[发明专利]电解液和电池

说明书

本申请是申请日为2006年2月14日、申请号为200680005446.7 (PCT/JP2006/302490)、题目为“电解液和电池”的分案申请。

技术领域

本发明涉及电解液和使用该电解液的电池。

背景技术

近年来，以移动电话、PDA(个人数字助理)、和笔记本个人电脑为代表 的便携式电子设备的小型化和轻型化已得到了积极地促进。作为其一个环 节，已强烈要求作为其驱动电源的电池特别是二次电池的能量密度的改善。 作为能够提供高能量密度的二次电池，例如，使用能够嵌入和脱出锂(Li)的 材料如碳材料用于负极的锂离子二次电池是已知的。

此外，近年来，作为能够提供高能量密度的二次电池，已开发了一种 二次电池，其中能够嵌入和脱出锂的材料用于负极，锂金属析出在该表面 上，且由此负极容量包括由于锂的嵌入和脱出的容量成分(capacity component)和由于锂的析出和溶解的容量成分(例如，参见专利文件1)。

在这些二次电池中，例如，已实际使用了一种二次电池，其中包含锂、 钴(Co)、锰(Mn)等的复合氧化物用于正极，且溶剂如碳酸亚乙酯和电解质盐 如六氟磷酸锂用于电解液。

专利文件1：国际公开No.01/22519

专利文件2：日本未审专利申请公开No.7-312227

专利文件3：日本未审专利申请公开No.10-177814

发明内容

但是，有这样的问题：当六氟磷酸锂等分解以产生游离酸如氢氟酸(HF) 时，钴或锰从正极被洗出，且电解液分解，因此电池特性如充电和放电效 率降低。

在这种二次电池中，已考虑为了改善循环特性，例如，使用其中一些 氢被氟取代的环状碳酸酯等作为溶剂(例如，参见专利文件2和3)。但是， 当电池内包含水分时，例如，在使用作为这种环状碳酸酯之一的4-氟-1，3- 二氧戊环-2-酮的情况下，通过水解产生的氢氟酸促进电解液的分解反应。 此外，认为通过水解产生的产物的抗氧化性低。因此，有这样的问题：例 如，当层压膜用作包装部件时，以充电状态保存在高温环境下的电池膨胀。

考虑到以上问题，本发明的目的是提供能够抑制电池膨胀和改善电池 特性如充电和放电效率的电解液、以及使用该电解液的电池。

根据本发明的第一电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉 (scavenging)能力的化合物。

根据本发明的第二电解液包含六亚乙基四胺。

根据本发明的第一电池包括正极、负极和电解液，其中该电解液包含 4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物。

本发明的第二电池包括正极、负极和电解液，其中该电解液包含六亚 乙基四胺。

本发明的第一电解液包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力 的化合物。因此，游离酸可有效地被该具有质子捕捉能力的化合物捕捉。 结果，根据使用该电解液的本发明的第一电池，可防止电解液的分解反应 等。例如，可抑制电池的膨胀。

此外，当包含具有非共享电子对的氮化合物作为具有质子捕捉能力的 化合物时，可获得更高的效果。

此外，当在电解液中的氮化合物浓度满足数学式1时，可获得进一步 的效果。

[数学式1]

4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度(mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的 数量×0.4≤氮化合物的浓度(mol/kg)≤4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮的浓度 (mol/kg)/在氮化合物中非共享电子对的数量×10。

此外，本发明的第二电解液包含六亚乙基四胺。因此，在有效捕捉游 离酸的同时，可降低其反应性。结果，对于使用该电解液的本发明的电池， 可防止电解液的分解反应等，且可改善电池特性如充电和放电效率。

特别地，当在电解液中六亚乙基四胺的含量在0.001重量％-5重量％范 围内时，可获得更高的效果。

本发明包括：

1、一种包含4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和具有质子捕捉能力的化合物的电 解液。

2、项1的电解液，其中该具有质子捕捉能力的化合物包括具有非共享 电子对的氮化合物。