本發(fā)明涉及電池的循環(huán)壽命等電池特性優(yōu)異、也兼具電池的耐腐蝕性那樣的安全性的鋰離子二次電池用電解液以及具備所述電解液的鋰離子二次電池。

背景技術(shù)：

1、近年來，鋰離子二次電池(以下，也稱為lib)正在推進高能量密度化、高電壓化。其中，以改良高循環(huán)壽命、高溫保存特性等為目的，使用含有ni的鋰復合氧化物的正極、石墨材料或li4ti5o12(以下，也稱為lto)等鈦氧化物的負極、作為電解質(zhì)包含鋰雙(氟磺?；?酰亞胺(以下，也稱為lifsi)的非水電解液的鋰離子二次電池逐漸用于車載用二次電池。

2、然而，在專利文獻1中指出了在以lifsi等酰亞胺系鋰鹽為電解質(zhì)的非水電解液中，在大于4.2v的高電壓條件下工作時使得作為鋰離子二次電池的正極集電體使用的鋁腐蝕的問題。

3、在專利文獻2中，提出了一種鋰離子二次電池，相對于在非水溶劑(例如ec、pc、mec等)中溶解有電解質(zhì)lipf6、libf4的非水電解液，通過使用含有甲酸酯的非水電解液，該鋰離子二次電池顯示出優(yōu)異的循環(huán)特性。

4、然而，專利文獻2中記載的甲酸酯是甲酸辛酯、甲酸烯丙酯、甲酸2-丙炔基酯那樣的具有烴基的化合物，完全沒有示出具有-c≡n基的甲酸氰基甲酯和甲酸2-氰基乙酯。另外，在專利文獻3中，也完全沒有甲酸氰基甲酯的記載，提出了以甲酸2-氰基乙酯為溶劑的有機電解液(實施例1)，記載了甲酸氰基烷基酯能夠用于雙電層電容器、電解電容器的用途，但在與鋰鹽的反應或充放電中容易分解，不適于鋰電池和鋰離子二次電池(第[0012]段)。

5、通常，具有作為強酸的甲酸、硫酸、鹵素元素中的任意一種的酯化合物有可能會發(fā)生金屬腐蝕，將使用這些化合物作為非水電解液的鋰離子二次電池暴露于大于4.2v的高電壓或常溫以上時，必須注意腐蝕。

6、現(xiàn)有技術(shù)文獻

7、專利文獻

8、專利文獻1：日本特開2014-203748號。

9、專利文獻2：日本專利第4899862號。

10、專利文獻3：日本專利第4221088號。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、本發(fā)明的目的在于，解決如上所述的課題，提供電動汽車等車載用二次電池中重要的循環(huán)特性、進一步耐腐蝕性也優(yōu)異的鋰離子二次電池。另外，本發(fā)明的目的還在于，提供能夠制作這樣的鋰離子二次電池的電解液。

3、用于解決課題的手段

4、本發(fā)明人進行了專心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在具備正極、負極、間隔體以及在非水溶劑中溶解有電解質(zhì)的非水電解液的鋰離子二次電池中，通過在非水電解液中添加甲酸氰基甲酯(以下，也稱為cmf)和/或甲酸2-氰基乙酯(以下，也稱為cef)，能提高電池的循環(huán)特性并且得到耐腐蝕性優(yōu)異的鋰離子二次電池。以往完全不了解在非水溶劑中添加甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯時，作為鋰離子二次電池用電解液，能夠提高電池的循環(huán)特性并且制作耐腐蝕性也優(yōu)異的電池。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的電解液是用于鋰離子二次電池的電解液的用途的鋰離子二次電池用電解液，使用該鋰離子二次電池用電解液得到的鋰離子二次電池在大于4.2v的高電壓條件下使用時耐腐蝕性也優(yōu)異，在常溫以上使用時耐腐蝕性也優(yōu)異。

5、進一步，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將從由本發(fā)明記載的膦酸酯化合物(i)、碳酸酯化合物(ii)、草酸酯化合物(iii)以及甲磺酸酯化合物(iv)組成的組中選出的一種或兩種以上與含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯的非水電解液組合，能夠進一步提高鋰離子二次電池的耐腐蝕性。

6、即，本發(fā)明由以下所示的方案確定。

7、(1)一種鋰離子二次電池用電解液，所述鋰離子二次電池用電解液是在非水溶劑中溶解有電解質(zhì)的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，所述鋰離子二次電池用電解液含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯。

8、(2)如上述(1)記載的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，所述鋰離子二次電池用電解液含有從由由下述式(i)表示的膦酸酯化合物、由下述式(ii)表示的碳酸酯化合物、由下述式(iii)表示的草酸酯化合物、以及由下述式(iv)表示的甲磺酸酯化合物組成的組中選出的至少一種，

9、

10、(式中，a與b分別獨立，a表示甲基、乙基、2-氰基乙基、1-氰基乙基、2-氰基-2-丙基或2-丙炔基，b表示甲基、乙基、乙烯基或氰基甲基)，

11、

12、(式中，c與d分別獨立，c表示甲基或乙基，d表示2-氰基乙基、1-氰基乙基、2-氰基-2-丙基或2-丙炔基)，

13、

14、(式中，e表示2-氰基乙基、1-氰基乙基、2-氰基-2-丙基或2-丙炔基)，

15、

16、(式中，f表示2-氰基乙基、1-氰基乙基、2-氰基-2-丙基或2-丙炔基)。

17、(3)如上述(2)記載的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，由式(i)表示的膦酸酯化合物、由式(ii)表示的碳酸酯化合物、由式(iii)表示的草酸酯化合物、以及由式(iv)表示的甲磺酸酯化合物的總含量是0.01～10質(zhì)量％。

18、(4)一種鋰離子二次電池，其中，所述鋰離子二次電池具備正極、負極、間隔體以及上述(1)～(3)中任一項所述的鋰離子二次電池用電解液。

19、發(fā)明效果

20、對于本發(fā)明的鋰離子二次電池用電解液，在具備正極、負極、間隔體以及在非水溶劑中溶解有電解質(zhì)的非水電解液的鋰離子二次電池中，通過在非水電解液中含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯，能夠提高鋰離子二次電池的循環(huán)特性。由此，能夠制作循環(huán)特性優(yōu)異的鋰離子二次電池。另外，通過在非水電解液中含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯，能夠提高鋰離子二次電池的耐腐蝕性。由此，能夠制作耐腐蝕性優(yōu)異的鋰離子二次電池。進一步，對于本發(fā)明的鋰離子二次電池用電解液，通過將從由本發(fā)明中的膦酸酯化合物(i)、碳酸酯化合物(ii)、草酸酯化合物(iii)以及甲磺酸酯化合物(iv)組成的組中選出的一種或兩種以上與甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯組合，能夠制作耐腐蝕性更優(yōu)異的鋰離子二次電池。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子二次電池用電解液，所述鋰離子二次電池用電解液是在非水溶劑中溶解有電解質(zhì)的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，所述鋰離子二次電池用電解液含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2-氰基乙酯。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，所述鋰離子二次電池用電解液含有從由由下述式(i)表示的膦酸酯化合物、由下述式(ii)表示的碳酸酯化合物、由下述式(iii)表示的草酸酯化合物、以及由下述式(iv)表示的甲磺酸酯化合物組成的組中選出的至少一種，

3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，由式(i)表示的膦酸酯化合物、由式(ii)表示的碳酸酯化合物、由式(iii)表示的草酸酯化合物、以及由式(iv)表示的甲磺酸酯化合物的總含量是0.01～10質(zhì)量％。

4.一種鋰離子二次電池，其中，所述鋰離子二次電池具備正極、負極、間隔體以及權(quán)利要求1～3中任一項所述的鋰離子二次電池用電解液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的課題在于，提供電動汽車等車載用二次電池中重要的循環(huán)特性、進一步耐腐蝕性也優(yōu)異的鋰離子二次電池，另外，本發(fā)明的課題還在于提供能夠制作這樣的鋰離子二次電池的電解液。一種鋰離子二次電池用電解液，其是在非水溶劑中溶解有電解質(zhì)的鋰離子二次電池用電解液，其特征在于，所述鋰離子二次電池用電解液含有甲酸氰基甲酯和/或甲酸2?氰基乙酯。一種鋰離子二次電池，其具備正極、負極、間隔體以及所述鋰離子二次電池用電解液。

技術(shù)研發(fā)人員：安部浩司,Y·M·托多洛夫
受保護的技術(shù)使用者：京瓷株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17