[发明专利]电化学器件用电解液和电化学器件

说明书

本发明的课题在于提供能够提高电化学器件高温可靠性的电化学器件用电解液和具有该电解液的电化学器件。本发明的解决课题的技术方案为：电化学器件用电解液的特征在于，包含：在环状碳酸酯的溶剂中含有1.0mol/L～1.6mol/L的LiPF₆作为电解质的溶液；相对于上述溶液的添加量为1.0wt％～3.0wt％的锂的草酸根合配位盐和相对于上述溶液的添加量为1.0wt％～9.0wt％的直链碳酸酯。

技术领域

本发明涉及电化学器件用电解液和电化学器件。

背景技术

使用了非水电解液的双电荷层电容器、锂离子电容器等的电化学器件中，由于溶剂的电解电压高，因此能够提高耐电压，能够储存大的能量。

近年来，电化学器件被要求确保高温状态下的可靠性。关于高温可靠性，被认为是由于作为电解质的PF₆^－等的阴离子分解产生氟化氢等的分解物，电解液在负极附近发生还原分解形成高电阻的覆膜等，导致电池单元的各种特性恶化。

为了解决上述问题，例如专利文献1公开的锂离子电池中，使用了将四氟硼酸锂(LiBF₄)和双(五氟乙基磺酰)亚胺锂(LiBETI)以一定的比例混合而成的电解液。专利文献2公开的锂离子电池中，使用了在六氟磷酸锂(LiPF₆)中为了提高高温贮蔵特性而添加一部分LiBF₄的电解液。专利文献3公开的非水电解质电池中，为了抑制高温保存器件时的DCR的上升，在电解液中添加了碳酸亚乙烯酯和草酸根合盐。专利文献4公开的非水电解质电池中，为了在宽的温度范围进行稳定的充放电循环，在电解液中添加了含氟碳酸酯和硼酸锂盐。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－236990号公报

专利文献2：日本特开2003－346898号公报

专利文献3：日本特开2015－79726号公报

专利文献4：日本特开2014－182889号公报

发明内容

发明所要解决的课题

像专利文献1那样，使用将LiBF₄与LiBETI以一定比例混合的电解液时，由于提高了电解质的耐热性和LiBETI的导电度，与以LiPF₆作为电解质的电解液相比提高了高温时电解液的稳定性，但是，LiBETI在正极电位为4V(vs Li/Li⁺)左右时，腐蚀集电箔(铝)，因此长期可靠性存在问题。

专利文献2公开了使用在LiPF₆中混合一部分LiBF₄的电解液来抑制高温贮蔵后的电池的劣化，虽然在高温(60℃)下LiPF₆几乎不热分解，是有效果的，但在85℃的环境下不能忽视LiPF₆的热分解，难以期待提高电池的可靠性。

专利文献3虽然记载了向电解液中少量地添加草酸根合盐和碳酸亚乙烯酯，对由此制作的电池单元进行熟化处理，由此抑制高温保存时的DCR上升，但公开了在高于60℃的温度下进行熟化时，DCR大大恶化的结果，因此难以进一步得到高温可靠性。

专利文献4虽然公开了向电解液中添加双(草酸根合)硼酸锂和氟代亚乙基碳酸酯，由此提高高温(60℃)时的循环可靠性，但在85℃的环境下氟代亚乙基碳酸酯的添加量多时，未反应的氟代亚乙基碳酸酯发生分解使DCR上升。另外，当电解液中的直链碳酸酯的比例以一定量以上存在时，在高温下电解质的LiPF₆发生分解，也会使DCR上升。

本发明是鉴于上述问题而进行的发明，目的在于提供能够提高电化学器件的高温可靠性的电化学器件用电解液和具有该电解液的电化学器件。