專利名稱：電解液、二次電池、電池組、電動車輛和電力存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解液、使用該電解液的二次電池、使用該二次電池的電池組、使用該二次電池的電動車輛、使用該二次電池的電力存儲系統(tǒng)、使用該二次電池的電動工具和使用該二次電池的電子裝置。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)廣泛使用了如移動電話和個人數(shù)字助理(PDA)的各種電子裝置，并且已經(jīng)強烈要求進一步減小電子裝置的尺寸和重量并實現(xiàn)它們的長壽命。因此，作為用于電子裝置的電源，已經(jīng)開發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且輕量化的二次電池。現(xiàn)如今，已經(jīng)考慮將這種二次電池應(yīng)用于由可附接且可拆卸地安裝在電子裝置等上的電池組、電動車輛如電動汽車、電力存儲系統(tǒng)如家用電力服務(wù)器、或電動工具如電鉆代表的各種其他應(yīng)用。作為二次電池，已經(jīng)提出了通過利用各種充放電原理來獲得電池容量的二次電池。特別地，利用鋰作為電極反應(yīng)物的鋰二次電池被認為是有前景的，因為與鉛電池、鎳鎘電池等相比，這種鋰二次電池提供更高的能量密度。鋰二次電池包括利用鋰離子的插入(嵌入，insertion)和提取(脫嵌，extraction)的鋰離子二次電池和利用鋰金屬的析出(precipitation)和溶解的鋰金屬二次電池。二次電池包括正極、負極和電解液。電解液包含溶劑和電解質(zhì)鹽。用作用于充電和放電反應(yīng)的介質(zhì)的電解液很大程度上影響二次電池的性能。因此，已經(jīng)對電解液的組成進行了各種研究。
具體地，為了提高電化學(xué)特性，對使用具有吸電子基團如鹵素基團、氰基基團和硝基基團的環(huán)狀酯化合物進行了研究(例如，參見日本未審查專利申請公開號2005-038722、2006-019274和2009-117382)。環(huán)狀酯化合物的實例包括碳酸氟代亞乙酯、碳酸氰基亞乙酉旨(cyanoethylene carbonate)、和碳酸 肖基亞乙酉旨(nitroethylene carbonate)。
發(fā)明內(nèi)容
近年來，日益開發(fā)了應(yīng)用二次電池的電子裝置等的高性能和多功能。因此，期望二次電池的電池特性的進一步改善。期望提供能夠提供優(yōu)異的電池特性的電解液、二次電池、電池組、電動車輛、電力存儲系統(tǒng)、電動工具和電子裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了包含由下面描述的式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯(含氰基的環(huán)狀碳酸酯，cyano cyclic ester carbonate)的電解液，
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括正極；負極；以及電解液，其中所述電解液包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，在Rl至R3中，所述鹵素基團是氟基團、氯基團、溴基團、和碘基團中的一種，所述一價烴基團和所述一價鹵代烴基團各自是具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的烯基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的炔基基團、具有6以上至18以下的碳數(shù)的芳基基團、具有3以上至18以下的碳數(shù)的環(huán)烷基基團、以及通過用鹵素基團取代各個上述基團的部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種，并且所述一價含氧烴基團和所述一價鹵代含氧烴基團各自是具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷氧基基團以及通過用鹵素基團取代所述烷氧基基團的部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述氰基環(huán)狀碳酸酯是由下述式(1-1)至式(1-24)表示的化合物中的一種或多種，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述電解液中所述氰基環(huán)狀碳酸酯的含量為O. 01重量％以上至20重量％以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述電解液包含由下述式(2)至式(6)表示的化合物中的一種或多種，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，在R4至R12中，所述一價烴基團和所述一價鹵代烴基團各自是具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的烯基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的炔基基團、具有6以上至18以下的碳數(shù)的芳基基團、具有3以上至18以下的碳數(shù)的環(huán)烷基基團、以及通過用鹵素基團取代各個上述基團的部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種，所述一價含氧烴基團和所述一價鹵代含氧烴基團各自是具有I以上至12以下的碳數(shù)的烷氧基基團以及通過用鹵素基團取代所述烷氧基基團的部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種，所述二價烴基團和所述二價鹵代烴基團各自是具有I以上至12以下的碳數(shù)的亞烷基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的亞烯基基團、具有2以上至12以下的碳數(shù)的亞炔基基團、具有6以上至18以下的碳數(shù)的亞芳基基團、具有3以上至18以下的碳數(shù)的亞環(huán)烷基基團、包括亞芳基基團和亞烷基基團的基團、以及通過用鹵素基團取代各個上述基團的部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種，并且所述二價含氧烴基團和所述二價鹵代含氧烴基團各自是包含醚鍵和亞烷基基團的基團、以及通過用鹵素基團取代其部分或全部氫基團而獲得的基團中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，由式(2)表示的化合物是由下述式(2-1)至式(2-12)表示的化合物中的一種，由式(3)表示的化合物是由下述式(3-1)至式(3-17)表示的化合物中的一種，以及由式(4 )表示的化合物是由下述式(4-1)至式(4-9 )表示的化合物中的一種，
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池，其中，所述電解液中所述由式(2)至式(6)表示的化合物的含量為O. 001重量％以上至2重量％以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰離子二次電池。
10.一種電解液，包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，
11.一種電池組，包括二次電池；控制部，控制所述二次電池的使用狀態(tài)；以及開關(guān)部，根據(jù)所述控制部的指令切換所述二次電池的使用狀態(tài)，其中所述二次電池包括正極、負極以及電解液，并且所述電解液包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，
12.—種電動車輛,包括二次電池；轉(zhuǎn)換部，將從所述二次電池供應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力；驅(qū)動部，根據(jù)所述驅(qū)動力進行操作；以及控制部，控制所述二次電池的使用狀態(tài)，其中所述二次電池包括正極、負極以及電解液，并且所述電解液包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，
13.一種電力存儲系統(tǒng)，包括二次電池；一個或兩個以上電氣裝置，從所述二次電池向所述電氣裝置供應(yīng)電力；以及控制部，控制從所述二次電池到所述電氣裝置的電力供應(yīng)，
14.一種電動工具，包括二次電池；和可移動部，從所述二次電池向所述可移動部供應(yīng)電力，其中所述二次電池包括正極、負極以及電解液，并且所述電解液包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，其中，Rl至R3各自是氫基團、鹵素基團、氰基基團、一價烴基團、一價鹵代烴基團、一價含氧烴基團、和一價鹵代含氧烴基團中的一種；R1至1 3中的任意兩個以上可以彼此鍵合；并且當氰基基團的總數(shù)為I時，Rl至R3中的一個以上各自是鹵素基團、一價鹵代烴基團、或一價鹵代含氧烴基團。
15.一種電子裝置，包括二次電池作為電力供應(yīng)源，其中，所述二次電池包括正極、負極以及電解液，并且所述電解液包含由下述式(I)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電解液、二次電池、電池組、電動車輛和電力存儲系統(tǒng)。該二次電池包括正極；負極；和電解液，其中該電解液包含由下述式(1)表示的氰基環(huán)狀碳酸酯，其中R1至R3各自是氫基團、鹵素基團、氰基基團、一價烴基團、一價鹵代烴基團、一價含氧烴基團、和一價鹵代含氧烴基團中的一種；R1至R3中的任意兩個以上可以彼此鍵合；并且當氰基基團的總數(shù)為1時，R1至R3中的一個以上各自是鹵素基團、一價鹵代烴基團、或一價鹵代含氧烴基團。
文檔編號H01M10/0566GK103035944SQ20121037217
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月7日
發(fā)明者井原將之, 洼田忠彥 申請人:索尼公司