100350 A CN201210100350 A CN 201210100350A CN 102738501 A CN102738501 A CN 102738501A
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Abstract

本发明提供了非水电解质电池和非水电解质、电池组、以及电子设备，所述非水电解质电池包括：正极、负极以及含有非水电解液的非水电解质，其中所述非水电解液包含由下列通式(I)表示的化合物，其中，在通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
Figure DDA0000150988360000011

Description

非水电解质电池和非水电解质、电池组、以及电子设备
技术领域
本发明涉及非水电解质电池和非水电解质并且还涉及电池组、电子设备、电动车辆、电力储存装置和电力系统。更详细地，本发明涉及使用含有非水溶剂和电解质盐的非水电解质的非水电解质电池，并且还涉及各自使用非水电解质电池的电池组、电子设备、电动车辆、电力储存装置和电力系统。
背景技术
近年来，便携式电子设备如摄像机一体型VTR(磁带录像机)、移动电话和膝上型PC(个人计算机)已经广泛地普及，并且强烈需要实现其小型化、轻量化以及长寿命。追随其，作为用于电子设备的便携式电源的电池，特别是轻量且从其可获得高能量密度的二次电池的开发被推进。
尤其是，采用锂(Li)的嵌入和脱嵌用于充电和放电反应的所谓的锂离子二次电池被广泛投入实际使用，因为与作为相关领域的非水电解液二次电池的铅电池和镍镉电池相比，可以获得高能量密度。这种锂离子二次电池设置有作为离子传导性介质的电解质以及正极和负极。
用于非水电解液电池的作为液体电解质的非水电解液通常主要由电解质盐和非水溶剂构成。作为非水溶剂的主要成分，使用环状碳酸酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯；链状碳酸酯如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；环状羧酸酯如γ-丁内酯和γ-戊内酯等等。
另外，为了提高这种非水电解液电池的电池特性如负载特性、循环特性和储存特性或者增强在过充电时电池的安全性，已经进行了关于向非水电解液中添加各种添加剂的许多研究。
例如，在日本专利号2697365、JP-A-7-122297和JP-A-2001-57236中，提议了通过向电解液中添加酸酐如苯甲酸酐和邻苯二甲酸酐来提高电池的储存特性。另外，在JP-A-5-198317和JP-A-2002-008718中，提议了通过向电解液中添加苯酞或2-磺基苯甲酸(各自都是邻苯二甲酸酐的类似物)来提高高温储存特性或提高循环特性。
发明内容
近年来，对于实现电池的高性能的需求日益增加，且需要在高水平上实现电池特性如高容量、高温储存特性和循环特性。
因此，期望提供各自能够增强高温储存特性的非水电解质电池和非水电解质，以及还期望提供各自使用非水电解质电池的电池组、电子设备、电动车辆、电力储存装置和电力系统。
本发明的一个实施方式涉及一种非水电解质电池，包含正极、负极和含有非水电解液的非水电解质，其中所述非水电解液包含由下列通式(I)表示的化合物。
Figure BDA0000150988340000021
在通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
本发明的另一个实施方式涉及包含含有由下列通式(I)表示的化合物的非水电解液的非水电解质。
Figure BDA0000150988340000022
在通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
本发明的还另一个实施方式涉及包含本发明实施方式的非水电解质电池的电池组、电子设备、电动车辆、电力储存装置和电力系统。
在本发明的实施方式中，使非水电解液包含由通式(I)表示的化合物。根据此，由于在高温储存时抑制了电极活性物质与非水电解液的副反应，所以可以抑制在高温储存时容量的劣化。
根据本发明的实施方式，可以增强高温储存特性。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施方式的非水电解质电池的构造实例的截面图。
图2是放大地示出了图1中的卷绕电极体的一部分的截面图。
图3是示出了根据本发明实施方式的非水电解质电池的构造实例的分解透视图。
图4是沿图3中的卷绕电极体的I-I线的截面图。
图5是示出了根据本发明实施方式的电池组的构造实例的方块图。
图6是示出了应用于使用本发明实施方式的非水电解质电池的家用电力储存系统的实例的图解视图。
图7是图解示出了采用应用本发明的串联混合系统(串联混合动力系统，series hybrid system)的混合动力车辆(混合车辆，hybrid vehicle)的构造实例的图解视图。
具体实施方式
在下文中通过参考附图对本发明的实施方式进行说明。顺便提及，以下列顺序进行说明。
1.第一实施方式(非水电解质电池的第一实例)
2.第二实施方式(非水电解质电池的第二实例)
3.第三实施方式(非水电解质电池的第三实例)
4.第四实施方式(使用非水电解质电池的电池组的实例)
5.第五实施方式(使用非水电解质电池的电力储存系统等的实例)
6.其他实施方式(变形例)
1.第一实施方式：
(电池的构造)
通过参考图1和图2来描述根据本发明第一实施方式的非水电解质电池。图1示出了根据本发明第一实施方式的非水电解质电池的截面构造。图2放大地示出了图1中所示的卷绕电极体20的一部分。该非水电解质电池是例如能够进行充电和放电的二次电池，且其是例如其中基于作为电极反应物的锂的嵌入和脱嵌表示负极22的容量来表示的锂离子二次电池。
该非水电解质电池是下述电池，其中卷绕电极体20和一对绝缘板12和13主要容纳在基本中空的圆柱形电池壳11的内部中，所述卷绕电极体20具有通过隔膜23层压且卷绕在其中的正极21和负极22。将使用这种圆柱形电池壳11的电池结构称为圆柱型。
(正极)
正极21是例如其中在具有一对面的正极集电体21A的两个表面上设置正极活性物质层21B的电极。然而，所述正极活性物质层21B可以设置在所述正极集电体21A的仅一个表面上。
所述正极集电体21A例如由金属材料如铝、镍和不锈钢构成。
所述正极活性物质层21B包含作为正极活性物质的一种或两种以上能够嵌入和脱嵌锂的正极材料且可还根据需要包含其他材料如粘合剂和导电剂。
作为能够嵌入和脱嵌锂的正极材料，含锂化合物如氧化锂、磷酸锂、硫化锂和含锂的嵌入化合物是合适的。可以使用它们的两种以上的混合物。为了提高能量密度，含有锂、过渡金属元素和氧(O)的含锂化合物是优选的。这种含锂化合物的实例包括具有由下列式(1)表示的层状岩盐结构的锂复合氧化物；和具有由下列式(2)表示的橄榄石型结构的锂复合磷酸盐。作为含锂化合物，含有选自由下述组成的组中的至少一种成员作为过渡金属元素的化合物是更优选的：钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)和铁(Fe)。这种含锂化合物的实例包括具有由下列式(3)、(4)或(5)表示的层状岩盐型结构的锂复合氧化物；具有由下列式(6)表示的尖晶石型结构的锂复合氧化物；以及具有由下列式(7)表示的橄榄石型结构的锂复合磷酸盐。其具体实例包括LiNi0.50Co0.20Mn0.30O2，LiaCoO2 LibNiO2
Figure BDA0000150988340000052
Lic1Nic2Co1-c2O2(
Figure BDA0000150988340000053
0＜c2＜1)，LidMn2O4
Figure BDA0000150988340000054
以及LieFePO4
Figure BDA0000150988340000055
LipNi(1-q-r)MnqM1rO(2-y)Xz    (1)
在式(1)中，M1表示选自由镍(Ni)和锰(Mn)以外的第2至15族元素组成的组中的至少一个成员；X表示选自由氧(O)以外的第16和17族元素组成的组中的至少一种成员；且p，q，r，y和z分别是落在下述范围内的值：0≤p≤1.5，0≤q≤1.0，0≤r≤1.0，-0.10≤y≤0.20和0≤z≤0.2。
LiaM2bPO4    (2)
在式(2)中，M2表示选自由第2至15族元素组成的组中的至少一个成员；且a和b是分别落在下述范围内的值：0≤a≤2.0和0.5≤b≤2.0。
LifMn(1-g-h)NigM3hO(2-j)Fk    (3)
在式(3)中，M3表示选自由下述组成的组中的至少一个成员：钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)；且f，g，h，j和k是分别落在下述范围内的值：0.8≤f≤1.2，0＜g＜0.5，0≤h≤0.5，(g+h)＜1，-0.1≤j≤0.2和0≤k≤0.1。顺便提及，锂的组成根据充电和放电状态而变化；且f的值表示完全放电状态中的值。
LimNi(1-n)M4nO(2-p)Fq    (4)
在式(4)中，M4表示选自由下述组成的组中的至少一种成员：钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)；且m，n，p和q分别表示落在下述范围内的值：0.8≤m≤1.2，0.005≤n≤0.5，-0.1≤p≤0.2和0≤q≤0.1。顺便提及，锂的组成根据充电和放电状态而变化，且m的值表示完全放电状态中的值。
LirCo(1-s)M5sO(2-t)Fu    (5)
在式(5)中，M5表示选自由下述组成的组中的至少一种成员：镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)；且r，s，t和u分别表示落在下述范围内的值：0.8≤r≤1.2，0≤s＜0.5，-0.1≤t≤0.2和0≤u≤0.1。顺便提及，锂的组成根据充电和放电状态而变化，且r的值表示完全放电状态中的值。
LivMn2-wM6wOxFy    (6)
在式(6)中，M6表示选自由下述组成的组中的至少一种成员：钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)；且v，w，x和y分别表示落在下述范围内的值：0.9≤v≤1.1，0≤w≤0.6，3.7≤x≤4.1和0≤y≤0.1。顺便提及，锂的组成根据充电和放电状态而变化，且v的值表示完全放电状态中的值。
LizM7PO4    (7)
在式(7)中，M7表示选自由下述组成的组中的至少一种成员：钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)和锆(Zr)；且z表示落在0.9≤z≤1.1的范围内的值。顺便提及，锂的组成根据充电和放电状态而变化，且z的值表示完全放电状态中的值。
除了上述正极材料之外，还可以列举无锂无机化合物如MnO2、V2O5、V6O13、NiS和MoS作为能够嵌入和脱嵌锂的正极材料。
能够嵌入和脱嵌锂的正极材料还可以是除了上述材料以外的材料。另外，可以以任意组合混合两种以上上面列举的正极材料。
粘合剂的实例包括合成橡胶如苯乙烯丁二烯基橡胶、氟基橡胶和乙烯丙烯二烯基橡胶；和聚合物材料如聚偏氟乙烯。这些材料可以单独使用或以其多种的混合物使用。
导电剂的实例包括碳材料如石墨和碳黑。这些材料可单独使用或以其多种的混合物使用。顺便提及，所述导电剂可以是金属材料、导电聚合物等，只要其是具有导电性的材料即可。
(负极)
负极22是例如其中在具有一对面的负极集电体22A的两个表面上设置负极活性物质层22B的电极。然而，所述负极活性物质层22B可以设置在所述负极集电体22A的仅一个表面上。
所述负极集电体22A例如由金属材料如铜、镍和不锈钢构成。
所述负极活性物质层22B包含作为负极活性物质的一种或两种以上能够嵌入和脱嵌锂的负极材料，且还可以根据需要包含其他材料如粘合剂和导电剂。在该负极活性物质层22B中，为了防止在充放电时不期望地发生锂金属的沉积，优选的是，负极材料的可充电容量大于正极21的放电容量。顺便提及，作为粘合剂和导电剂，可以分别使用与对于正极所述的材料相同的材料。
能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的实例包括碳材料。这种碳材料的实例包括人造石墨如难石墨化碳、易石墨化碳和MCMB(中间相碳微球)、天然石墨、热解碳、焦炭、石墨、玻璃碳、有机高分子化合物烧成材料、炭黑、碳纤维和活性炭。其中，焦炭的实例包括沥青焦、针状焦和石油焦。本文中所指的有机高分子化合物烧成材料是通过在合适的温度下将聚合物材料如酚醛树脂和呋喃树脂烧成经由碳化而获得的材料，且其一部分是分类为难石墨化碳或易石墨化碳的材料。
除了上述碳材料之外，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的实例还包括能够嵌入和脱嵌锂且包含选自由金属元素和半金属元素组成的组中的至少一个成员作为构成元素的材料。这是因为可以获得高能量密度。这种负极材料可以是金属元素或半金属元素的单质、合金或化合物。此外，可以使用在其至少一部分中具有一种或两种以上相的材料。顺便提及，本发明中所指的“合金”除了包括由两种以上金属元素构成的合金之外，还包括包含一种以上金属元素和一种以上半金属元素的合金。另外，“合金”可包含非金属元素。其结构的实例包括固溶体、低共熔体(低共熔混合物)、金属间化合物、以及其中其两种以上共存的材料。
金属元素或半金属元素的实例包括能够与锂一起形成合金的金属元素或半金属元素。其具体实例包括镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。其中，选自硅和锡的至少一个成员是优选的，且硅是更优选的。这是因为，硅和锡具有大的嵌入和脱嵌锂的能力，从而使得可以获得高能量密度。
包含选自硅和锡中的至少一种成员的负极材料的实例包括硅的单质、合金或化合物；锡的单质、合金或化合物；以及在其至少一部分中具有一种或两种以上相的材料。
硅的合金的实例包括包含选自由下述组成的组中的至少一种成员作为除了硅之外的第二构成元素的合金：锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。锡的合金的实例包括包含选自由下述组成的组中的至少一种成员作为除了锡(Sn)之外的第二构成元素的合金：硅(Si)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。
锡的化合物或硅的化合物的实例包括包含氧(O)或碳(C)的化合物，并且除了锡(Sn)或硅(Si)之外，这些化合物还可以包含上述第二构成元素。
特别地，作为包含选自硅(Si)和锡(Sn)中的至少一种成员的负极材料，例如，包含锡(Sn)作为第一构成元素且除了该锡(Sn)之外还包含第二构成元素和第三构成元素的材料是优选的。当然，这种负极材料可以与上述负极材料一起使用。第二构成元素是选自由下述组成的组中的至少一种成员：钴(Co)、铁(Fe)、镁(Mg)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、银(Ag)、铟(In)、铈(Ce)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铋(Bi)和硅(Si)。第三构成元素是选自由下述组成的组中的至少一种成员：硼(B)、碳(C)、铝(Al)和磷(P)。这是因为当包含第二构成元素和第三构成元素时，增强了循环特性。
尤其是，负极材料优选是包含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)作为构成元素并且碳(C)的含量在9.9质量％以上且不大于29.7质量％的范围内，且钴(Co)与锡(Sn)和钴(Co)的总和的比例(Co/(Sn+Co))在30质量％以上且不大于70质量％的范围内的含SnCoC的材料。这是因为，在上述组成范围内，不仅可以获得高能量密度，而且可以获得优异的循环特性。
该含SnCoC的材料还可以根据需要包含其他构成元素。作为其他构成元素，例如，硅(Si)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、铌(Nb)、锗(Ge)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、磷(P)、镓(Ga)和铋(Bi)是优选的。所述含SnCoC的材料可以包含这些元素中的两种以上。这是因为，更多增强了容量特性或循环特性。
顺便提及，所述含SnCoC的材料具有包含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)的相，且优选的是，该相具有低结晶性结构或无定形结构。另外，在所述含SnCoC的材料中，优选的是，作为构成元素的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。这是因为，尽管可以认为由于锡(Sn)等的聚集或结晶而造成了循环特性的下降，但是当将碳与其他元素结合时，抑制了这种聚集或结晶。
用于检查元素的结合状态的测量方法的实例包括X射线光电子能谱(XPS)。在该XPS中，只要涉及石墨，则在能量校准装置中在284.5eV处出现碳的1s轨道(C1s)的峰，使得在84.0eV处获得金原子的4f轨道(Au4f)的峰。另外，只要涉及表面污染碳，则在284.8eV处出现碳的1s轨道(C1s)的峰。相反，在其中碳元素的电荷密度高的情况下，例如，在其中将碳结合至金属元素或半金属元素的情况下，在低于284.5eV的区域中出现C1s的峰。即，在低于284.5eV的区域中出现关于含SnCoC的材料获得的C1s的合成波的峰的情况下，在含SnCoC的材料中包含的碳(C)的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。
顺便提及，在XPS测量中，例如，将C1s的峰用于校正谱的能量轴。通常，由于在表面上存在表面污染碳，所以将表面污染碳的C1s的峰固定在284.8eV，且将该峰用作能量参考。在XPS测量中，由于以包含表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中的碳的峰的形式获得C1s的峰的波形，因此，通过使用例如商购可获得的软件程序进行分析而将表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中碳的峰相互分离。在波形分析中，将在最小结合能侧存在的主峰的位置用作能量基准(284.8eV)。
另外，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的实例包括各自能够嵌入和脱嵌锂的金属氧化物和高分子化合物。金属氧化物的实例包括氧化铁、氧化钌和氧化钼；且高分子化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。
顺便提及，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料还可以是除了上述材料以外的材料。另外，可以以任意组合混合两种以上上面列举的负极材料。
负极活性物质22B可以例如通过气相法、液相法、喷涂法、烧成法或涂布法，或者这些方法的两种以上的组合方法中的任一种而形成。在其中负极活性物质层22B通过采用气相法、液相法、喷涂法、或烧成法或者这些方法的两种以上的组合方法而形成的情况下，优选的是，负极活性物质层22B和负极集电体22A在其间的界面的至少一部分上合金化。具体地，优选的是，在界面上，负极集电体22A的构成元素扩散到负极活性物质层22B中，负极活性物质层22B的构成元素扩散到负极集电体22A中，或者这些构成元素彼此相互扩散。这是因为，不仅能够抑制由于伴随充电和放电的负极活性物质层22B的膨胀和收缩造成的断裂，而且能够增强负极活性物质层22B和负极集电体22A之间的电子传导性。
顺便提及，气相法的实例包括物理沉积法和化学沉积法，具体地，真空蒸发法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积(CVD)法和等离子体化学气相沉积法。作为液相法，可以采用已知的技术如电镀和无电电镀(化学镀，non-electrolytic plating)。本文中所指的烧成法是例如下述方法：其中在将粒状负极活性物质与粘合剂等混合之后，将混合物分散在溶剂中并涂布，然后在高于粘合剂等的熔点的温度下对涂布材料进行热处理。关于烧成法，也可以利用已知的技术，且其实例包括大气烧成法、反应烧成法和热压烧成法。
(隔膜)
隔膜23将正极21和负极22相互隔开，并使得可以在防止由于两个电极之间的接触所造成的电流短路的同时使锂离子通过。该隔膜23由例如由合成树脂如聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯制成的多孔膜；由陶瓷制成的多孔膜等构成，且还可以使用两种以上这些多孔膜的层压体。该隔膜23浸渍有作为液体电解质的电解液。
(电解液)
电解液包含溶剂、溶解于该溶剂中的电解质盐和由下列通式(I)表示的化合物。该电解液是液体电解质且是例如在非水溶剂中具有电解质盐的非水电解液。
Figure BDA0000150988340000111
在通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
由通式(I)表示的化合物是其中通式(I)的化合物的母体化合物(其中R1至R4全部都是氢原子的通式(I)的化合物)的至少一个氢被具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团(为了便于说明，有时在下文中将该基团称作“取代基R”)取代的化合物。
根据本发明的实施方式，通过使电解液包含由通式(I)表示的化合物，由于在高温储存时抑制了电极活性物质和电解液的副反应，所以可以抑制在高温储存时容量的劣化。
可以认为，由于在初始充电时，通式(I)的化合物具有的取代基R和母体化合物一起分解的事实，引起了向电解液中添加通式(I)的化合物的情况中的效果，由此在负极上产生的SEI(固体电解质界面)采取稳定结构。
据推测，酸酐衍生物(通式(I)的化合物)发生分解(更详细地，通式(I)的化合物的除了取代基R之外的部分(segment)相对于取代基R具有的不饱和键分解优先发生分解)并吸附到负极表面上，此外，具有不饱和键的取代基(取代基R)发生聚合，由此形成牢固的SEI，且可以认为，可以抑制在高温下储存电池的情况中的副反应。顺便提及，详细地，如将在“实施例”中所述，考虑到即使当将与取代基R类似的化合物和无取代基的母体化合物混合并包含在非水电解质中时，也不能获得与在包含由通式(I)表示的化合物的情况下相同程度的效果，推测如通式(I)所表示的，将取代基R与通式(I)的母体化合物相互连接的情况是重要因素。
在通式(I)中，具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团(取代基R)优选为具有含有至少一个芳环和位于其末端以外的位置处的至少一个不饱和键的烃基的基团。这是因为，在相对于母体化合物不饱和键位于取代基R的末端的情况下，不饱和键的分解优先发生，从而使得效果倾向于变小。
更具体地，取代基R的实例包括由下列通式(II)至(III)表示的取代基。
Figure BDA0000150988340000131
在下面描述通式(II)和(III)中的R5、R6、R7、X和*。
在通式(III)中的R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基。在通式(II)和(III)中的R7表示与芳环结合的取代基。R7的实例包括HO-、F-、CH3-、CF3-、C6H5-、C6H4F-、CN-、CH3O-、HOC(＝O)-、CH3OC(＝O)-、CH3C(＝O)O-、CH3OC(＝O)O-、HS-、CH3S-、CH3S(＝O)-、CH3S(＝O)3-、CH3S(＝O)2O-、CH3OS(＝O)2-、CH3OS(＝O)2O-、(CH3O)2P(＝O)O-、(CH3O)2BO-、(CH3)2NC(＝O)-、CH3C(＝O)N(CH3)-和(HO)C(CF3)2C6H5-。
在通式(II)和(III)中的X表示在具有与芳环结合的不饱和键的基团和母体化合物之间的连接基团。具体地，X是例如具有选自由下述组成的组的取代基的有机基团：烷基(-CnHm-(n和m各自表示整数)，其可以包含苯基或不饱和键)、氧基(-O-)、羰基(-C(＝O)-))、碳酸酯基(-OC(＝O)O-)、硫基(sulfide group)(-S-)、亚磺酰基(sulfinyl group)(-S(＝O)-)、磺酰基(-S(＝O)2-)、磺酰氧基(-OS(＝O)2-)、亚硫酸酯基(sulfitegroup)(-OS(＝O)O-)、硫酸酯基(-OS(＝O)2O-)和磷酸酯基(-O(HO)P(＝O)O-)。顺便提及，该有机基团可以包含多个上述取代基。在通式(II)和(III)中的*标记表示与通式(I)的母体化合物连接的点。
由通式(II)表示的取代基的具体实例包括下列取代基A至O的取代基组，且这些取代基是优选的。顺便提及，式中的*标记表示与母体化合物连接的点。
Figure BDA0000150988340000141
Figure BDA0000150988340000151
由通式(III)表示的取代基的具体实例包括下列取代基A′至O′的取代基组。
Figure BDA0000150988340000161
Figure BDA0000150988340000171
由通式(I)表示的化合物的母体化合物的具体实例包括邻苯二甲酸酐、苯酞、2-磺基苯甲酸、α-羟基邻甲苯磺酸γ-砜和苯-1，2-二磺酸酐。作为这种母体化合物的衍生物的由通式(I)表示的化合物的具体实例包括由下列通式(I-1)至(I-5)表示的化合物。
在通式(I-1)至(I-5)中的R1至R4与通式(I)中的R1至R4同义。即，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团。
上述化合物的使用形式不特别限于电解液的组成或正极和负极的种类。另外，即使当向电解液中添加除了上述化合物以外的电解液添加剂时，也未损害由于使得在电解液中包含上述化合物的事实所造成的效果。例如，当将上述通式(I)的化合物与后述的不饱和碳酸酯或卤代碳酸酯一起使用时，除了由于使得包含不饱和碳酸酯或卤代碳酸酯的事实所造成的效果之外，可以另外获得由于使得包含上述化合物的事实所造成的效果。
(含量)
从获得更优异的效果的观点来看，该化合物的含量优选为0.01质量％以上且不大于5.0质量％，更优选0.01质量％以上且不大于1.0质量％。
(溶剂)
溶剂的实例包括非水溶剂如碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、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、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，3-二噁烷、1，4-二噁烷、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′-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲亚砜。
这些列举的溶剂可以单独使用或者可以以其两种以上的混合物合适地组合和使用。在这些溶剂中，选自由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯组成的组中的至少一种成员是优选的。在那种情况下，高粘度(高介电常数)溶剂(例如，比介电常数ε≥30)如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与低粘度溶剂(例如粘度≤1mPa·s)如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的组合是更优选的。这是因为，提高了电解质盐的离解性能和离子的迁移率。
(不饱和或卤代的碳酸酯)
优选的是，电解液包含卤代碳酸酯或不饱和碳酸酯连同由通式(I)表示的化合物。
(卤代碳酸酯)
卤代碳酸酯是含卤素的碳酸酯。考虑到电解液包含卤代碳酸酯的事实，在电极反应时在电极的表面上形成稳定的保护膜，从而抑制了电解液的分解反应。这种卤代碳酸酯的实例包括由下列通式(IV)表示的卤代链状碳酸酯和由下列通式(V)表示的卤代环状碳酸酯。
Figure BDA0000150988340000201
在通式(IV)中，R11至R16各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基或卤代烷基，条件是R11至R16中的至少一个是卤素原子或卤代烷基。
在通式(V)中，R17至R20各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基或卤代烷基，条件是R17至R20中的至少一个是卤素原子或卤代烷基。
由通式(IV)表示的卤代链状碳酸酯的具体实例包括碳酸氟甲基酯(FDMC)和碳酸双(氟甲基)酯(DFDMC)。
由通式(V)表示的卤代环状碳酸酯的具体实例包括4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮(FEC)和4，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮(DFEC)。
(不饱和碳酸酯)
不饱和碳酸酯是含不饱和键的碳酸酯。考虑到电解液包含不饱和碳酸酯的事实，在电极反应时在电极表面上形成稳定的保护膜，从而抑制了电解液的分解反应。这种不饱和碳酸酯的实例包括由下列通式(VI)至(VIII)表示的不饱和环状碳酸酯。
Figure BDA0000150988340000203
在通式(VI)中，R21和R22各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基或卤代烷基。
Figure BDA0000150988340000211
在通式(VII)中，R23至R26各自独立地表示氢原子、烷基、乙烯基或烯丙基，条件是R23至R26中的至少一个是乙烯基或烯丙基。
Figure BDA0000150988340000212
在通式(VIII)中，R27表示亚烷基。
由通式(VI)表示的不饱和环状碳酸酯是碳酸亚乙烯酯基化合物(vinylene carbonate based compound)。这种碳酸亚乙烯酯基化合物的实例包括碳酸亚乙烯酯、碳酸甲基亚乙烯酯和碳酸乙基亚乙烯酯。另外，其实例包括4，5-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4，5-二乙基-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4-氟-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮和4-三氟甲基-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮。其中，碳酸亚乙烯酯是优选的。这是因为，不仅这种材料容易获得，而且可以获得高效果。
由通式(VII)表示的不饱和环状碳酸酯是碳酸亚乙烯基亚乙酯基化合物(vinylene ethylene carbonate based compound)。这种碳酸亚乙烯基亚乙酯基化合物的实例包括碳酸乙烯基亚乙酯、4-甲基-4-乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮或4-乙基-4-乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮。另外，其实例包括4-正丙基-4-乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮、5-甲基-4-乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮或4，5-二乙烯基-1，3-二氧戊环-2-酮。其中，碳酸乙烯基亚乙酯是优选的。这是因为，不仅这种材料容易获得，而且可以获得高效果。当然，关于R23至R26，它们全部可以是乙烯基或烯丙基，或者可以将乙烯基和烯丙基混合在一起。
由通式(VIII)表示的不饱和环状碳酸酯是碳酸亚甲基亚乙酯基化合物(methylene ethylene carbonate based compound)。这种碳酸亚甲基亚乙酯基化合物的实例包括4-亚甲基-1，3-二氧戊环-2-酮，4，4-二甲基-5-亚甲基-1，3-二氧戊环-2-酮或4，4-二乙基-5-亚甲基-1，3-二氧戊环-2-酮。除了具有一个亚甲基的化合物(由通式(VIII)表示的化合物)之外，这种碳酸亚甲基亚乙酯基化合物还可以是具有两个亚甲基的化合物。
顺便提及，不饱和碳酸酯可以是具有苯环的邻苯二酚碳酸酯等。
(电解质盐)
作为电解质盐，例如，可以使用轻金属盐如锂盐的一种或两种以上。
锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)和溴化锂(LiBr)。顺便提及，可以将这些列举的电解质盐适当地组合和使用。
(电池的制造方法)
这种非水电解质电池例如通过下列制造方法制造。
(正极的制造)
首先，制造正极21。首先将正极活性物质、粘合剂和导电剂混合以形成正极混合物，然后，将所述正极混合物分散在有机溶剂中而以糊膏形式形成正极混合物浆料。随后，通过刮刀、刮条涂布机等将所述正极混合物浆料均匀地涂布在正极集电体21A的两个表面上，然后进行干燥。最后，在根据需要进行加热的同时，通过辊压机等对所述涂层进行压缩成型，由此形成正极活性物质层21B。在那种情况下，可以重复进行压缩成型多次。
(负极的制造)
然后，制造负极22。首先将负极材料和粘合剂以及可选的导电剂混合以形成负极混合物，然后，将所述负极混合物分散在有机溶剂中而以糊膏形式形成负极混合物浆料。随后，通过刮刀、刮条涂布机等将所述负极混合物浆料均匀地涂布在负极集电体22A的两个表面上，然后进行干燥。最后，在根据需要进行加热的同时，通过辊压机等对所述涂层进行压缩成型，由此形成负极活性物质层22B。
顺便提及，还可以以下列方式制造负极22。首先制备由电解铜箔等制成的负极集电体22A，然后通过气相法如气相沉积法将负极材料沉积在负极集电体22A的两个表面上，由此形成多个负极活性物质颗粒。之后，如果需要，通过液相法如液相沉积法形成含氧化物的膜，或者通过液相法如电镀法形成金属材料，或者形成两者，由此形成负极活性物质层22B。
(电池的组装)
以下列方式进行非水电解质电池的组装。首先，通过焊接等将正极引线25安装在正极集电体21A中，并且也通过焊接等将负极引线26安装在负极集电体22A中。随后，经由隔膜23对正极21和负极22进行层压并卷绕以制造卷绕电极体20，然后，将中心销24插入到其卷绕中心中。随后，在插入到一对绝缘板12和13之间的同时将卷绕电极体20容纳在电池壳11的内部中；并且将正极引线25的尖端部(tip portion)焊接至安全阀机构15，而将负极引线26的尖端部焊接至电池壳11。
随后，将上述电解液注入到电池壳11的内部，并浸渍在隔膜23中。最后，在通过垫圈17嵌塞后将电池盖14、安全阀机构15和正温度系数装置16固定到电池壳11的开口端部。由此完成图1和图2中所示的非水电解质电池。
2.第二实施方式：
(电池的构造)
对根据本发明第二实施方式的非水电解质电池进行说明。图3示出了根据本发明第二实施方式的非水电解质电池的分解透视构造；而图4放大地示出了沿图3中所示的卷绕电极体30的I-I线的截面。
该非水电解质电池主要是这样的非水电解质电池，其中将在其中安装有正极引线31和负极引线32的卷绕电极体30容纳在膜状包装件40的内部中。将使用该膜状包装件40的电池结构称作层压膜型。
正极引线31和负极引线32各自在例如相同的方向上从包装件40的内部朝向外部引出。正极引线31例如由金属材料如铝构成，而负极引线32例如由金属材料如铜、镍和不锈钢构成。这种金属材料例如以薄板状态或网络状态形成。
所述包装件40例如由通过以该次序粘着尼龙膜、铝箔和聚乙烯膜而获得的铝层压膜构成。例如，该包装件40具有其中以使得聚乙烯膜与卷绕电极体30相对布置的方式，通过熔合或利用粘合剂使两个矩形铝层压膜的相应外边缘相互粘附的结构。
为了防止发生外部空气侵入的目的，将接触膜41插入到包装件40与正极引线31和负极引线32的每一个之间。该接触膜41由对于正极引线31和负极引线32的每一个具有粘附性的材料构成。这种材料的实例包括聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。
顺便提及，包装件40还可以由具有其他层压结构的层压膜构成，或者由聚合物膜如聚丙烯或金属膜代替上述铝层压膜构成。
图4是沿图3中的卷绕电极体30的I-I线的截面构造。这种卷绕电极体30是通过经由隔膜35和电解质36对正极33和负极34进行层压并对层压体进行卷绕而制备的卷绕电极体，且通过保护带37来保护其最外周部。
正极33是例如其中正极活性物质层33B设置在正极集电体33A的两个表面上的正极。负极34是例如其中负极活性物质层34B设置在负极集电体34A的两个表面上的负极，且负极活性物质层34B与正极活性物质层33B相对布置。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A、负极活性物质层34B和隔膜35的构造分别与第一实施方式中的正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A、负极活性物质层22B和隔膜23的构造相同。
电解质36是以所谓的凝胶状的电解质，其包含与上述第一实施方式中相同的电解液和用于将电解液保持在其中的高分子化合物(聚合物化合物，polymer compound)。以凝胶状的电解质是优选的，因为不仅可以获得高离子传导率(例如，在室温下为1mS/cm以上)，而且防止发生液体泄漏。
高分子化合物的实例包括：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚苯乙烯和聚碳酸酯。这些材料可以单独使用或以其多种的混合物使用。其中，聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯和聚环氧乙烷是优选的，因为这些材料是电化学稳定的。
(电池的制造方法)
这种非水电解质电池例如通过下列三种制造方法中的任一种制造(第一至第三制造方法)。
(第一制造方法)
在第一制造方法中，首先，例如，通过与根据上述第一实施方式的正极21和负极22相同的制造程序在正极集电体33A的两个表面上形成正极活性物质层33B，由此制造正极33。另外，在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B，由此制造负极34。
随后，制备包含与上述第一实施方式中相同的电解液、高分子化合物和溶剂的前体溶液，并将其涂布在正极33和负极34的每一个上，然后将溶剂蒸发以形成凝胶状电解质36。随后，将正极引线31安装在正极集电体33A中，并且也将负极引线32安装在负极集电体34A中。
随后，通过隔膜35将各自在其中形成有电解质36的正极33和负极34进行层压，然后以其纵向方向对层压体进行卷绕，并使保护带37粘附至其最外周部，由此制造卷绕电极体30。最后，例如，将卷绕电极体30插入到两个膜状包装件40之间，并通过热熔合等使包装件40的外边缘相互粘附，由此将卷绕电极体30密封在其中。在那种情况下，将接触膜41插入到正极引线31和负极引线32的每一个与包装件40之间。由此完成了图3和图4中所示的非水电解质电池。
(第二制造方法)
在第二制造方法中，首先，将正极引线31安装在正极33中，并且也将负极引线32安装在负极34中。随后，通过隔膜35对正极33和负极34进行层压并卷绕，然后使保护带37粘附至所得层压体的最外周部，由此制造用作卷绕电极体30的前体的卷绕体。
随后，将所述卷绕体插入到两个膜状包装件40之间，并通过热熔合等将除了一边之外的外缘部(outer edge)相互粘合，由此将电极体容纳在袋状包装件40的内部中。随后，制备包含根据第一实施方式的电解液、作为高分子化合物的原料的单体、和聚合引发剂以及可选的其他材料如聚合抑制剂的电解质组成，并将其注入到袋状包装件40的内部中。之后，通过热熔合等将所述包装件40的开口密闭地密封。最后，将所述单体热聚合以形成高分子化合物，由此形成凝胶状电解质36。由此完成了图3和图4中所示的非水电解质电池。
(第三制造方法)
在第三制造方法中，首先，以与上述第二制造方法相同的方式形成卷绕体并将其容纳在袋状包装件40的内部中，不同之处在于，使用在其两个表面上形成有高分子化合物的隔膜35。
涂布在该隔膜35上的高分子化合物的实例包括由偏氟乙烯作为成分构成的聚合物，即均聚物、共聚物、多元共聚物等。其具体实例包括聚偏氟乙烯；由偏氟乙烯和六氟丙烯作为成分构成的二元共聚物；以及由偏氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯作为成分构成的三元共聚物。
顺便提及，高分子化合物可以包含与由偏氟乙烯作为成分构成的上述聚合物一起的一种或两种以上其他高分子化合物。随后，制备根据第一实施方式的电解液并将其注入到包装件40的内部中，然后通过热熔合等将包装件40的开口密闭地密封。最后，在对包装件40添加重物的同时，在加热时通过高分子化合物使隔膜35与正极33和负极34中的每一个紧密接触。根据此，将电解液浸渍到高分子化合物中，并使高分子化合物凝胶化以形成电解质36。由此完成了图3和图4中所示的非水电解质电池。
3.第三实施方式：
对根据本发明第三实施方式的非水电解质电池进行描述。根据本发明第三实施方式的非水电解质电池与根据第二实施方式的非水电解质电池相同，不同之处在于，原样使用电解液代替保持在高分子化合物上的电解液(电解质36)。因此，在下面集中在与第二实施方式中不同的要点上详细描述其构造。
(电池的构造)
在根据本发明第三实施方式的非水电解质电池中，使用电解液代替凝胶状电解质36。因此，卷绕电极体30具有其中省略了电解质36的构造，且将与第一实施方式中相同的电解液浸渍在隔膜35中。
(电池的制造方法)
这种非水电解质电池例如以下列方式制造。
首先，例如，将正极活性物质、粘合剂和导电剂混合以制备正极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备正极混合物浆料。随后，将该正极混合物浆料涂布在正极集电体33A的两个表面上，干燥，然后压缩成型以形成正极活性物质层33B，由此制造正极33。随后，例如，通过例如超声焊接、点焊等将正极引线31接合至正极集电体33A。
另外，例如，将负极材料和粘合剂混合以制备负极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备负极混合物浆料。随后，将该负极混合物浆料涂布在负极集电体34A的两个表面上，干燥，然后压缩成型以形成负极活性物质层34B，由此制造负极34。随后，例如，通过例如超声焊接、点焊等将负极引线32接合至负极集电体34A。
随后，通过隔膜35将正极33和负极34卷绕并插入在包装件40的内部中，然后将与第一实施方式中相同的电解液注入到包装件40的内部中，接着将包装件40密闭地密封。由此获得了图3和图4中所示的非水电解质电池。
4.第四实施方式：
(电池组的实例)
图5是示出了在将本发明实施方式的非水电解质电池(在下文中适当称作“二次电池”)应用于电池组的情况中的电路构造的实例的方块图。所述电池组包括组装电池301、包装、设置有充电控制开关(charge controlswitch)302a和放电控制开关(discharge control switch)303a的开关部件304、电流检测电阻器(current detection resistor)307、温度检测装置(temperature detection device)308和控制部件310。
另外，所述电池组包括正极端子321和负极端子322，且在充电时，所述正极端子321和所述负极端子322分别与电池充电器的正极端子和负极端子连接，由此进行充电。另外，在使用电子设备时，所述正极端子321和所述负极端子322分别与电子设备的正极端子和负极端子连接，由此进行放电。
在组装电池301中，多个二次电池301a串联和/或并联连接。该二次电池301a是本发明实施方式的二次电池。顺便提及，在图5中，尽管六个二次电池301a相互连接的情况，示出了两个并联且三个串联(2P3S)，但是除此之外，还可以采用任何连接方法如n个并联且m个串联(n和m各自是整数)。
开关部件304包括充电控制开关302a和二极管302b以及还包括放电控制开关303a和二极管303b，且由控制部件310控制。所述二极管302b具有对于在从正极端子321到组装电池301的方向上流动的充电电流为反向且对于在从负极端子322到组装电池301的方向上流动的放电电流为正向的极性。所述二极管303b具有对于充电电流为正向且对于放电电流为反向的极性。顺便提及，在本实例中，尽管开关部件设置在“+”侧，但是其也可以设置在“-”侧。
在其中电池电压变为过充电检测电压的情况下，以使得充电电流不流入到组装电池301的电流通路中的方式，通过充电和放电控制部件将充电控制开关302a关闭并控制。在将充电控制开关302a关闭之后，变得可以仅通过二极管302b来进行放电。另外，在充电时流动大电流的情况下，以使得中断流入到组装电池301的电流通路中的充电电流的方式，通过控制部件310将充电控制开关302a关闭并控制。
在其中电池电压变为过放电检测电压的情况下，以使得放电电流不流入到组装电池301的电流通路中的方式，通过控制部件310将放电控制开关303a关闭并控制。在将放电控制开关303a关闭之后，变得可以仅通过二极管303b来进行充电。另外，在放电时流动大电流的情况下，以使得中断流入到组装电池301的电流通路中的放电电流的方式，通过控制部件310将放电控制开关303a关闭并控制。
温度检测装置308是例如热敏电阻(thermistor)且设置在组装电池301的附近中，并且其测量组装电池301的温度并将测得的温度提供至控制部件310。电压检测部件311测量组装电池301和构成组装电池301的各个二次电池301a的电压，且其对该测量电压进行A/D转化并将转化的电压提供至控制部件310。电流测量部件313通过使用电流检测电阻器307测量电流并将该测得的电流提供至控制部件310。
开关控制部件314基于分别由电压检测部件311和电流测量部件313输入的电压和电流来控制开关部件304的充电控制开关302a和放电控制开关303a。当二次电池301a的任一个的电压变得不超过过充电检测电压或过放电检测电压或者突然流动大电流时，开关控制部件314对开关部件304发送控制信号，由此防止发生过充电或过放电，或者过电流充电和放电。
在此，例如，在其中二次电池为锂离子二次电池的情况下，将过充电检测电压例如确定为4.20V±0.05V，并将过放电检测电压例如确定为2.4V±0.1V。
作为充电和放电开关，可以使用半导体开关例如MOSFET等。在那种情况下，MOSFET的寄生二极管起到二极管302b和303b的作用。在其中将P通道型FET用作充电和放电开关的情况下，开关控制部件314分别对充电控制开关302a和放电控制开关303a的各个栅极供应控制信号DO和CO。在P通道型的情况下，通过比源电位(源电压，source potential)低规定值以上的栅极电位将充电控制开关302a和放电控制开关303a打开。即，在通常的充电和放电操作中，在将控制信号CO和DO看作低水平的同时将充电控制开关302a和放电控制开关303a转到打开(ON)状态。
然后，例如，在过充电或过放电时，在将控制信号CO和DO看作高水平的同时将充电控制开关302a和放电控制开关303a转到关闭(OFF)状态。
存储器317由RAM或ROM构成且例如由作为非易失性存储器的EPROM(可擦可编程只读存储器)等构成。所述存储器317预先储存由控制部件310计算的数值、在制造步骤阶段测量的处于初始状态的各个二次电池301a的内部电池电阻值等。另外，可以合适地实现重写。另外，通过使存储器317可以储存二次电池301a的完全充电容量，存储器317能够与控制部件310一起计算例如残余容量。
在温度检测部件318中，使用温度检测装置308测量温度，由此在异常发热时进行充电和放电控制或者在计算残余容量时进行校正。
5.第五实施方式：
可以将上述非水电解质电池和使用其的电池组安装在设备例如电子设备、电动车辆、电力储存装置等或者用于对这些设备供应电力。
电子设备的实例包括膝上型个人计算机、PDA(个人数字助理)、移动电话、无绳电话听筒、视频摄影机(video movie camera)、数码照相机、电子书、电子字典、音乐播放器、收音机、头戴受话器、游戏机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、电冰箱、空调、电视接收机、立体声系统、热水器、微波炉、洗碟机、洗衣机、干燥器、照明器、玩具、医疗设备、机器人、路调器(road conditioner)和信号器。
另外，电动车辆的实例包括铁路车辆、高尔夫球车(golf cart)、电动车(electric cart)和电车(electric car)(包括混合动力车)，且将上述非水电解质电池和使用其的电池组用作用于这些电动车辆的驱动电源或辅助电源(auxiliary power source)。
电力储存装置的实例包括用于包括房屋或发电设施的建筑物的电力储存用电源。
在上述应用例中，在下面描述使用应用本发明实施方式的上述非水电解质电池的电力储存系统的具体实例。
这种电力储存系统的实例包括下列构造。第一电力储存系统是其中通过用于由可再生能量进行发电的发电装置对电力储存装置进行充电的电力储存系统。第二电力储存系统是具有电力储存装置并对待连接至电力储存装置的电子设备供应电力的电力储存系统。第三电力储存系统是从电力储存装置接收电力供应的电子设备。这些电力储存系统以与外部电力供应网络合作以设法有效地供应电力的系统实施。
此外，第四电力储存系统是电动车辆，其具有从电力储存装置接收电力供应并将其转化为车辆的驱动力的转化装置以及基于关于电力储存装置的信息进行关于车辆控制的信息处理的控制装置。第五电力储存系统是包括用于通过网络相对于其他设备传输和接收信号的电力信息传输和接收部件并基于所述传输和接收部件接收的信息而进行上述电力储存装置的充电和放电控制的电力系统。第六电力储存系统是从上述电力储存装置接收电力供应或者从发电装置或电力网络向电力储存装置供应电力的电力系统。在下面对电力储存系统进行描述。
(5-1)作为应用例的房屋中的电力储存系统：
通过参考图6对其中将使用本发明实施方式的非水电解质电池的电力储存装置应用于房屋用电力储存系统的实例进行描述。例如，在用于房屋101的电力储存系统100中，通过电力网络109、信息网络112、智能计量器(smart meter)107、功率枢纽(电力枢纽，power hub)108等将电力从集中电力系统(centralized electric power system)102供应至电力储存装置103，所述集中电力系统102包括火力发电(thermal power generation)102a、原子力发电(atomic power generation)102b、水力发电(hydroelectricpower generation)102c等。同时，将电力从独立的电源如家用发电装置104供应至电力储存装置103。储存供应至电力储存装置103的电力。使用电力储存装置103供应待用于房屋101中的电力。可以将相同的电力储存系统不仅用于房屋101而且用于建筑物中。
所述房屋101设置有发电装置104、电力消耗装置105、电力储存装置103、用于控制各种装置的控制装置110、智能计量器107和用于获得信息的各种传感器111。通过发电网络109和信息网络112将各个装置相互连接。作为发电装置104，利用太阳能电池、燃料电池等，且将产生的电力供应至电力消耗装置105和/或电力储存装置103。所述电力消耗装置105包括冷藏库105a、空气调节装置105b、电视接收机105c、浴室105d等。此外，所述电力消耗装置105包括电动车辆106。所述电动车辆106包括电动汽车(electric car)106a、混合动力车(hybrid car)106b和电动摩托车(electric motorcycle)106c。
将本发明实施方式的非水电解质电池应用于电力储存装置103中。本发明实施方式的非水电解质电池可以例如由上述锂离子二次电池构成。智能计量器107设置有测量工业电力的用量并将测得的用量传输至电力公司的功能。可以将电力网络109与直流电力供应、交流电力供应和非接触电力供应的任一种或多种组合。
各种传感器111的实例包括人敏传感器(human sensitive sensor)、照度传感器(illuminance sensor)、目标检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外线传感器。将通过各种传感器111获得的信息传输至控制装置110。根据来自传感器111的信息，把握气候的状态、人的状态等，并自动控制电力消耗装置105，由此使得能够使能量消耗最小化。此外，控制装置110能够通过网络将关于房屋101的信息传输至外部电力公司等。
通过功率枢纽108进行处理如电力线的分支和直流交流转化。与控制装置110连接的信息网络112的通信系统的实例包括使用通信接口如UART(通用异步收发机(universal asynchronous receive-transceiver))的方法以及根据无线电通信标准如Bluetooth、ZigBee和Wi-Fi利用传感器网络的方法。将Bluetooth系统应用于多媒介通信，由此使得能够实现一对多连接的通信。ZigBee使用IEEE(电气与电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE 802.15.4是称作PAN(个人区域网络)或WPAN(无线个人区域网络)的无线个人区域网络标准的名称。
将控制装置110连接至外部服务器113。可以通过房屋101、电力公司和服务器供应商(service provider)中的任一种对该服务器113进行控制。服务器113传输和接收的信息的实例包括消耗电力信息、生活模式信息、电力充电、气候信息、自然灾难信息和电力交易。尽管家用电力消耗装置(例如，电视接收机)可以传输和接收这种信息，但是在住宅外部的装置(例如移动电话等)也可以传输和接收信息。可以在具有显示功能的设备例如电视接收机、移动电话、PDA(个人数字助理)等上显示这种信息。
用于控制各个部件的控制装置110由CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)等构成，且在本实例中，将控制装置110容纳在电力储存装置103中。通过信息网络112将控制装置110与电力储存装置103、家用发电装置104、电力消耗装置105、各种传感器111和服务器113连接，且例如，其具有调节工业电力的用量和发电量的功能。顺便提及，除此之外，所述控制装置110可包括在电力市场中进行电力交易的功能。
鉴于上述，可以将不仅其电力来自火力发电102a、原子力发电102b、水力发电102c等的集中电力系统102，而且家用发电装置104(通过光伏发电和风力发电)所产生的电力储存在电力储存装置103中。结果，即使当家用发电装置104所产生的电力发生变化时，也可以进行控制，使得发送至外部的电力的量恒定，或者实现仅必要量的放电。例如，还可以采用下述使用方式，使得不仅将通过光伏发电获得的电力储存在电力储存装置103中，而且将在夜晚中其充电不贵的深夜电力储存在电力储存装置103中，并且将通过电力储存装置103储存的电力放电并用于其中充电昂贵的白天时区中。
顺便提及，在本实例中，尽管已经描述了其中将控制装置110容纳在电力储存装置103内的实例，但是可以将控制装置110容纳在智能计量器107内，或者可以将控制装置110单独构造。此外，可以在使公寓楼(apartment house)中的多个住宅成为目标或者使多个单独房屋成为目标的同时使用电力储存系统100。
(5-2)作为应用例的车辆中的电力储存系统：
通过参考图7对其中将本发明应用于车辆用电力储存系统的实例进行描述。图7图解示出了采用应用本发明的串联混合系统的混合动力车辆的构造的实例。所述串联混合系统是利用使用由通过发动机运行的发电机产生的电力或通过在电池中一次储存上述电力而获得的电力的电力驱动力转化装置(electric power driving force conversion apparatus)运行的车辆。
这种混合动力车辆200安装有发动机201、发电机202、电力驱动力转化装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、轮205a、轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210和充电口211。将本发明实施方式的上述非水电解质电池应用于电池208。
所述混合动力车辆200使用电力驱动力转化装置203作为电源运行。电力驱动力转化装置203的一个实例是电动机(motor)。通过电池208的电力来驱动电力驱动力转化装置203，且将该电力驱动力转化装置203的扭矩传递至驱动轮204a和204b。顺便提及，通过在必要区域中使用直流-交流(DC-AC)转化或逆向转化(AC-DC转化)可以将交流电动机或直流电动机的任一种应用于所述电力驱动力转化装置203。所述各种传感器210通过车辆控制装置209控制发动机速度，或者控制未示出的节流阀的开口(节流阀开口(throttle opening))。所述各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器和发动机速度传感器。
将发动机201的扭矩传递至发电机202，并可以将通过所述扭矩而在发电机202中产生的电力储存在电池208中。
当混合动力车辆200因未示出的制动机构而减慢时，将在减慢时的阻力作为扭矩添加至电力驱动力转化装置203，且将因所述扭矩而由所述电力驱动力转化装置203产生的再生电力储存在电池208中。
当将电池208连接至混合动力车辆200的外部电源时，其通过作为输入口的充电口211从外部电源接收电力供应，且其还可以储存接收的电力。
尽管省略了图示，但是可以包括用于基于关于二次电池的信息来进行关于车辆控制的信息处理的信息处理装置。这种信息处理装置的实例包括用于基于关于残余电池寿命的信息进行残余电池寿命显示的信息处理装置。
顺便提及，如上所述，作为实例，已经描述了利用使用由通过发动机运行的发电机产生的电力或通过在电池中一次储存上述电力而获得的电力的电动机运行的串联混合动力车辆。然而，可以有效地将本发明应用于使用所有发动机和电动机作为驱动源的输出的并联混合动力车辆，其通过适当转换包括仅利用发动机运行、仅利用电动机运行以及利用发动机和电动机两者运行的三种系统而使用。此外，可以将本发明有效地应用于通过仅利用驱动电动机而不使用发动机驱动而运行的所谓的电动车辆。
实施例
在下文中参考下列实施例和比较例对本发明进行具体描述，但是不应当理解为本发明受限于此。顺便提及，在下列各实施例中，使用由下列化合物1至7和化合物15示出的本发明添加剂。另外，在下列各个比较例中，使用由下列化合物8至14示出的现有添加剂。
Figure BDA0000150988340000351
Figure BDA0000150988340000361
<实施例1>
[正极的制造]
以0.5/1的摩尔比将碳酸锂(Li2CO3)和碳酸钴(CoCO3)混合，然后在900℃的空气中烧成5小时以获得锂钴复合氧化物(LiCoO2)。随后，将91质量份的作为正极活性物质的上述锂钴复合氧化物(LiCoO2)、6质量份的作为导电剂的石墨和3质量份的作为粘合剂的聚偏氟乙烯混合以制备正极混合物。随后，将所述正极混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备糊膏状正极混合物浆料。
之后，将正极混合物浆料涂布在由带状铝箔制成的正极集电体(12μm厚)的两个表面上，且在干燥之后，通过辊压机对所得物进行压缩成型以形成正极活性物质层。最后，通过焊接将铝制正极引线安装在正极集电体的一端中。
[负极的制造]
将97质量份的作为负极活性物质的人造石墨粉末和3质量份的作为粘合剂的聚偏氟乙烯混合以制备负极混合物。随后，将所述负极混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备糊膏状负极混合物浆料。
之后，将负极混合物浆料涂布在由带状铜箔制成的负极集电体(15μm厚)的两个表面上，且在干燥之后，通过辊压机对所得物进行压缩成型以形成负极活性物质层。最后，通过焊接将镍制负极引线安装在负极集电体的一端中。
[电池的组装]
使用由此制造的正极和负极，并以该次序将所述正极、由微孔聚丙烯膜制成的隔膜(25μm厚)、所述负极和上述隔膜层压以形成层压电极体。随后，将所述层压电极体螺旋卷绕多次，并通过粘合带将卷绕的一端固定以形成卷绕电极体。
随后，制备镀镍的铁制电池壳；将所述卷绕电极体插入在一对绝缘板之间；并且将所述负极引线焊接至所述电池壳，而且还将所述正极引线焊接至与电池盖电连接的安全阀机构。随后，将卷绕电极体容纳在电池壳内部，并以压力降低模式将电解液注入到电池壳内部中。
顺便提及，以下列方式制备电解液。即，以质量比计以碳酸亚乙酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)/六氟磷酸锂(LiPF6)为20/65/15的比例将作为非水溶剂的碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)以及作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6)混合。此外，相对于电解液的全部质量，以0.005质量％的量添加化合物1。
随后，通过具有涂布在其表面上的沥青的垫圈利用电池壳嵌塞电池盖，由此固定安全阀机构15、正温度系数装置16和电池盖14。由此完成了圆柱型二次电池，其中可以确保电池壳内部的气密性。
<实施例2>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为0.01质量％。
<实施例3>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为0.10质量％。
<实施例4>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为0.50质量％。
<实施例5>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为1.0质量％。
<实施例6>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为5.0质量％。
<实施例7>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，将化合物1的添加量设定为10质量％。
<实施例8至14>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物2来代替化合物1。
<实施例15至21>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物3来代替化合物1。
<实施例22至28>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物4来代替化合物1。
<实施例29至35>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物5来代替化合物1。
<实施例36至42>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物6来代替化合物1。
<实施例43至49>
分别以与实施例1至7中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物7来代替化合物1。
<实施例50>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物15(4-乙炔基苯基-2-磺基苯甲酸)来代替化合物1。
<比较例1>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，未添加化合物1。
<比较例2>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物8(邻苯二甲酸酐)来代替化合物1。
<比较例3>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物9(苯乙炔)来代替化合物1。
<比较例4>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，以相对于电解液的总质量每种化合物为0.50质量％的添加量添加化合物8(邻苯二甲酸酐)和化合物9(苯乙炔)来代替化合物1。
<比较例5>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物10(4-苯基-3-丁炔-2-酮)来代替化合物1。
<比较例6>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，以相对于电解液的总质量每种化合物为0.50质量％的添加量添加化合物8(邻苯二甲酸酐)和化合物10(4-苯基-3-丁炔-2-酮)来代替化合物1。
<比较例7>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物11(2-磺基苯甲酸)来代替化合物1。
<比较例8>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，以相对于电解液的总质量每种化合物为0.50质量％的添加量添加化合物11(2-磺基苯甲酸)和化合物9(苯乙炔)来代替化合物1。
<比较例9>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物12(苯酞)来代替化合物1。
<比较例10>
以与实施例1中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，以相对于电解液的总质量每种化合物为0.50质量％的添加量添加化合物12(苯酞)和化合物9(苯乙炔)来代替化合物1。
<比较例11>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物13(4-叔丁基邻苯二甲酸酐)来代替化合物1。
<比较例12>
以与实施例5中相同的方式制造了二次电池，不同之处在于，在制备电解液时，添加化合物14(二苯基乙炔)来代替化合物1。
[评价]
对于实施例1至50和比较例1至12的二次电池，进行下列高温储存试验。
(高温储存试验)
对于上述各个实施例和比较例的二次电池，在23℃的气氛下进行两个充电和放电循环；并在23℃的气氛下进一步进行第三次循环的充电，接着在60℃的气氛下储存两周。在高温环境下储存之后，各个实施例和比较例的二次电池回复到23℃的气氛并放电。
在此，如下限定容量保持率。
容量保持率[％]＝{(第三次循环时的放电容量)/(第二次循环时的放电容量)}×100
另外，在储存完成之后，进行充电，由此评价随后的放电容量。
容量恢复率[％]＝{(第四次循环时的放电容量)/(第二次循环时的放电容量)}×100
顺便提及，关于一个循环的充电条件，在1mA/cm2的恒定电流下对电池进行充电，直至电池电压达到4.2V；并在4.2V的恒定电压下对电池进行进一步充电，直至电流达到0.02mA/cm2。另外，关于一个循环的放电条件，在1mA/cm2的恒定电流下对电池进行放电，直至电池电压达到3.0V。
将评价结果示于表1中。
表1
表1(续)
Figure BDA0000150988340000431
如表1中所示，可以确认，通过将由通式(I)表示的化合物如化合物1至7和15添加至电解液而提高了高温储存特性。另一方面，在不将由通式(I)表示的化合物如化合物1至7和15添加至电解液的情况中，与添加由通式(I)表示的化合物的情况相比，未提高高温储存特性。
另外，即使通过将具有与由通式(I)表示的化合物类似的各个构成要素的化合物添加至电解液，与添加由通式(I)表示的化合物的情况相比，也未提高高温储存特性。即，与如在比较例2、7和9中那样仅添加通式(I)的母体化合物的情况相比，在添加与其相对应的由通式(I)表示的化合物的情况下，提高了高温储存特性。与如在比较例3和5中那样仅添加与通式(I)的取代基R类似的化合物的情况相比，在添加与其相对应的由通式(I)表示的化合物的情况下，提高了高温储存特性。与如在比较例4、6、8和10中那样添加通式(I)的母体化合物和与取代基R类似的化合物两者的情况相比，在添加与其相对应的通式(I)的母体化合物的情况下，提高了高温储存特性。与如在比较例11、12和13中那样添加与通式(I)的化合物类似的化合物的情况相比，在添加与其相对应的通式(I)的母体化合物的情况下，提高了高温储存特性。根据上述可以说，用于提高高温储存特性的效果是在其中各个构成要素(即，取代基R和通式(I)的母体化合物)相互结合的由通式(I)表示的化合物中具体发现的效果。
另外，如表1中所示，可以确认，由通式(I)表示的化合物的添加量优选为0.01质量％以上且不大于5.0质量％，更优选0.01质量％以上且不大于1.0质量％。
另外，根据实施例26和实施例50之间的比较可注意到，与其中取代基R的末端是不饱和键的情况相比，在其中取代基R的末端是芳环的情况下获得了更优选的效果。可以认为，这是由于下述事实造成的：在其中在取代基R的末端存在不饱和键的情况下，优先发生不饱和键的分解，从而使得降低了通过使取代基R和通式(I)的母体化合物相互结合的情况而获得的效果。
6.其他实施方式：
不应当理解为将本发明限于根据本发明的上述实施方式，而是可以在其中进行各种修改和应用，只要不偏离本发明的主旨即可。例如，在上述第一至第三实施方式中，尽管已经列举了圆柱型或扁平型(层压型)二次电池，但是可以将本发明类似地应用于纽扣型、薄型、大尺寸型或堆叠层压型二次电池。
另外，在上述实施方式和工作例中，通过参考其具体实例对具有卷绕结构的非水电解质电池进行了描述，但是不应当理解为本发明限于此。例如，可以将本发明类似地应用于设置有下述的情况：其中一个或多个正极和负极以Z字形模式(zigzag pattern)堆叠并形成的电池元件或者具有其中堆叠一个或多个正极和负极的其他堆叠结构的非水电解质电池。
本发明包含与在2011年4月13日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-089522中公开的内容相关的主题，由此通过参考将其全部内容并入本文中。
本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其它因素进行各种变更、组合、子组合以及改变，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (17)

1.一种非水电解质电池，包含：
正极，
负极，以及
含有非水电解液的非水电解质，
其中，
所述非水电解液包含由下列通式(I)表示的化合物：
Figure FDA0000150988330000011
其中，在所述通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，由所述通式(I)表示的化合物是由下列通式(I-1)至(I-5)中的任一个表示的化合物：
Figure FDA0000150988330000021
其中，在所述通式(I-1)至(I-5)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团。
3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，在所述通式(I)中，所述具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团为具有含有至少一个芳环和位于其末端以外的位置处的至少一个不饱和键的烃基的基团。
4.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团是由下列通式(II)或(III)表示的基团：
Figure FDA0000150988330000031
其中，所述通式(III)中的R5和R6各自独立地表示氢原子或烃基；所述通式(II)和(III)中的R7表示与所述芳环结合的取代基；所述通式(II)和(III)中的X表示在具有与所述芳环结合的不饱和键的基团和所述通式(I)的母体化合物之间的连接基团；且所述通式(II)和(III)中的*标记表示与所述通式(I)的母体化合物连接的点。
5.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，相对于所述非水电解液的总质量，所述由通式(I)表示的化合物的含量为0.01质量％以上且不大于5.0质量％。
6.根据权利要求4所述的非水电解质电池，其中，所述由通式(II)表示的基团是下列取代基A至O的取代基组中的任一种：
Figure FDA0000150988330000041
Figure FDA0000150988330000051
7.根据权利要求4所述的非水电解质电池，其中，所述由通式(III)表示的基团是下列取代基A′至O′的取代基组中的任一种：
Figure FDA0000150988330000061
Figure FDA0000150988330000071
8.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述非水电解液还包含不饱和碳酸酯和卤代碳酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述非水电解质还包含用于将所述非水电解液保持在其中的高分子化合物。
10.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，所述正极包括含有锂、过渡金属元素和氧的含锂化合物作为正极材料。
11.一种非水电解质，包含：
含有由下列通式(I)表示的化合物的非水电解液，
Figure FDA0000150988330000081
其中，在所述通式(I)中，R1至R4各自独立地表示具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团或氢原子，条件是R1至R4中的至少一个是具有含有至少一个芳环和至少一个不饱和键的烃基的基团；且A和B各自独立地表示羰基、磺酰基或亚甲基，条件是A和B中的至少一个是羰基或磺酰基。
12.一种电池组，包含：
根据权利要求1所述的非水电解质电池，
用于控制所述非水电解质电池的控制部件，以及
用于将所述非水电解质电池包含在其中的包装。
13.一种电子设备，包含根据权利要求1所述的非水电解质电池并且从所述非水电解质电池接收电力供应。
14.一种电动车辆，包含：
根据权利要求1所述的非水电解质电池，
从所述非水电解质电池接收电力的供应并将所述电力转化为车辆用驱动力的转化装置，以及
用于基于关于所述非水电解质电池的信息进行关于车辆控制的信息处理的控制装置。
15.一种电力储存装置，包含根据权利要求1所述的非水电解质电池并且对待连接至所述非水电解质电池的电子设备供应电力。
16.根据权利要求15所述的电力储存装置，包括电力信息控制装置，所述电力信息控制装置用于通过网络与其他设备传输和接收信号，并且所述电力储存装置基于所述电力信息控制装置接收的信息而进行所述非水电解质电池的充电和放电控制。
17.一种电力系统，用于从根据权利要求1所述的非水电解质电池接收电力供应、或者从发电装置或电力网络向所述非水电解质电池供应电力。
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