[发明专利]电解液和二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及含有卤化环状碳酸酯的电解液，和包括它的二次电池。

背景技术

近年来，便携式电子设备例如组合相机(combination cameras)，数码相机(digital still cameras)，移动电话和笔记本个人电脑已经广泛使用，人们强烈地要求减少它们的尺寸和重量并延长其并寿命。因此，已经开发了开发了能够提供高能量密度的电池，特别是轻质的二次电池作为这些便携式电子设备的电源。。

具体地，将插入和脱出锂离子用于充放电反应的锂离子二次电池，使用锂金属的析出和溶解(precipitation and dissolution)的锂金属二次电池等是极其具有前景的，这是因为与铅电池和镍镉电池相比，这种二次电池能够提供较高的能量密度。

该二次电池包括电解液以及正极和负极。该正极具有在正极集电体上的正极活性物质层。该负极具有在负极集电体上的负极活性物质层。该电解液含有溶剂和电解质盐。

用作充放电反应的介质的电解液显著影响二次电池的性能。因此，已经在电解液的组成上进行了各种研究。具体地，为了改善循环特性等，使用卤化的碳酸酯如碳酸三氟亚丙基酯，碳酸氟代亚乙酯，和碳酸二氟亚乙酯作为溶剂(例如，参考特开2001-297790号公报，特开2005-190978号公报，特开2007-019027号公报，和特开平07-240232号公报)。此外，使用具有卤化烷基的碳酸酯(例如，参考特开2006-210161号公报)。

发明内容

近年来，不断开发高性能和多功能的便携式电子设备，其电功率消耗往往增加。因此，频繁重复地进行二次电池的充电和放电，往往会降低循环特性和保存特性。因此，已经致力于进一步改善二次电池的循环特性和保存特性。在这种情况下，为了经常地和安全地使用二次电池，同样重要的是抑制与使用二次电池相关的电池膨胀。

考虑到前述缺点，在本发明中，期望提供能够获得优异的循环特性，优异的保存特性，和优异的膨胀特性的电解液，和使用该电解液的二次电池。

根据本发明的实施方式，其期望提供含有溶剂和电解质盐的电解液，其中所述溶剂含有式1中所示的卤化环状碳酸酯。此外，根据本发明的实施方式，期望提供这样的二次电池，其包括正极，负极，和含有溶剂和电解质盐的电解液，其中其电解质溶液具有前述组成。

式1

在该式中，X和Y是氧基或硫基。R1至R4是氢，卤素，烷基，或卤化烷基。其中至少一个是卤素，和其中至少一个是卤化烷基。

根据本发明的实施方式的电解液，该溶剂含有式1中所示的卤化环状碳酸酯。因此，与含有其它不符合式1的卤化环状碳酸酯的情况相比，化学稳定性改善得较多。因此，根据包含本发明的实施方式的电解液的二次电池，能够获得优异的循环特性，优异的保存特性，和优异的膨胀特性。

本发明的其它和进一步的目的、特性和优点将通过以下描述显得更加完整。

附图说明

图1是第一二次电池的结构的横截面视图，所述第一二次电池包含根据本发明实施方式的电解液；

图2是说明图1中所示螺旋盘绕的电极体的放大部分的横截面视图；

图3是示意性说明图2中所示负极的结构的横截面视图；

图4是示意性说明图2中所示负极的另一结构的横截面视图；

图5A和5B是说明图2中所示负极的横截面结构的SEM照片，及其示意图；

图6A和6B是说明图2中所示负极的另一横截面结构的SEM照片，及其示意图；

图7是分解透视图，其说明包括根据本发明实施方式的电解液的第三二次电池的结构；

图8是沿着图7中所示的螺旋盘绕的电极体的线VIII-VIII得到的横截面视图；和

图9是说明通过XPS得到的含SnCoC的物质的分析结果的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的实施方式。将以以下顺序给出描述。

1.电解液

2.包括电解液的电化学设备(二次电池)

2-1.第一二次电池(锂离子二次电池：圆柱形)

2-2.第二二次电池(锂金属二次电池：圆柱形)

2-3.第三二次电池(锂离子二次电池：叠层膜形)

1.电解液

根据本发明的实施方式的电解液用于例如电化学设备例如二次电池。在该电解液中，电解质盐是溶解在溶剂中的。但是，该电解液可含有除了该溶剂和电解质盐之外的其它物质，例如各种添加剂。

溶剂