[发明专利]电解质组合物和锂离子二次电池

说明书

本发明涉及电解质组合物和锂离子二次电池。电解质组合物至少包含非质子有机溶剂、锂盐、阻燃剂和无机氧化物粒子。所述阻燃剂是选自由具有氟化烷基基团的磷系酸酯和具有氟化烷基基团的磷酸酯酰胺组成的组中的至少一种。

该非临时申请基于2017年10月25日提交日本专利局的日本专利申请2017-206512号和2018年3月15日提交日本专利局的日本专利申请2018-047790号，其全部内容通过引用并入文本。

技术领域

本公开内容涉及电解质组合物和锂离子二次电池。

背景技术

日本特开2013-218843号公报公开了一种含有磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯的电解质溶液。

发明内容

通常，因为电解质溶液中的溶剂是有机的并且具有低沸点和低闪点，所以用于锂离子二次电池的电解质溶液是可燃的。常规上，如在例如日本特开2013-218843号公报中所公开的，已经进行了研究以通过向电解质溶液中添加磷酸酯系阻燃剂等来赋予电解质溶液阻燃性。

添加有磷酸酯系阻燃剂的电解质溶液可以具有在着火后难以继续燃烧的特性(阻燃性)。然而，电解质溶液不具有难以着火的特性(难着火性)。

本公开内容的目的是提供一种具有难着火性的电解质组合物。

在下文中，将描述本公开内容的技术构成和效果。然而，本公开内容中描述的作用机制包括推定。作用机制是否正确不应限制权利要求的范围。

[1]本公开内容的电解质组合物用于锂离子二次电池中。

本公开内容的电解质组合物至少包含非质子有机溶剂、锂盐、阻燃剂和无机氧化物粒子。该阻燃剂是选自由具有氟化烷基基团的磷系酸酯和具有氟化烷基基团的磷酸酯酰胺组成的组中的至少一种。

在本公开内容中，术语“磷系酸酯”是指含有磷原子(+V)或磷原子(+III)的酸的酯。磷系酸酯包括由下式(1)表示的磷酸酯、由下式(2)表示的膦酸酯、由下式(3)表示的亚膦酸酯和由下式(4)表示的亚磷酸酯。下式(5)表示磷酸酯酰胺。

在下式(1)至(5)中，形成酯的烷基基团(R¹、R²和R³)含有氟原子(F)。换句话说，R¹、R²和R³各自为氟化烷基基团。每个氟化烷基基团中的碳原子数可以是例如1以上且6以下。每个氟化烷基基团可以是直链的或可以是支链的。每个氟化烷基基团中的所有氢原子(H)或部分氢原子可以被氟原子取代。

在下式(1)、(2)和(5)中，R¹和R²(或R³)可以被亚烷基基团(-R⁴-)取代，以形成环状结构。

R'、R”和R^*各自直接键合到磷原子(P)或氮原子(N)上。R'、R”和R^*各自可以是氢原子、烷基基团或芳族基团。R'、R”和R^*各自可以不含氟原子。然而，当R'、R”和R^*各自为烷基基团或芳族基团时，R'、R”和R^*各自可以含有氟原子。

下文中，具有氟化烷基基团的磷系酸酯可以缩写为“氟化磷系酸酯”，并且具有氟化烷基基团的磷酸酯酰胺可以缩写为“氟化磷酸酯酰胺”。另外，选自由氟化磷系酸酯和氟化磷酸酯酰胺组成的组中的至少一种可以统称为“氟化磷系酸酯等”。

认为本公开内容的电解质组合物由于氟化磷系酸酯等与无机氧化物粒子之间的协同作用而发挥其难着火性。

图1是解释本公开内容的作用机制的概念图。