[发明专利]非水系电解液电池

说明书

本申请是分案申请，其原申请的国际申请号为PCT/JP2008/054880，中国国家申请号为200880006114.X，申请日为2008年3月17日，发明名称为“非水系电解液和非水系电解液电池”。

技术领域

本发明涉及非水系电解液、和使用了该非水系电解液的非水系电解液电池。

背景技术

在从移动电话、笔记本电脑等所谓民生用的电源到汽车用等驱动用车载电源的广泛用途中，锂二次电池等非水系电解液电池不断地被实用化。

但是，近年来对非水系电解液电池的高性能化要求越来越高，迫切希望改善电池特性。

在非水系电解液电池中使用的电解液通常主要由电解质和非水溶剂构成。作为非水溶剂的主要成分，使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等环状碳酸酯；碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等链状碳酸酯；γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状羧酸酯等。

此外，为了改良如此得到的非水系电解液电池的负荷特性、循环特性、保存特性等电池特性，对非水溶剂、电解质进行了各种研究。

例如，在专利文献1中，为了制作高温保存时的电池性能劣化得到了抑制的电池，提出了含有次膦酸酯的电解液。

此外，在专利文献2中，为了制作阻燃性高的安全的、能够产生高电压且充放电优异的非水系电解液二次电池，提出了含有膦酰基乙酸酯类的电解液。

进而，在专利文献3中，为了制作阻燃性优异的电池，提出了含有膦酰基乙酸酯类的电解液。

此外，在专利文献4中，提出了如下方案：使用不对称链状碳酸酯和具有双键的环状碳酸酯的混合物作为非水溶剂时，具有双键的环状碳酸酯优先与负极反应而在负极表面形成优良的覆膜，由此抑制因不对称链状碳酸酯导致的在负极表面上形成非导体覆膜，因此提高了保存特性和循环特性。

但是，近年来对电池高性能化的要求越来越高，要求高度地实现高容量、高温保存特性、循环特性。

作为高容量化的方法，研究了在有限的电池体积中尽可能多地填充活性物质的方法，一般采用如下设计：对电极的活性物质层加压而高密度化，或者极力减少电池内部中除了活性物质以外的其他物质所占的体积。但是，对电极的活性物质层加压而高密度化或者减少电解液的量的做法不能均匀地使用活性物质，由于不均匀地反应，因而促进了活性物质的劣化，容易产生无法获得充分特性的问题。进而，也会产生如下问题：因高容量化而使电池内部的空隙减少，即使电解液分解而产生少量气体也会使电池内压显著上升。

特别是对于非水系电解液二次电池而言，其用作停电时的备用电源、便携式机器的电源的大部分情况下，为了弥补电池的自放电，始终供给微弱电流，形成持续充电的状态。在这种连续充电的状态下，电极活性物质始终为高活性的状态，与此同时，由于机器放热，因而促进电池的容量降低，或者电解液分解而容易产生气体。如果产生大量的气体，则因过充电等异常而导致内压异常上升，此时对于感知到这种状况而启动安全阀的电池而言，有时安全阀会工作。此外，对于没有安全阀的电池而言，所产生的气体的压力使电池膨胀，有时电池本身无法使用。

对于使用了专利文献1中记载的电解液的非水系电解液二次电池而言，如上所述，从抑制气体产生、高温保存特性、循环特性方面出发，尚未能令人满意。

对于使用了专利文献2和专利文献3中记载的电解液的非水系电解液二次电池而言，电解液中所含有的膦酰基乙酸酯类在羰基的α位具有氢原子，因此推定在负极侧的还原分解时容易发生氢的脱离反应，从电池特性方面考虑，尚未能令人满意。

此外，对于使用了专利文献4中记载的电解液的非水系电解液二次电池，如上所述，从抑制气体产生、高温保存特性方面考虑，尚未能令人满意。

专利文献1：日本特开2004-363077号公报

专利文献2：日本特开平10-189039号公报

专利文献3：日本特开平11-233141号公报

专利文献4：日本特开平11-185806号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种非水系电解液以及使用了该非水系电解液的非水系电解液电池，所述非水系电解液能够实现产生的气体少、容量高、保存特性和循环特性优异的非水系电解液电池。

本发明人为了达成上述目的，反复进行了各种研究，结果发现，通过在电解液中含有具有特定结构的化合物，可以解决上述课题，以至完成了本发明。