CN108140889A - 非水电解液及使用了非水电解液的蓄电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性的非水电解液,提供一种蓄电设备用非水电解液及使用了该非水电解液的蓄电设备,所述非水电解液的特征在于,其是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3‑二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的下述通式(I)所表示的具有碳‑碳三键的化合物。(式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示甲基、乙基、甲氧基或乙氧基。)

Description

非水电解液及使用了非水电解液的蓄电设备
技术领域
本发明涉及能够提高高温环境下的蓄电设备的充电保存特性及放电保存特性的非水电解液、以及使用了非水电解液的蓄电设备。
背景技术
近年来,作为电动汽车、混合动力汽车等汽车用的电源、怠速停止用的电源,锂离子二次电池及锂离子电容器备受注目。
作为锂二次电池的电解液,使用了在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等环状碳酸酯和碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯等链状碳酸酯中溶解LiPF6、LiBF4等电解质而得到的非水电解液。
为了改良这种锂二次电池的循环特性、保存特性等电池特性,对这些非水电解液中使用的非水系溶剂、电解质进行了各种研究。
例如,专利文献1中提出了一种非水电解质二次电池,其是具备正极、负极和非水电解质的非水电解质二次电池,上述非水电解质包含非水溶剂、电解质盐、1,3-二噁烷和磺酸酯化合物。根据专利文献1,能够改善可进行正极活性物质的电位超过4.3V的高电压充电的二次电池的初期容量、循环特性及保存特性。
然而,在将锂二次电池在高温环境下(例如盛夏的车内等温度超过50℃那样的环境下)、以充电状态进行长时间保持的情况下,在电池中,有可能在正极表面上非水溶剂的一部分氧化分解,由分解物的沉着、气体产生而引起液体枯竭。这样的话,存在正极的界面电阻增大、使电池的优选的电化学特性降低的问题。
另一方面,在将锂二次电池在高温环境下、以放电状态进行长时间保持的情况下,有可能负极表面的被膜溶解而局部地显现出活性的负极表面。这样的话,活性的负极表面与非水溶剂的一部分发生反应而引起自放电,负极的电位上升。由于特别是在高温环境下一连串的反应被加速,所以存在电池成为过放电状态而负极集电体溶出、使电池的优选的电化学特性降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-140919号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的是提供能够提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性的非水电解液、以及使用了非水电解液的蓄电设备。
用于解决问题的手段
专利文献1中,混合添加1,3-二噁烷和磺酸酯,虽然关于充电保存特性得到一定的效果,但是对于高温环境下的放电保存特性的提高,没有任何记载和暗示,实际情况是没有得到充分的效果。
于是,本发明人们为了解决上述课题而反复进行了深入研究,发现一种在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,通过使非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3-二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的下述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物的至少一种,从而高温环境下的充电保存特性及放电保存特性格外提高,完成了本发明。
即,本发明提供下述的(1)及(2)。
(1)一种非水电解液,其特征在于,其是在非水电解液中溶解有电解质盐的非水电解液,非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3-二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的下述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物。
[化学式1]
(式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示选自甲基及乙基的烷基、或选自甲氧基及乙氧基的烷氧基。)
(2)一种蓄电设备,其特征在于,其是具备正极、负极及在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液的蓄电设备,该非水电解液为上述(1)所述的非水电解液。
发明效果
根据本发明,能够提供能够提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性的非水电解液、以及使用了该非水电解液的锂电池等蓄电设备。
具体实施方式
〔非水电解液〕
本发明的非水电解液的特征在于,其是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3-二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物。
本发明的非水电解液能够在高温环境下提高充电保存特性及放电保存特性的理由并不一定明确,但认为如下所述。
本发明中,与1,3-二噁烷组合使用的上述通式(I)所表示的具有特定的特性基(酯基或碳酸酯基)和碳-碳三键的化合物在负极侧被电化学还原,形成被膜,但由于在高温环境下被膜的溶解、再生成会进行,所以成为负极的界面电阻增大的主要原因。另一方面,1,3-二噁烷虽然在负极侧被电化学还原,但由于不形成被膜,所以若残存在电解液中则在负极表面被还原,成为自放电的主要原因。然而,若将特定量的1,3-二噁烷与特定量的具有碳-碳三键的化合物组合使用,则在具有碳-碳三键的化合物的被膜形成过程中,1,3-二噁烷的一部分被取入被膜中,形成牢固的复合被膜。该复合被膜由于在高温环境下的耐久性高,所以长期保存时的自放电得到抑制。
进而,由于残存在电解液中的1,3-二噁烷与特定的具有碳-碳三键的化合物的还原分解产物的一部分相互配合地作用于正极表面,形成热稳定性高的被膜,所以抑制充电保存时的电阻增大。其结果是,认为本发明的非水电解液能够提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性这两者。
本发明的非水电解液中,1,3-二噁烷的含量在非水电解液中优选为0.1~4质量%。若该含量为4质量%以下,则在电极上过度地形成被膜而电化学特性降低的可能性少,此外若为0.1质量%以上,则被膜的形成充分,充电保存特性提高的效果变高。该含量在非水电解液中优选为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上。此外,其上限优选为3.8质量%以下,更优选为3.5质量%以下,更优选为3.2质量%以下。
本发明的非水电解液中包含的具有碳-碳三键的化合物以下述通式(I)表示。
[化学式2]
(式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示选自甲基及乙基的烷基、或选自甲氧基及乙氧基的烷氧基。)
上述通式(I)中,R1为氢原子或甲基,更优选为氢原子。
R2为选自甲基及乙基的烷基、或选自甲氧基及乙氧基的烷氧基,优选为选自甲氧基及乙氧基的烷氧基,更优选为甲氧基。
作为上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物,具体而言可适当列举出以下的化合物。
[化学式3]
上述化合物中,更优选为醋酸2-丙炔酯(化合物1)、丙酸2-丙炔酯(化合物2)、碳酸甲基2-丙炔酯(化合物5)、碳酸乙基2-丙炔酯(化合物6),进一步优选为碳酸甲基2-丙炔酯(化合物5)、或碳酸乙基2-丙炔酯(化合物6)。由于若上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物在结构中具有碳酸酯基作为特性基,则高温环境下的充电保存特性及放电保存特性进一步提高,所以优选。
通式(I)所表示的化合物可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
本发明的非水电解液中,非水电解液中含有的上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物的合计含量在非水电解液中优选为0.1~4质量%。若该含量为4质量%以下,则在电极上过度地形成被膜而电化学特性降低的可能性少,此外若为0.1质量%以上,则被膜的形成充分,充电保存特性提高的效果提高。该含量在非水电解液中优选为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上。此外,其上限优选为3.5质量%以下,更优选为3.3质量%以下,更优选为3.2质量%以下。
本发明的非水电解液中,非水电解液中含有的1,3-二噁烷的含量Cd与上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物的含量Ct的总量(Cd+Ct)优选为0.3质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为0.6质量%以上,其上限优选为7.5质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为6质量%以下。
此外,优选为Cd>Ct,1,3-二噁烷的含量Cd与具有碳-碳三键的化合物的含量Ct的质量比优选为Cd/Ct=51/49~99/1,更优选为55/45~95/5,进一步优选为60/40~90/10。由于若1,3-二噁烷与具有碳-碳三键的化合物的含量的质量比为上述范围,则高温环境下的充电保存特性及放电保存特性进一步提高,所以优选。
本发明的非水电解液中,通过对1,3-二噁烷与上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物组合以下叙述的非水溶剂、电解质盐、进而其它的添加剂,从而体现出提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性的效果协同地提高这样的特异效果。
〔非水溶剂〕
作为本发明的非水电解液中使用的非水溶剂,可适当列举出选自环状碳酸酯、链状酯、内酯、醚及酰胺中的一种或两种以上。为了使高温环境下电化学特性协同地提高,优选包含链状酯,更优选包含链状碳酸酯,进一步优选包含环状碳酸酯和链状酯这两者,特别优选包含环状碳酸酯和链状碳酸酯这两者。
另外,作为“链状酯”的用语作为包含链状碳酸酯及链状羧酸酯的概念使用。
作为环状碳酸酯,可列举出选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、4-氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮(FEC)、反式或顺式-4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮(以下,将两者总称为“DFEC”)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)及4-乙炔基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮(EEC)中的一种或两种以上,更优选选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、4-氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)及4-乙炔基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮(EEC)中的一种或两种以上。
此外,由于若使用上述具有碳-碳双键或碳-碳三键等不饱和键、或氟原子的环状碳酸酯中的至少一种,则高温环境下的电化学特性进一步提高,所以优选,更优选包含含有碳-碳双键或碳-碳三键等不饱和键的环状碳酸酯和具有氟原子的环状碳酸酯这两者。作为具有碳-碳双键或碳-碳三键等不饱和键的环状碳酸酯,进一步优选为VC、VEC或EEC,作为具有氟原子的环状碳酸酯,进一步优选为FEC或DFEC。
具有碳-碳双键或碳-碳三键等不饱和键的环状碳酸酯的含量相对于非水溶剂的总体积优选为0.07体积%以上,更优选为0.2体积%以上,进一步优选为0.7体积%以上,此外,其上限优选为7体积%以下,更优选为4体积%以下,进一步优选为2.5体积%以下。由于若该含量为上述范围,则能够在不损害Li离子透过性的情况下进一步更加提高高温环境下的电化学特性,所以优选。
具有氟原子的环状碳酸酯的含量相对于非水溶剂的总体积优选为0.07体积%以上,更优选为3体积%以上,进一步优选为4体积%以上,此外,其上限优选为35体积%以下,更优选为25体积%以下,进一步优选为15体积%以下。由于若该含量为上述范围,则能够在不损害Li离子透过性的情况下进一步提高高温环境下的电化学特性,所以优选。
非水溶剂包含具有上述不饱和键的环状碳酸酯和具有氟原子的环状碳酸酯这两者时,上述具有不饱和键的环状碳酸酯的含量相对于具有氟原子的环状碳酸酯的含量优选为0.2体积%以上,更优选为3体积%以上,进一步优选为7体积%以上,其上限优选为40体积%以下,更优选为30体积%以下,进一步优选为15体积%以下。由于若该含量为上述范围,则能够在不损害Li离子透过性的情况下进一步提高高温环境下的电化学特性,所以特别优选。
此外,由于若非水溶剂包含碳酸亚乙酯和上述具有不饱和键的环状碳酸酯这两者,则能够提高形成在电极上的被膜的高温环境下的电化学特性,所以优选,碳酸亚乙酯及上述具有不饱和键的环状碳酸酯的含量相对于非水溶剂的总体积优选为3体积%以上,更优选为5体积%以上,进一步优选为7体积%以上,此外,其上限优选为45体积%以下,更优选为35体积%以下,进一步优选为25体积%以下。
这些溶剂可以使用一种,此外将两种以上组合使用时,由于高温环境下的电化学特性的改善效果进一步提高,所以优选,特别优选将三种以上组合使用。作为这些环状碳酸酯的合适的组合,优选EC与PC、EC与VC、PC与VC、VC与FEC、EC与FEC、PC与FEC、FEC与DFEC、EC与DFEC、PC与DFEC、VC与DFEC、VEC与DFEC、VC与EEC、EC与EEC、EC与PC与VC、EC与PC与FEC、EC与VC与FEC、EC与VC与VEC、EC与VC与EEC、EC与EEC与FEC、PC与VC与FEC、EC与VC与DFEC、PC与VC与DFEC、EC与PC与VC与FEC、或EC与PC与VC与DFEC等。上述的组合中,更优选为EC与VC、EC与FEC、PC与FEC、EC与PC与VC、EC与PC与FEC、EC与VC与FEC、EC与VC与EEC、EC与EEC与FEC、PC与VC与FEC、或EC与PC与VC与FEC等组合。
作为链状酯,可适当列举出选自碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲基异丙酯(MIPC)、碳酸甲丁酯及碳酸乙丙酯中的一种或两种以上的非对称链状碳酸酯、选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯及碳酸二丁酯中的一种或两种以上的对称链状碳酸酯、选自新戊酸甲酯、新戊酸乙酯、新戊酸丙酯等新戊酸酯、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、醋酸甲酯及醋酸乙酯(EA)中的一种或两种以上的链状羧酸酯。
上述链状酯中,除了选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲基异丙酯(MIPC)、碳酸甲丁酯、丙酸甲酯及醋酸甲酯中的具有甲基的链状酯以外,还优选醋酸乙酯(EA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP),特别优选具有甲基的链状碳酸酯。
此外,在使用链状碳酸酯的情况下,优选使用两种以上。进而更优选包含对称链状碳酸酯和非对称链状碳酸酯这两者,进一步优选对称链状碳酸酯的含量多于非对称链状碳酸酯的含量。
链状酯的含量没有特别限制,但相对于非水溶剂的总体积,优选在60~90体积%的范围内使用。由于若该含量为60体积%以上则非水电解液的粘度不会变得过高,若为90体积%以下则非水电解液的电导率降低而电化学特性降低的可能性少,所以优选为上述范围。
对称链状碳酸酯在链状碳酸酯中所占的体积的比例优选为51体积%以上,更优选为55体积%以上。其上限更优选为95体积%以下,进一步优选为85体积%以下。特别优选在对称链状碳酸酯中包含碳酸二甲酯(DMC)。此外,非对称链状碳酸酯更优选具有甲基,特别优选碳酸甲乙酯(MEC)。由于在上述的情况下高温环境下的电化学特性进一步提高,所以优选。
关于环状碳酸酯与链状酯的比例,从高温下的电化学特性提高的观点出发,环状碳酸酯:链状酯(体积比)优选为10/90~45/55,更优选为15/85~40/60,特别优选为20/80~35/65。
本发明中,除了上述的非水溶剂以外,还可以添加其它的非水溶剂。作为其它的非水溶剂,可适当列举出选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、或1,4-二噁烷等环状醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、或1,2-二丁氧基乙烷等链状醚、二甲基甲酰胺等酰胺、环丁砜等砜及γ-丁内酯(GBL)或γ-戊内酯、α-当归内酯等内酯中的一种或两种以上。
其它的非水溶剂的含量相对于非水溶剂的总体积通常为1%以上,优选为2%以上,此外通常为40%以下,优选为30%以下,进一步优选为20%以下。
为了达成适当的物性,上述的非水溶剂通常混合使用。其组合可适当列举出例如环状碳酸酯与链状碳酸酯的组合、环状碳酸酯与链状羧酸酯的组合、环状碳酸酯与链状酯(特别是链状碳酸酯)与内酯的组合、环状碳酸酯与链状酯(特别是链状碳酸酯)与醚的组合、环状碳酸酯与链状碳酸酯与链状羧酸酯的组合等,更优选为环状碳酸酯与链状酯与内酯的组合,内酯中,进一步优选使用γ-丁内酯(GBL)。
出于进一步提高高温环境下的电化学特性的目的,也可以在非水电解液中进一步添加其它的添加剂。
作为其它的添加剂的具体例子,可适当列举出以下的(A)~(G)的化合物。
(A)选自乙腈、丙腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈及癸二腈中的一种或两种以上的腈。
(B)环己基苯、叔丁基苯、叔戊基苯、或1-氟-4-叔丁基苯等具有支链烷基的芳香族化合物、或联苯、三联苯(邻位体、间位体、对位体)、氟代苯、碳酸甲基苯酯、碳酸乙基苯酯、或碳酸二苯酯等芳香族化合物。
(C)选自甲基异氰酸酯、乙基异氰酸酯、丁基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、丙烯酸2-异氰酸根合乙酯及甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯中的一种或两种以上的异氰酸酯化合物。
(D)选自1,3-丙烷磺内酯、1,3-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、或2,2-二氧化-1,2-氧硫杂环戊烷-4-基乙酸酯等磺内酯、亚硫酸亚乙酯等环状亚硫酸酯、硫酸亚乙酯、[4,4’-双(1,3,2-二氧硫杂环戊烷)]2,2,2’,2’-四氧化物、(2,2-二氧化-1,3,2-二氧硫杂环戊烷-4-基)甲基甲烷磺酸酯、或4-((甲基磺酰基)甲基)-1,3,2-二氧硫杂环戊烷2,2-二氧化物等环状硫酸酯、丁烷-2,3-二基二甲烷磺酸酯、丁烷-1,4-二基二甲烷磺酸酯、或亚甲基甲烷二磺酸酯等磺酸酯、二乙烯基砜、1,2-双(乙烯基磺酰基)乙烷、或双(2-乙烯基磺酰基乙基)醚等乙烯基砜化合物中的一种或两种以上的环状或链状的含S=O基的化合物。
(E)选自磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、2-(二乙氧基磷酰基)乙酸乙酯及2-(二乙氧基磷酰基)乙酸2-丙炔酯中的一种或两种以上的含磷的化合物。
(F)醋酸酐、丙酸酐等链状羧酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、3-烯丙基琥珀酸酐、戊二酸酐、衣康酸酐、或3-磺基-丙酸酐等环状酸酐。
(G)甲氧基五氟环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、或乙氧基七氟环四磷腈等环状磷腈化合物。
上述中,由于若包含选自(A)腈、(B)芳香族化合物及(C)异氰酸酯化合物中的至少一种以上,则高温环境下的电化学特性进一步提高,所以优选。
(A)腈中,更优选选自丁二腈、戊二腈、己二腈及庚二腈中的一种或两种以上。
(B)芳香族化合物中,更优选选自联苯、三联苯(邻位体、间位体、对位体)、氟代苯、环己基苯、叔丁基苯及叔戊基苯中的一种或两种以上,特别优选选自联苯、邻三联苯、氟代苯、环己基苯及叔戊基苯中的一种或两种以上。
(C)异氰酸酯化合物中,更优选选自六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、丙烯酸2-异氰酸根合乙酯及甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯中的一种或两种以上。
上述(A)~(C)的化合物的含量在非水电解液中优选为0.01~7质量%。在该范围内时,被膜在不过度变厚的情况下被充分地形成,在高温环境下的电化学特性进一步提高。该含量在非水电解液中更优选为0.05质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上,其上限更优选为5质量%以下,进一步优选为3质量%以下。
此外,由于若包含(D)选自磺内酯、环状亚硫酸酯、环状硫酸酯、磺酸酯、乙烯基砜中的环状或链状的含S=O基的化合物、(E)含磷的化合物、(F)环状酸酐及(G)环状磷腈化合物,则高温环境下的电化学特性进一步提高,所以优选。
作为上述环状的含S=O基的化合物,可适当列举出选自1,3-丙烷磺内酯、1,3-丁烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、2,2-二氧化-1,2-氧硫杂环戊烷-4-基乙酸酯、亚甲基甲烷二磺酸酯、亚硫酸亚乙酯及硫酸亚乙酯中的一种或两种以上。
此外,作为链状的含S=O基的化合物,可适当列举出选自丁烷-2,3-二基二甲烷磺酸酯、丁烷-1,4-二基二甲烷磺酸酯、二甲基甲烷二磺酸酯、五氟苯基甲烷磺酸酯、二乙烯基砜及双(2-乙烯基磺酰基乙基)醚中的一种或两种以上。
上述环状或链状的含S=O基的化合物中,进一步优选选自1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、2,4-丁烷磺内酯、2,2-二氧化-1,2-氧硫杂环戊烷-4-基乙酸酯、硫酸亚乙酯、五氟苯基甲烷磺酸酯及二乙烯基砜中的一种或两种以上。
作为(E)含磷的化合物,优选磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2-基)酯、2-(二甲基磷酰基)乙酸甲酯、2-(二甲基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二乙基磷酰基)乙酸甲酯、2-(二乙基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二甲基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、2-(二乙基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、2-(二甲氧基磷酰基)乙酸甲酯、2-(二甲氧基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二乙氧基磷酰基)乙酸甲酯、2-(二乙氧基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二甲氧基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、或2-(二乙氧基磷酰基)乙酸2-丙炔酯,更优选为磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2-基)酯、2-(二乙基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二甲基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、2-(二乙基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、2-(二乙氧基磷酰基)乙酸乙酯、2-(二甲氧基磷酰基)乙酸2-丙炔酯、或2-(二乙氧基磷酰基)乙酸2-丙炔酯。
作为(F)环状酸酐,优选琥珀酸酐、马来酸酐、或3-烯丙基琥珀酸酐,更优选琥珀酸酐或3-烯丙基琥珀酸酐。
作为(G)环状磷腈化合物,优选甲氧基五氟环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、或苯氧基五氟环三磷腈等环状磷腈化合物,更优选为甲氧基五氟环三磷腈、或乙氧基五氟环三磷腈。
上述(D)~(G)的化合物的含量在非水电解液中优选为0.001~5质量%。在该范围时,被膜在不过度变厚的情况下被充分地形成,高温环境下的电化学特性进一步提高。该含量在非水电解液中更优选为0.01质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上,其上限更优选为3质量%以下,进一步优选为2质量%以下。
此外,出于进一步提高高温环境下的电化学特性的目的,优选在非水电解液中进一步包含选自具有草酸骨架的锂盐、具有磷酸骨架的锂盐及具有S=O基的锂盐中的一种以上的锂盐。
作为锂盐的具体例子,可适当列举出选自双(草酸根合)硼酸锂〔LiBOB〕、二氟(草酸根合)硼酸锂〔LiDFOB〕、四氟(草酸根合)磷酸锂〔LiTFOP〕及二氟双(草酸根合)磷酸锂〔LiDFOP〕中的至少一种具有草酸骨架的锂盐、LiPO2F2、Li2PO3F等具有磷酸骨架的锂盐、选自三氟((甲磺酰)氧基)硼酸锂〔LiTFMSB〕、五氟((甲磺酰)氧基)磷酸锂〔LiPFMSP〕、甲基硫酸锂〔LMS〕、乙基硫酸锂〔LES〕、2,2,2-三氟乙基硫酸锂〔LFES〕及FSO3Li中的一种以上的具有S=O基的锂盐。它们中,更优选包含选自LiBOB、LiDFOB、LiTFOP、LiDFOP、LiPO2F2、LiTFMSB、LMS、LES、LFES及FSO3Li中的锂盐。
上述锂盐在非水溶剂中所占的比例优选为0.001M以上且0.5M以下。若在该范围内,则高温环境下的电化学特性的提高效果进一步发挥。优选为0.01M以上,更优选为0.03M以上,进一步优选为0.04M以上。其上限优选为0.4M以下,更优选为0.2M以下。(其中,M表示mol/L。)
(电解质盐)
作为本发明中使用的电解质盐,可适当列举出下述的锂盐。
作为锂盐,可适当列举出选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiN(SO2F)2〔LiFSI〕等无机锂盐、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiCF3SO3、LiC(SO2CF3)3、LiPF4(CF3)2、LiPF3(C2F5)3、LiPF3(CF3)3、LiPF3(异-C3F7)3、LiPF5(异-C3F7)等链状的含有氟代烷基的锂盐、(CF2)2(SO2)2NLi、(CF2)3(SO2)2NLi等环状的具有氟代亚烷基链的锂盐等中的至少一种锂盐,可以使用它们的一种或将两种以上混合使用。
它们中,优选为选自LiPF6、LiBF4、LiN(SO2F)2〔LiFSI〕、LiN(SO2CF3)2及LiN(SO2C2F5)2中的一种或两种以上,最优选使用LiPF6
电解质盐的浓度相对于上述的非水溶剂通常优选为0.3M以上,更优选为0.7M以上,进一步优选为1.1M以上。此外其上限优选为2.5M以下,更优选为2.0M以下,进一步优选为1.6M以下。
此外,作为这些电解质盐的适当的组合,优选包含LiPF6、且非水电解液中进一步包含选自LiBF4、LiN(SO2CF3)2及LiN(SO2F)2〔LiFSI〕中的至少一种锂盐的情况,由于若LiPF6以外的锂盐在非水溶剂中所占的比例为0.001M以上,则容易发挥高温环境下的电化学特性的提高效果,若为1.0M以下,则高温环境下的电化学特性的提高效果降低的可能性少,所以优选。优选为0.01M以上,更优选为0.03M以上,进一步优选为0.04M以上。其上限优选为0.8M以下,更优选为0.6M以下,进一步优选为0.4M以下。
〔非水电解液的制造〕
本发明的非水电解液例如可以通过将上述的非水溶剂混合,并向其中添加上述的电解质盐及相对于该非水电解液添加1,3-二噁烷和通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物而得到。
此时,对于所使用的非水溶剂及非水电解液中添加的通式(I)所表示的化合物,在不使生产率显著降低的范围内使用预先精制而使杂质尽可能少的化合物。
本发明的非水电解液可以在下述的第1~第4蓄电设备中使用,作为非水电解质,不仅可以使用液体状的非水电解质,也可以使用凝胶化的非水电解质。进而本发明的非水电解液也可以作为固体高分子电解质用使用。其中优选作为在电解质盐中使用锂盐的第1蓄电设备用(即,锂电池用)或第4蓄电设备用(即,锂离子电容器用)来使用,进一步优选作为锂电池用来使用,最优选作为锂二次电池用来使用。
〔第1蓄电设备(锂电池)〕
作为第1蓄电设备的锂电池是锂一次电池及锂二次电池的总称,锂二次电池作为也包含所谓的锂离子二次电池的概念来使用。
本发明的锂电池由正极、负极及在非水溶剂中溶解有电解质盐的上述非水电解液构成。非水电解液以外的正极、负极等构成部件可以没有特别限制地使用。
例如,作为锂二次电池用正极活性物质,使用含有选自由钴、锰及镍构成的组中的一种或两种以上的与锂的复合金属氧化物。这些正极活性物质可以单独使用一种或将两种以上组合使用。
作为这样的锂复合金属氧化物,例如选自LiCoO2、LiCo1-xMxO2(其中,M为选自Sn、Mg、Fe、Ti、Al、Zr、Cr、V、Ga、Zn及Cu中的一种或两种以上的元素,0.001≤x≤0.05)、LiMn2O4、LiNiO2、LiCo1-xNixO2(0.01<x<1)、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2、LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、Li2MnO3与LiMO2(M为Co、Ni、Mn、Fe等过渡金属)的固溶体及LiNi1/2Mn3/2O4中的一种或两种以上更适合。此外,也可以按照LiCoO2与LiMn2O4、LiCoO2与LiNiO2、LiMn2O4与LiNiO2的方式并用。
若使用在高充电电压下工作的锂复合金属氧化物,则一般因充电时的与电解液的反应而在高温环境下电化学特性容易降低,但本发明所述的锂二次电池能够抑制这些电化学特性的降低。
特别是若使用包含Ni的正极活性物质,则一般通过Ni的催化作用而引起正极表面中的非水溶剂的分解,存在电池的电阻容易增加的倾向。特别是存在高温环境下的电化学特性容易降低的倾向,但由于本发明所述的锂二次电池能够抑制这些电化学特性的降低,所以优选。由于特别是在使用正极活性物质中的Ni的原子浓度相对于全部过渡金属元素的原子浓度的比例超过10atomic%的正极活性物质的情况下上述效果变得显著,所以优选,更优选使用20atomic%以上的正极活性物质,进一步优选使用30atomic%以上的正极活性物质。具体而言,可适当列举出选自LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2、LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2及LiNi0.8Co0.15Al0.05O2中的一种或两种以上。
进而,作为正极活性物质,也可以使用含锂的橄榄石型磷酸盐。特别优选含有选自铁、钴、镍及锰中的至少一种以上的含锂的橄榄石型磷酸盐。作为其具体例子,可列举出选自LiFePO4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiMnPO4及LiFe1-xMnxPO4(0.1<x<0.9)中的一种或两种以上。
这些含锂的橄榄石型磷酸盐的一部分也可以用其它元素置换,可以将铁、钴、镍、锰的一部分用选自Co、Mn、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Nb、Cu、Zn、Mo、Ca、Sr、W及Zr等中的一种以上的元素置换,或用含有这些其它元素的化合物或碳材料覆盖。它们中,优选LiFePO4或LiMnPO4
此外,含锂的橄榄石型磷酸盐也可以与例如上述的正极活性物质混合使用。
含锂的橄榄石型磷酸盐由于形成稳定的磷酸骨架(PO4)结构,充电时的热稳定性优异,所以能够提高高温环境下的充电保存特性及放电保存特性。
此外,作为锂一次电池用正极,可列举出CuO、Cu2O、Ag2O、Ag2CrO4、CuS、CuSO4、TiO2、TiS2、SiO2、SnO、V2O5、V6O12、VOx、Nb2O5、Bi2O3、Bi2Pb2O5、Sb2O3、CrO3、Cr2O3、MoO3、WO3、SeO2、MnO2、Mn2O3、Fe2O3、FeO、Fe3O4、Ni2O3、NiO、CoO3、CoO等一种或两种以上的金属元素的氧化物或硫属化合物、SO2、SOCl2等硫化合物、通式(CFx)n所表示的氟化碳(氟化石墨)等。它们中,优选MnO2、V2O5或氟化石墨等。
正极的导电剂只要是不引起化学变化的电子传导材料就没有特别限制。可列举出例如天然石墨(鳞片状石墨等)、人造石墨等石墨、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑、或热裂法炭黑等炭黑等。此外,也可以将石墨与炭黑适当混合使用。导电剂在正极合剂中的添加量优选为1~10质量%,更优选为2~5质量%。
正极可以通过将上述的正极活性物质与乙炔黑、炭黑等导电剂及聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、苯乙烯与丁二烯的共聚物(SBR)、丙烯腈与丁二烯的共聚物(NBR)、羧甲基纤维素(CMC)、乙丙三元共聚物等粘结剂混合,在其中添加1-甲基-2-吡咯烷酮等高沸点溶剂进行混炼而制成正极合剂后,将该正极合剂涂布到集电体的铝箔或不锈钢制的条板等上,干燥,加压成型后,在50℃~250℃左右的温度下、在真空下进行2小时左右加热处理来制作。
正极的除集电体以外的部分的密度通常为1.5g/cm3以上,为了进一步提高电池的容量,优选为2g/cm3以上,更优选为3g/cm3以上,进一步优选为3.6g/cm3以上。另外,其上限优选为4g/cm3以下。
作为锂二次电池用负极活性物质,可列举出选自锂金属、锂合金、能够嵌入及脱嵌锂的碳材料〔易石墨化碳、(002)面的晶面距离为0.37nm以上的难石墨化碳、(002)面的晶面距离为0.34nm以下的石墨等〕、锡(单质)、锡化合物、硅(单质)、硅化合物、Li4Ti5O12等钛酸锂化合物等中的一种或两种以上。
它们中,在锂离子的嵌入及脱嵌能力方面,更优选使用人造石墨、天然石墨等高结晶性的碳材料,进一步优选使用具有晶格面(002)的晶面距离(d002)为0.340nm(纳米)以下、特别是0.335~0.337nm的石墨型晶体结构的碳材料。
特别优选使用具有多个扁平状的石墨质微粒彼此非平行地集合或结合而成的块状结构的人造石墨粒子、例如对鳞片状天然石墨粒子反复给予压缩力、摩擦力、剪切力等机械作用而实施了球形化处理的石墨粒子。
若由将负极的除集电体以外的部分的密度加压成形为1.5g/cm3以上的密度时的负极片材的X射线衍射测定得到的石墨结晶的(110)面的峰值强度I(110)与(004)面的峰值强度I(004)的比I(110)/I(004)达到0.01以上,则金属从正极活性物质的溶出量的改善和充电保存特性进一步提高,所以优选,更优选达到0.05以上,进一步优选达到0.1以上。此外,由于有时过度地过于处理而使结晶性降低且电池的放电容量降低,所以上限优选为0.5以下,更优选为0.3以下。
此外,由于若高结晶性的碳材料(芯材)被与芯材相比结晶性低的碳材料包覆,则在高温环境下的电化学特性进一步变得良好,所以优选。覆盖的碳材料的结晶性可以通过TEM进行确认。
若使用高结晶性的碳材料,则存在在充电时与非水电解液反应,通过界面电阻的增加使低温或高温下的电化学特性降低的倾向,但在本发明所述的锂二次电池的高温环境下的电化学特性变得良好。
此外,对于作为负极活性物质的能够嵌入及脱嵌锂的金属化合物,可列举出含有至少一种Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Al、Ga、In、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr、或Ba等金属元素的化合物。这些金属化合物可以以单质、合金、氧化物、氮化物、硫化物、硼化物、与锂的合金等中的任一形态使用,但单质、合金、氧化物、与锂的合金中的任一种由于能够高容量化,所以优选。它们中,优选含有选自Si、Ge及Sn中的至少一种元素的金属化合物,含有选自Si及Sn中的至少一种元素的金属化合物由于能够将电池高容量化,所以特别优选。
负极可以通过使用与上述的正极的制作同样的导电剂、粘结剂、高沸点溶剂进行混炼而制成负极合剂后,将该负极合剂涂布到集电体的铜箔等上,干燥,加压成型后,在50℃~250℃左右的温度下、在真空下进行2小时左右加热处理来制作。
负极的除集电体以外的部分的密度通常为1.1g/cm3以上,为了进一步提高电池的容量,优选为1.5g/cm3以上,特别优选为1.7g/cm3以上。另外,作为上限,优选为2g/cm3以下。
此外,作为锂一次电池用的负极活性物质,可列举出锂金属或锂合金。
对于锂电池的结构没有特别限定,可以适用具有单层或多层的隔膜的硬币型电池、圆筒型电池、方型电池、层压电池等。
作为电池用隔膜,没有特别限制,但可以使用聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃的单层或层叠的微多孔性膜、织布、无纺布等。
作为聚烯烃的层叠体,优选为聚乙烯与聚丙烯的层叠体,更优选为聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的3层结构。
隔膜的厚度优选为2μm以上,更优选为3μm以上,进一步优选为4μm以上,此外,其上限为30μm以下,优选为20μm以下,更优选为15μm以下。
本发明中的锂二次电池在充电终止电压为4.2V以上、特别是4.3V以上的情况下,高温环境下的电化学特性也优异,进而在4.4V以上,特性也良好。放电终止电压通常可以设定为2.8V以上,进而可以设定为2.5V以上,但本发明中的锂二次电池可以设定为2.0V以上。对于电流值没有特别限定,但通常在0.1~30C的范围内使用。此外,本发明中的锂电池可以在-40~100℃、优选在-10~80℃下进行充放电。
本发明中,作为锂电池的内压上升的对策,也可以采用在电池盖上设置安全阀、或在电池罐或垫圈等部件中刻入切口的方法。此外,作为防止过充电的安全对策,可以在电池盖上设置感知电池的内压而阻断电流的电流阻断机构。
〔第2蓄电设备(双电层电容器)〕
本发明的第2蓄电设备为包含本发明的非水电解液、利用电解液和电极界面的双电层容量来储藏能量的蓄电设备。本发明的一个例子为双电层电容器。该蓄电设备中使用的最典型的电极活性物质为活性炭。双层容量大致与表面积成正比地增加。
〔第3蓄电设备〕
本发明的第3蓄电设备为包含本发明的非水电解液、利用电极的掺杂/脱掺杂反应来储藏能量的蓄电设备。作为该蓄电设备中使用的电极活性物质,可列举出氧化钌、氧化铱、氧化钨、氧化钼、氧化铜等金属氧化物、或多并苯、聚噻吩衍生物等π共轭高分子。使用了这些电极活性物质的电容器能够进行伴随电极的掺杂/脱掺杂反应的能量储藏。
〔第4蓄电设备(锂离子电容器)〕
本发明的第4蓄电设备是包含本发明的非水电解液、利用锂离子在作为负极的石墨等碳材料中的嵌入来储藏能量的蓄电设备。称为锂离子电容器(LIC)。正极可列举出例如利用了活性炭电极与电解液之间的双电层的正极、利用了π共轭高分子电极的掺杂/脱掺杂反应的正极等。电解液中至少含有LiPF6等锂盐。
实施例
以下,示出使用了本发明的化合物的电解液的实施例,但本发明并不限定于这些实施例。
实施例1~18、比较例1~6
〔锂离子二次电池的制作〕
将LiNi0.33Co0.33Mn0.34O2 92质量%、乙炔黑(导电剂)5质量%混合,添加到预先使聚偏氟乙烯(粘结剂)3质量%溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮中而得到的溶液中并混合,制备正极合剂膏糊。将该正极合剂膏糊涂布到铝箔(集电体)上的一面上,干燥,加压处理而冲裁成规定的大小,制作正极片材。正极的除集电体以外的部分的密度为3.6g/cm3
此外,将硅(单质)5质量%、人造石墨(d002=0.335nm、负极活性物质)90质量%添加到预先使聚偏氟乙烯(粘结剂)5质量%溶解到1-甲基-2-吡咯烷酮中而得到的溶液中并混合,制备负极合剂膏糊。将该负极合剂膏糊涂布到铜箔(集电体)上的一面上,干燥,加压处理而冲裁成规定的大小,制作负极片材。负极的除集电体以外的部分的密度为1.5g/cm3。此外,使用该电极片材进行X射线衍射测定,结果石墨结晶的(110)面的峰值强度I(110)与(004)面的峰值强度I(004)的比〔I(110)/I(004)〕为0.1。
然后,将正极片材、微多孔性聚乙烯膜制隔膜、负极片材依次层叠,添加表1~2中记载的组成的非水电解液,制作层压电池。
〔高温充电保存特性的评价〕
<初期放电容量及阻抗>
通过使用通过上述的方法制作的层压电池,在25℃的恒温槽中,以0.2C的恒电流及恒电压,充电7小时至终止电压为4.2V为止,在0.2C的恒电流下放电至终止电压为2.5V为止,求出初期放电容量。之后,在25℃的恒温槽中,测定1kHz下的阻抗,求出初期的阻抗。
<高温充电保存试验>
接着,将该层压电池在60℃的恒温槽中,以0.2C的恒电流及恒电压充电7小时至终止电压为4.2V为止,在开路的状态下进行7天保存。之后,放入25℃的恒温槽中,暂且在1C的恒电流下放电至终止电压为2.5V为止。
接着,通过在25℃的恒温槽中,以0.2C的恒电流及恒电压,充电7小时至终止电压为4.4V为止,在0.2C的恒电流下放电至终止电压为2.5V为止,求出充电保存后的恢复放电容量。通过以下的式子求出高温充电保存后的容量恢复率。
高温充电保存后的容量恢复率(%)=(恢复放电容量/初期放电容量)×100
进而,之后,将硬币电池在25℃的恒温槽中,测定1kHz下的阻抗,求出充电保存后的阻抗。通过以下的式子求出充电保存后的阻抗变化率。
高温充电保存后的阻抗变化率(%)=(保存后阻抗/初期阻抗)×100
〔高温放电保存特性的评价〕
<高温放电保存后的电解液中的金属溶出量>
使用通过上述的方法同样地制作的层压电池,在25℃的恒温槽中,以0.2C的恒电流及恒电压,充电7小时至终止电压为4.2V为止,在0.2C的恒电流下放电至终止电压为2.5V为止。
接着,将该层压电池放入80℃的恒温中,在开路的状态下进行14天保存。之后,放入25℃的恒温槽中,充分冷却后,从层压电池中抽出电解液。然后,对电解液中的Cu离子(金属从负极集电体的溶出)的浓度通过ICP-MS分析进行定量。高温放电保存后的金属溶出量以将比较例1的金属溶出量设为100%时作为基准,求出相对值。
将电池的制作条件及电池特性示于表1及2中。
另外,表1的实施例10中使用的PP为丙酸丙酯的缩写。
表1
表2
实施例19、比较例7
代替实施例1中使用的正极活性物质,使用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(正极活性物质),制作正极片材。将LiNi0.6Co0.2Mn0.2O292质量%、乙炔黑(导电剂)5质量%混合,添加到预先使聚偏氟乙烯(粘结剂)3质量%溶解到1-甲基-2-吡咯烷酮中而得到的溶液中并混合,制备正极合剂膏糊。将该正极合剂膏糊涂布到铝箔(集电体)上,干燥,加压处理并冲裁成规定的大小,制作正极片材,将电池评价时的充电终止电压设定为4.4V,将放电终止电压设定为2.5V,除此以外与实施例1同样地制作层压电池,进行电池评价。
此外,高温放电保存后的金属溶出量以将比较例7的金属溶出量设为100%时作为基准,求出相对值。将结果示于表3中。
表3
上述实施例1~19的锂二次电池中的任一者与使用在本发明的非水电解液中没有添加1,3-二噁烷和上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物这两者时的比较例1、添加了任一者时的比较例2及3、与本发明的特定量相比过度地添加了任一者时的比较例4及5、添加了1,3-二噁烷和具有碳-碳三键的磺酸酯的比较例6的非水电解液的锂二次电池相比,充电保存特性及放电保存特性显著提高。
由以上判明,本发明的效果是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液中组合含有本发明的特定量的1,3-二噁烷和特定量的上述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物时的特有的效果。
此外,根据实施例19和比较例7,在正极中使用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的情况下也见到同样的效果。因此显然可知本发明的效果并非依赖于特定的正极、负极的效果。
进而,本发明的非水电解液还具有改善锂一次电池、锂离子电容器、锂空气电池等高温环境下的充电保存特性及放电特性的效果。
产业上的可利用性
只要使用本发明的非水电解液,就能够得到高温环境下的电化学特性优异的蓄电设备。特别是作为混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车、电池电动汽车等中搭载的蓄电设备用的非水电解液来使用时,能够得到能够提高高温环境下的电化学特性的蓄电设备。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种蓄电设备用非水电解液,其特征在于,其是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3-二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的下述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物,
式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示选自甲基及乙基的烷基、或选自甲氧基及乙氧基的烷氧基。
2.根据权利要求1所述的非水电解液,其中,通式(I)所表示的化合物为选自醋酸2-丙炔酯、丙酸2-丙炔酯、碳酸甲基2-丙炔酯及碳酸乙基2-丙炔酯中的一种或两种以上。
3.(修改后)根据权利要求1或2所述的非水电解液,其中,电解质盐包含LiPF6,并进一步包含选自LiBF4、LiN(SO2CF3)2及LiN(SO2F)2中的至少一种锂盐。
4.(修改后)根据权利要求3所述的非水电解液,其中,除LiPF6以外的锂盐在非水溶剂中所占的比例为0.001M以上且1.0M以下。
5.(修改后)根据权利要求1或2所述的非水电解液,其中,电解质盐包含选自具有草酸骨架的锂盐、具有磷酸骨架的锂盐及具有S=O基的锂盐中的一种以上的锂盐。
6.(修改后)根据权利要求5所述的非水电解液,其中,具有草酸骨架的锂盐包含选自双(草酸根合)硼酸锂、二氟(草酸根合)硼酸锂、四氟(草酸根合)磷酸锂及二氟双(草酸根合)磷酸锂中的至少一种锂盐。
7.(修改后)根据权利要求5所述的非水电解液,其中,具有磷酸骨架的锂盐包含LiPO2F2或Li2PO3F。
8.(修改后)根据权利要求5所述的非水电解液,其中,具有S=O基的锂盐包含选自三氟((甲磺酰)氧基)硼酸锂、五氟((甲磺酰)氧基)磷酸锂、甲基硫酸锂、乙基硫酸锂、2,2,2-三氟乙基硫酸锂及FSO3Li中的一种以上的锂盐。
9.(修改后)根据权利要求5~8中任一项所述的非水电解液,其中,选自具有草酸骨架的锂盐、具有磷酸骨架的锂盐及具有S=O基的锂盐中的一种以上的锂盐在非水溶剂中所占的比例为0.001M以上且0.5M以下。
10.(追加)根据权利要求1~9中任一项所述的非水电解液,其中,非水溶剂包含环状碳酸酯及链状酯。
11.(追加)根据权利要求10所述的非水电解液,其中,环状碳酸酯包含选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、4-氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、碳酸亚乙烯酯及4-乙炔基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮中的一种或两种以上。
12.(追加)根据权利要求10或11所述的非水电解液,其中,链状酯包含选自非对称链状碳酸酯、对称链状碳酸酯及链状羧酸酯中的一种或两种以上。
13.(追加)根据权利要求10~12中任一项所述的非水电解液,其中,非对称链状碳酸酯为选自碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲基异丙酯、碳酸甲丁酯及碳酸乙丙酯中的一种或两种以上,非对称链状碳酸酯为选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯及碳酸二丁酯中的一种或两种以上,链状羧酸酯为选自新戊酸甲酯、新戊酸乙酯、新戊酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、醋酸甲酯及醋酸乙酯中的一种或两种以上。
14.(追加)根据权利要求10~13中任一项所述的非水电解液,其中,链状酯包含对称链状碳酸酯和非对称链状碳酸酯这两者,对称链状碳酸酯的含量多于非对称链状碳酸酯的含量。
15.(追加)一种蓄电设备,其特征在于,其是具备正极、负极及在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液的蓄电设备,该非水电解液为权利要求1~14中任一项所述的非水电解液。
16.(追加)根据权利要求15所述的锂离子二次电池,其中,负极包含选自锂金属、锂合金、能够嵌入及脱嵌锂的碳材料、锡、锡化合物、硅、硅化合物及钛酸锂化合物中的一种或两种以上作为负极活性物质。
17.(追加)根据权利要求15或16所述的蓄电设备,其中,正极包含含有选自钴、锰及镍中的一种或两种以上的与锂的复合金属氧化物、或含锂的橄榄石型磷酸盐作为正极活性物质。
18.(追加)根据权利要求15~17中任一项所述的蓄电设备,其中,蓄电设备为锂二次电池或锂离子电容器。

Claims (9)

1.一种蓄电设备用非水电解液,其特征在于,其是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,非水电解液中含有0.1~4质量%的1,3-二噁烷,并进一步含有0.1~4质量%的下述通式(I)所表示的具有碳-碳三键的化合物,
式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示选自甲基及乙基的烷基、或选自甲氧基及乙氧基的烷氧基。
2.根据权利要求1所述的非水电解液,其中,通式(I)所表示的化合物为选自醋酸2-丙炔酯、丙酸2-丙炔酯、碳酸甲基2-丙炔酯及碳酸乙基2-丙炔酯中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其中,非水溶剂包含环状碳酸酯及链状酯。
4.根据权利要求3所述的非水电解液,其中,环状碳酸酯包含选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、4-氟-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮、碳酸亚乙烯酯及4-乙炔基-1,3-二氧杂环戊烷-2-酮中的一种或两种以上。
5.根据权利要求3或4所述的非水电解液,其中,链状酯包含对称链状碳酸酯和非对称链状碳酸酯这两者,对称链状碳酸酯的含量多于非对称链状碳酸酯的含量。
6.一种蓄电设备,其特征在于,其是具备正极、负极及在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液的蓄电设备,该非水电解液为权利要求1~5中任一项所述的非水电解液。
7.根据权利要求6所述的锂离子二次电池,其中,负极包含选自锂金属、锂合金、能够嵌入及脱嵌锂的碳材料、锡、锡化合物、硅、硅化合物及钛酸锂化合物中的一种或两种以上作为负极活性物质。
8.根据权利要求6或7所述的蓄电设备,其中,正极包含含有选自钴、锰及镍中的一种或两种以上的与锂的复合金属氧化物、或含锂的橄榄石型磷酸盐作为正极活性物质。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的蓄电设备,其中,蓄电设备为锂二次电池或锂离子电容器。
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