[发明专利]电解液、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及电解液、使用该电解液的二次电池、使用该二次电池的电池组、使用该二次电池的电动车辆、使用该二次电池的电力存储系统、使用该二次电池的电动工具和使用该二次电池的电子装置。

背景技术

近年来，已经广泛使用了如移动电话和个人数字助理（PDA）的各种电子装置，并且已经强烈要求进一步减小电子装置的尺寸和重量并实现它们的长寿命。因此，作为用于电子装置的电源，已经开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小型且轻量化的二次电池。现如今，已经考虑将这种二次电池应用于由可附接且可拆卸地安装在电子装置等上的电池组、电动车辆如电动汽车、电力存储系统如家用电力服务器、或电动工具如电钻代表的各种其他应用。

作为二次电池，已经提出了通过利用各种充放电原理来获得电池容量的二次电池。特别地，利用锂作为电极反应物的锂二次电池被认为是有前景的，因为与铅电池、镍镉电池等相比，这种锂二次电池提供更高的能量密度。锂二次电池包括利用锂离子的插入（嵌入，insertion）和提取（脱嵌，extraction）的锂离子二次电池和利用锂金属的析出（precipitation）和溶解的锂金属二次电池。

二次电池包括正极、负极和电解液。电解液包含溶剂和电解质盐。用作用于充电和放电反应的介质的电解液很大程度上影响二次电池的性能。因此，已经对电解液的组成进行了各种研究。

具体地，为了提高电化学特性，对使用具有吸电子基团如卤素基团、氰基基团和硝基基团的环状酯化合物进行了研究（例如，参见日本未审查专利申请公开号2005-038722、2006-019274和2009-117382）。环状酯化合物的实例包括碳酸氟代亚乙酯、碳酸氰基亚乙酯（cyanoethylene carbonate）、和碳酸硝基亚乙酯（nitroethylene carbonate）。

发明内容

近年来，日益开发了应用二次电池的电子装置等的高性能和多功能。因此，期望二次电池的电池特性的进一步改善。

期望提供能够提供优异的电池特性的电解液、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置。

根据本发明的实施方式，提供了包含由下面描述的式（1）表示的氰基环状碳酸酯（含氰基的环状碳酸酯，cyano cyclic ester carbonate）的电解液，

其中R1至R3各自是氢基团、卤素基团、氰基基团、一价烃基团、一价卤代烃基团、一价含氧烃基团、和一价卤代含氧烃基团（monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group）中的一种；R1至R3中的任意两个以上可以彼此键合（结合，bond）；并且当氰基基团的总数为1时，R1至R3中的一个以上各自是卤素基团、一价卤代烃基团、或一价卤代含氧烃基团。

根据本发明的实施方式，提供了二次电池，包括：正极；负极；和电解液，其中该电解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基环状碳酸酯，

其中R1至R3各自是氢基团、卤素基团、氰基基团、一价烃基团、一价卤代烃基团、一价含氧烃基团、和一价卤代含氧烃基团中的一种；R1至R3中的任意两个以上可以彼此键合；并且当氰基基团的总数为1时，R1至R3中的一个以上各自是卤素基团、一价卤代烃基团、或一价卤代含氧烃基团。

根据本发明的实施方式，提供了电池组，包括二次电池；控制二次电池的使用状态的控制部；和根据控制部的指令来切换二次电池的使用状态的开关部（转换部，切换部，switch section），其中该二次电池包括正极、负极和电解液，且该电解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基环状碳酸酯，

其中R1至R3各自是氢基团、卤素基团、氰基基团、一价烃基团、一价卤代烃基团、一价含氧烃基团、和一价卤代含氧烃基团中的一种；R1至R3中的任意两个以上可以彼此键合；并且当氰基基团的总数为1时，R1至R3中的一个以上各自是卤素基团、一价卤代烃基团、或一价卤代含氧烃基团。

根据本发明的实施方式，提供了电动车辆，包括：二次电池；将从二次电池供应的电力转换为驱动力的转换部；根据该驱动力来操作的驱动部；以及控制二次电池的使用状态的控制部，其中该二次电池包括正极、负极和电解液，并且该电解液包括由下面描述的式（1）表示的氰基环状碳酸酯，