JP2010034050A5

JP2010034050A5 -

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Publication number: JP2010034050A5
Application number: JP2009171623A
Authority: JP
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2010-11-04

Claims

非水性有機溶媒と、
リチウム塩と、
イオン性液体と、
ＡＭ１計算法によって求められた最低非占有分子軌道エネルギーが−０．５〜１．０ｅＶであり、前記ＡＭ１計算法によって求められた最高占有分子軌道エネルギーが−１１．０ｅＶよりも小さい添加剤と、
を含むことを特徴とする、リチウムイオン二次電池用電解液。
前記添加剤は、リチウム金属を基準として、還元電位が０．７Ｖより大きく、酸化電位が５．０Ｖより大きい
ことを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記添加剤は、フッ素を含有するカーボネートおよびフッ素を含有するエーテルからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記リチウムイオン二次電池用電解液は、ホウ素を含有するリチウム塩をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記フッ素を含有するカーボネートは、下記化学式１８または化学式１９で表される化合物である
ことを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記化学式１８において、Ｒ_１、Ｒ_２は、水素、フッ素および炭素数１〜５のフッ素化されたアルキル基からなる群より選択され、Ｒ_１とＲ_２は、同時に水素ではない。

前記化学式１９において、Ｒ_１、Ｒ_２は、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のフッ素化されたアルキル基から選択され、Ｒ_１、Ｒ_２のいずれか一つは、フッ素化されたアルキル基である。
前記ホウ素を含有するリチウム塩は、リチウムビスオキサレートボレートまたはリチウムフルオロオキサレートボレートである
ことを特徴とする、請求項４に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記フッ素を含有するエーテルは、下記化学式２０で表される化合物である
ことを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
Ｃ（Ｒ）_３−（Ｏ−Ｃ（Ｒ）_２−Ｃ（Ｒ）_２）ｎ−ＯＣ（Ｒ）_３・・・（化学式２０）

前記化学式２０において、それぞれのＲは、互いに独立して水素またはフッ素であり、全てのＲが水素ではなく、ｎは、１〜３である。
前記添加剤の含有量は、総電解液１００質量部に対して０．１〜２０質量部である
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記フッ素を含有するカーボネートの含有量は、総電解液１００質量部に対して３〜１０質量部である
ことを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記ホウ素を含有するリチウム塩の含有量は、総電解液１００質量部に対して０．１〜５質量部である
ことを特徴とする、請求項４に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記イオン性液体と前記添加剤との質量比は、６：０．５〜６：４である
ことを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記イオン性液体は、アンモニウム、イミダゾリウム、オキサゾリウム、ピペリジニウム、ピラジニウム、ピラゾリウム、ピリダジニウム、ピリジニウム、ピリミジニウム、ピロリジニウム、ピロリニウム、チリアゾリウム、トリアゾリウム、およびグアニジニウムからなる群より選択された陽イオンと、
ハロゲン、硫酸塩、スルホン酸塩、アミド、イミド、ホウ素塩、リン酸塩、アンチモン酸塩、デカン酸塩およびコバルトテトラカルボニルからなる群より選択された陰イオンと、
の組み合わせである
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記イオン性液体の含有量は、総電解液１００質量部に対して５〜７０質量部である
ことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記イオン性液体の含有量は、総電解液１００質量部に対して５〜４０質量部である
ことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記非水性有機溶媒は、カーボネート、エステル、エーテルおよびケトンからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記カーボネートは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、およびペンチレンカーボネートからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記エステルは、ｎ−メチルアセテート、ｎ−エチルアセテート、ｎ−プロピルアセテート、ジメチルアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、γ−ブチロラクトン、デカノライド、バレロラクトン、メバロノラクトン、およびカプロラクトンからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記エーテルは、ジブチルエーテル、テトラグライム、ジグライム、ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフラン、およびテトラヒドロフランからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記ケトンは、シクロヘキサノンおよびポリメチルビニルケトンからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１５に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
前記リチウム塩は、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＡｌＯ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＮ（Ｃ_ｐＦ_２ｐ＋１ＳＯ_２）（Ｃ_ｑＦ_２ｑ＋１ＳＯ_２）（ここで、ｐおよびｑは自然数である。）、ＬｉＣｌおよびＬｉＩからなる群より選択された単独またはこれらの混合物である
ことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
リチウムを可逆的に挿入および脱離可能な正極活物質を含む正極と、
リチウムを可逆的に挿入および脱離可能な負極活物質を含む負極と、
請求項１〜２０のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液と、
を含むことを特徴とする、リチウムイオン二次電池。