电解液和电池的利记博彩app

文档序号:7238177阅读:192来源:国知局

专利名称::电解液和电池的利记博彩app
技术领域
:本发明涉及一种包含溶剂和电解质盐的电解液以及使用该电解液的电池。
背景技术
:近年来,已经广泛使用便携式电子装置,例如,組合摄像机(磁带录像机)、移动电话、以及笔记本式个人计算机,并且强烈地要求减少它们的尺寸和重量,以及获得它们较长的寿命。因此,已经开发了一种作为用于便携式电子装置电源的电池,尤其是一种能够提供高能量密度的轻量化二次电池。特别地,非常希望一种使用锂的嵌入和脱嵌用于充电和》文电反应的二次电池(所谓的锂离子二次电池)或一种使用锂的析出和溶解的二次电池(所谓的锂金属二次电池),因为相比于二次电池和镍镉电池,这样的锂离子二次电池或这样的锂金属二次电池可以提供更高的能量密度。对用于上述二次电池的电解液的组成,为了改善各种性能,已经提出了几种4支术。更具体地说,为了改善循环特性、存储特性等,已经已知以下技术。在这样的技术中,电解液包含链状砜化合物或环状石风^f匕合物(例如,参见曰本未审查专利申请公开第2002-008718、2002-313418、2005-502179、以及2006-156331号)。作为环状砜化合物,可以使用2-磺基苯曱酸酐等。
发明内容在最近的电子装置中,存在一种这样的趋势,即,日益开发电子装置的高性能和多功能。因此,存在一种这样的趋势,即,通过频繁重复二次电池的充电和》文电,循环特性4艮容易降低。而且,存在一种这样的趋势,即,由于诸如以CPU(中央处理器)为代表的电子部件的高性能的因素,发热量越来越增加。因此,二次电池4皮暴露在高温气氛中,从而易于降低存储特性。所以,渴望可以进一步改善二次电池的循环特性和存储特性。考虑到上述,在本发明中,期望提供能够保证循环特性和存储特性的一种电解液和一种电池。根据本发明的一种具体实施方式,提供了一种包含溶剂、电解质盐、以及化学式1所示的石风化合物的电解液。<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage9</formula>化学式1(X代表具有的碳数在2-4范围内的亚烷基、具有的碳数在2~4范围内的亚链烯基、亚烷基衍生物或亚链烯基衍生物。)根据本发明的一种具体实施方式,提供一种包括正极、负极、以及电解液的电池,其中电解液包含;;容剂、电解质盐、以及化学式1所示的砜化合物。化学式1<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(X代表具有的石灰数在2~4范围内的亚烷基、具有的石灰凄t在2~4范围内的亚链烯基、亚烷基衍生物或亚链烯基衍生物。)本发明具体实施方式的电解液包含化学式1所示的砜化合物。因此,当该电解液用于诸如电池的电化学装置时,与电解液不包含这样的砜化合物的情况相比,可以防止分解反应。因此,根据使用本发明具体实施方式的电解液的电池,电解液在电化学方面变得稳定,因此,可以保证循环特性和存4诸特性。在这种情况下,当电解液中砜化合物的含量在0.01wt%~5wt%的范围内时,可以获得更好的效果。通过以下说明,本发明的其它和另外的目的、特征以及优点将更足够地被呈现。图l是示出了使用根据本发明一种具体实施方式的电解液的第一电池的结构的剖3见图2是示出了图1所示的螺旋巻绕电极体的放大部分的剖视图3是示出了使用根据本发明该具体实施方式的电解液的第四电池的结构的分解透浮见图;以及图4是示出了沿图3所示的螺旋巻绕电极体的线IV-IV截取的结构的剖视图。具体实施例方式在下文中,将参照附图详细地描述本发明的具体实施方式。根据本发明一种具体实施方式的电解液用于诸如电池的电化学装置。根据本发明具体实施方式的电解液包含溶剂、电解质盐、以及化学式1所示的砜化合物。由于电解液包含石风化合物,所以可以防止电解液的分解反应,从而在包含电解液的电化学装置中,可以获得优异的循环特性和优异的存储特性。化学式1中x的碳_数在2-4的范围内。当碳数为1时,不能获得足够的化学稳定性。同时,当碳数为5以上时,不能获得足够的溶解性。尤其是,电解液中化学式1所示的石风化合物的含量优选在0.01wt%~5wt%的范围内,由于由此可以获得更高的效果。化学式1<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage11</formula>在该式中,X代表具有的碳数在2~4范围内的亚烷基、具有的碳数在2~4范围内的亚链烯基、或其书于生物。作为化学式1所示的砜化合物的实施例,可以列举化学式2所示的化合物。可以单独-使用上述中的一种,或者可以通过混合使用其中的两种或多种。不用i兌,石风4匕合物不限于4匕学式2所示的上述化合物,并且砜化合物可以是其它化合物,只要这样的化合物具有4匕学式1所示的结构。化学式2<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage12</formula>溶剂可以包含例如非水溶剂如有机溶剂。非水溶剂包括例如碳酸亚乙酯(碳酸乙二酯)、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二曱酯、碳酸二乙酯、碳酸曱乙酯、碳酸曱丙酯、y-丁内酯、r戊内酯、1,2-二曱氧基乙烷、四氢吹喃、2-曱基四氢咬喃、四氪他喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-l,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸曱酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸曱酯、三甲基乙酸曱酯、三曱基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-曱氧基丙腈、N,N-二曱基甲酰胺、N-曱基吡咯烷二酮、N-曱基噁哇烷酮、N,N'-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二曱亚砜磷酸酯等。从而,在包含电解液的电化学装置中,可以获得优异的容量特性、优异的循环特性、以及优异的存储特性。可以单独4吏用其中的一种,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。特别地,溶剂优选包含高粘度(高介电常数)溶剂(例如,介电常数e^30)如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与低粘度溶剂(例如,粘度S1mPa.s)如碳酸二曱酯、碳酸曱乙酯、和碳酸二乙酯的混合物。从而,可以改善电解质盐的离解性能和离子迁移率,因而可以获得更好的效果。尤其是,溶剂优选包含选自由化学式3所示的具有卣素作为元素的链状石友酸酯和〗匕学式4所示的具有卣素作为元素的环状石友酸酯组成的组中的至少一种。乂人而,可以获4寻更高的效果。化学式3<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage13</formula>在该式中,R1R6代表氬基团、卣素基团、烷基、或卤代烷基。Rl-R6可以相同或不同。然而,RlR6中的至少一个为卤素基团或卣代烷基。化学式4<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage14</formula>在该式中,R7-R10代表氢基团、卣素基团、烷基、或卣代烷基。R7-R10可以相同或不同。然而,R7R10中的至少一个为卤素基团或囟代烷基。化学式3所示的具有囟素作为元素的链状碳酸酯包括例如碳酸氟曱基曱基酯(fluoromethylmethylcarbonate)、碳酸二(氟曱)酉旨、碳酸二氟甲基曱基酯(difluoromethylmethylcarbonate)等。可以单独^使用其中的一种,或者可以通过混合^f吏用其中的两种或多种。化学式4所示的具有卣素作为元素的环状石l酸酯包#舌例如化学式5和化学式6所示的化合物,即,化学式5(1)中的4-氟-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(2)中的4-氯-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(3)中的4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酉同、化学式5(4)中的四氟-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(5)中的4-氟-5-氯-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(6)中的4,5-二氯-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(7)中的四氯-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(8)中的4,5-双三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(9)中的4-三氟曱基-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(10)中的4,5-二氟-4,5-二甲基-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(11)中的4-甲基-5,5-二氟-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式5(12)中的4-乙基-5,5-二氟-l,3-二氧戊环-2-酮等;以及化学式6(1)中的4-三氟曱基-5-氟-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(2)中的4-三氟甲基-5-甲基-l,3-二氧戊环-2-S同、化学式6(3)中的4-氟-4,5-二甲基-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(4)中的4,4-二氟-5-(1,1-二氟乙基)-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(5)中的4,5-二氯-4,5-二曱基-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(6)中的4-乙基-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(7)中的4-乙基-4,5-二氟-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(8)中的4-乙基-4,5,5-三氟-l,3-二氧戊环-2-酮、化学式6(9)中的4-氟-4-甲基-l,3-二氧戊环-2-酮等。可以单独4吏用其中的一种,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。特别地,作为具有卣素作为元素的环状石灰酸酯,选自由4-氟-l,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮组成的组中的至少一种是优选的,由于这些环状碳酸酯易于得到,并且可以提供足够的效果。尤其是,作为4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮,反式异构体比顺式异构体更优选以获得更好的效果。化学式5<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>化学式6<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage16</formula>溶剂优选包含例如具有不饱和键的环状碳酸酯。从而,可以获得更好的效果。作为具有不饱和键的环状石灰酸酯,例如,可以列举石友酸亚乙烯酯、-友酸乙烯基亚乙酯等。可以单独^吏用其中的一种,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。特别地,作为具有不々包和键的环状碳酸酯,优选包括碳酸亚乙烯酯,由于由此可以获得足够的效果。尤其是,当溶剂包含上述具有卣素作为元素的链状碳酸酯或上述具有卣素作为元素的环状碳酸酯,并且溶剂进一步包含具有不饱和4建的环状石灰酸酯时,可以获得显著高的效果。电解质盐包含例如轻金属盐如锂盐。锂盐包括例如六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟石屑酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiC104)、六氟石申酸锂(LiAsFj、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、曱烷磺酸锂(LiCH3S03)、三氟曱烷磺酸锂(LiCF3S03)、四氯铝酸锂(LiAlCU)、六氟硅酸锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)等。可以单独使用这冲羊的锂盐,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。特别i也,电解质盐优选包含六氟石粦酸锂,由于由此可以降4氐内电阻,因此,在包含电解液的电化学装置中,可以获得优异的容量特性、优异的循环特性、以及优异的存储特性。电解质盐可以包含化学式7~9所示的化合物。因此,可以获得足够的效果。可以单独-使用其中的一种,或者可以通过混合使用其中的两种或多种。化学式7LiN(CmF2m+1S02)(CnF2n+1S02)在该式中,m和n代表1以上的整数。m和n可以相同或不同。化学式8<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage17</formula>在该式中,Rll代表具有的碳数在2~4范围内的直链或支链的全氟亚烷基。化学式9LiC(CpF2p+1S02)(CqF2q+1S02)(CrF2r+1S02)在该式中,p、q、以及rK表1以上的整凄t。p、q、以及r可以才目同或不同。化学式7所示的链状化合物包括例如二(三氟甲烷石黄酰基)酰亚胺锂(LiN(CF3S02)2)、二(五氟乙烷石黄酰基)酰亚胺4里(LiN(C2F5S02)2)、(三氟曱烷磺酰基)(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF3S02)(C2F5S02))、(三氟曱烷磺酰基)(七氟丙烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF3S02)(C3F7S02))、(三氟曱烷磺酰基)(九氟丁烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF3S02)(C4F9S02))等。化学式8所示的环状化合物包4舌例如化学式10所示的化合物,即,化学式IO(I)中的1,2-全氟乙烷二石黄酰基酰亚胺锂、化学式10(2)中的1,3-全氟丙烷二磺酰基酰亚胺锂、化学式10(3)中的1,3-全氟丁烷二磺酰基酰亚胺锂、化学式10(4)中的1,4-全氟丁烷二磺酰基酰亚胺锂等。特别地,电解质盐优选包含1,3-全氟丙烷二磺酰基酰亚胺锂,由于由此可以获得足够的效果。化学式10<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage19</formula>化学式9所示的链状化合物包括例如三(三氟甲烷磺酰基)甲基化锂(LiC(CF3S02)3)等。电解质盐对溶剂的含量优选在0.3mol/kg~3.0mol/kg的范围内。如果含量超出上述范围,则存在这样的可能性,即,离子传导性显著降低,因此,在包含电解液的电化学装置中不能获得足够的容量特性等。电解液包含溶剂、电解质盐、以及化学式1所示的^风化合物。因此,当电解液用于诸如电池的电化学装置时,与其中电解液不包含砜化合物的情况相比,可以抑制分解反应。其中电解液不包含化学式1所示的砜化合物的情况包括例如其中电解液包含具有芳香环作为化学式1中的X的砜化合物如化学式11所示的砜化合物的情况。因此,根据该具体实施方式的电解液,在使用该电解液的电化学装置中,电解液在电化学方面变得稳定,因此,可以4呆证循环特性和存储特性。在这种情况下,当电解液中化学式1所示的砜化合物的含量在O.Olwt%~5wt。/。的范围内时,可以获得更高的效果。化学式11<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage20</formula>尤其是,当溶剂包含化学式3所示的具有卤素作为元素的链状碳酸酯和化学式4~6所示的具有卤素作为元素的环状-友酸酯时,或者当溶剂包含具有不饱和键的碳酸酯时,可以获得更好的效果。接着,对上述电解液的使用实施例给出描述。将电池作为电化学装置的实例,将电解液用于如下电池。第一电池图1示出了第一电池的截面结构。电池是所谓的4里离子二次电池,其中负极容量表示为基于作为电极反应物的锂的嵌入和脱嵌的容量分量(容量成分,capacitycomponent)。图1示出了所谓的圆柱型二次电池的电池结构。二次电池包括其中正极21和负极22与之间的隔离片23—起螺旋巻绕的螺旋巻绕电极体20,以及在近似空心圓柱体形状的电池壳11内的一对绝缘板12和13。电池壳11由例如镀镍(Ni)的铁(Fe)制成。电池壳11的一端封闭,而其另一端是开口的。一对绝缘板12和13设置为夹住之间的螺旋巻绕电极体20,并且垂直于螺旋巻绕周面延伸。在电池壳ll的开口端,电池盖14、以及设置在电池盖14内的安全阀才几构15和PTC(正温度系数)装置16通过用垫圈17嵌塞而连接。因此,在电池壳11的内部是密闭密封的。电池盖14由例如类似于电池壳11的材料制成。安全阀机构15通过PTC装置16电连接至电池盖14。在安全阀机构15中,当由于内部短路、外部加热等而使电池的内压力变成一定水平或更大时,盘状板15A弹起以切断电池盖14与螺旋巻绕电极体20之间的电连接。当温度升高时,PTC装置16增加电阻,从而限制电流以防止由大电流引起的异常热产生。垫圏17由例如绝缘材料制成,并且其表面用沥青涂敷。例如,中心销24插入螺旋巻绕电极体20的中心。在螺旋巻绕电极体20中,将由铝(Al)等制成的正极引线25连4矣至正才及21,而将由镍等制成的负极引线26连接至负极22。正极引线25通过焊接至安全阀机构15而电连接至电池盖14。将负极引线26焊接,从而电连接至电池壳11。图2示出了图1所示的螺旋巻绕电才及体20的力文大部分。正极21具有一种结构,其中例如正极活性物质层21B设置在具有一对相对面的正极集电体21A的两个面上。正极集电体21A由例如金属材料如铝、镍、以及不锈钢制成。正极活性物质层21B包含例如作为正极活性物质的一种或多种能够4吏作为电才及反应物的锂嵌入和脱嵌的正极材料。如果有必要,正极活性物质层21B可以包含导电剂、粘结剂等。作为能够使锂嵌入和脱嵌的正极材料,例如,锂复合氧化物如锂钴氧化物、锂4臬氧化物、包含它们的固溶体(Li(NixCoyMnz)02,x、y、和z的j直分别表示为0<x<l,0<y<l,0<z<l,并且x+y+z=l),具有尖晶石结构的锂锰氧化物(LiMn204)、及其固溶体(Li(Mn2-vNiv)04,v的值表示为v〈2);或具有橄榄石结构的磷酸盐化合物如磷酸铁锂(LiFeP04)是优选的。从而,可以获得高能量密度。此外,作为上述正极材料,例如,可以列举氧化物如二氧化4太、氧4b4凡、以及二氧4b4孟;二石克4b物如二碌"匕4失、二辟i/f匕4太、以及硫化钼;硫磺;导电聚合物如聚苯胺和聚瘗吩。负极22具有一种结构,其中例如负才及活性物质层22Bi殳置在具有一只十相只十面的负才及集电体22A的两个面上。负极集电体22A由例如金属材料如铜(Cu)、镍、以及不锈钢制成。负极活性物质层22B包含例如作为负极活性物质的一种或多种能够使锂嵌入和脱嵌的负极材料。如果有必要,负极活性物质层22B可以包含导电剂、粘结剂等。作为能够使锂嵌入和脱嵌的负极材料,例如,可以列举能够使锂嵌入和脱嵌、并含有金属元素和准金属元素中的至少一种作为元素的材料。优选使用这样的负极材料,由于由此可以获得高能量密度。这样的负极材料可以是金属元素或准金属元素的单质、合金、或化合物,或者可以至少部分具有其一相或多相。在本发明中,除了包括两种或多种金属元素的合金以外,合金还包括含有一种或多种金属元素以及一种或多种准金属元素的合金。而且,本发明中的合金可以包含非金属元素。其结构(texture)包括固溶体、共晶(低共熔混合物)、金属间化合物、以及其中的其两种或多种共存的结构。作为构成负极材料的这样的金属元素或这样的准金属元素,例如,可以列举能够与锂形成合金的金属元素或准金属元素。特别地,可以列举4美(Mg)、石朋(B)、4吕、4家(Ga)、4因(In)、石圭、4#(Ge)、锡、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、4告(Zr)、確乙(Y)、4巴(Pd)、鉑(Pt)等。上述中,硅和锡中的至少一种是特别优选的。石圭和锡具有高的4吏锂嵌入和脱嵌的能力,并且可以提供高能量密度。作为包含硅和锡中的至少一种的负极材料,例如,可以列举硅的单质、合金、或化合物;锡的单质、合金、或化合物;或至少部分具有其一相或多相的材料。可以单独使用其中的任何一种,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。作为硅的合金,例如,可以列举包含选自由锡、镍、铜、铁、钴(Co)、锰(Mn)、锌、铟、4艮、4太(Ti)、锗、铋、锑(Sb)、以及4各(Cr)组成的组中的至少一种作为除了石圭以外的第二元素的合金。作为锡的合金,例如,可以列举包含选自由硅、镍、铜、铁、4#、4孟、4争、4因、4艮、4太、4者、铋、4弟、以及4各(Cr)纟且成的组中至少一种作为除了锡以外的第二元素的合金。作为锡的化合物或硅的化合物,例如,可以列举包含氧(O)或石灰(C)的化合物。除了锡或石圭以外,化合物可以包含上述第二元素。尤其是,作为包含硅和锡中的至少一种的负极材料,例如,除了作为第一元素的锡以外还包含第二元素和第三元素的负才及材利-是优选的。不用说,这样的负极材料可以与上述负极材料一起使用。作为第二元素,可以使用选自由钴(Co)、铁、镁、钬(Ti)、钒(V)、4各(Cr)、4孟(Mn)、4臬、铜、4辛、《家、4告、4尼(Nb)、铜(Mo)、4艮、铟、铈(Ce)、《合、钽(Ta)、鴒(W)、铋、、以及石圭组成的组中的至少一种。作为第三元素,可以〃使用选自由硼、〃碳(C)、铝、以及石粦(P)组成的组中的至少一种。当包含第二元素和第三元素时,可以改善循环特性。特别地,作为负4及材^K包含锡、钴、以及碳作为元素的含CoSnC材料是优选的,其中碳含量在9.9wt%~29.7wt。/。的范围内,而钴与锡和钴总和的比率(Co/(Sn+Co))在30wt%~70wt。/。的范围内。在这样的组成范围内,可以获得高能量密度,并可以获得优异的循环特性。含CoSnC材料可以根据需要进一步包含其它元素。作为其它元素,例如,石圭、4失、名臬、4各、锢、铌、锗、4太、钼、铝、石粦、4家、铋、等是优选的。可以包含其两种或多种,由于由此可以进一步改善容量特性或循环特性。含CoSnC材料具有包含锡、钴、以及石友的相。这样的相优选具有低的结晶性结构或非晶态结构(无定形结构)。而且,在含属元素或准金属元素结合。可以认为循环特性的降低是由锡等的凝聚或结晶化引起的。在这方面,当碳与其它元素结合(键接)时,可以防止这样的凝聚或结晶化。作为用于才佥测元素的结合状态(键:4妄状态)的测量方法,例如,可以列举X射线光电子光谱(XPS)。在XPS中,在石墨的情况下,在进行能量校正使得获得的金原子的4f轨道(Au4f)的峰在84.0eV的装置中,观测到爿暖的ls轨道(Cls)的峰在284.5eV。在表面污染碳的情况下,观测到峰在284.8eV。同时,在碳元素的更高电荷密度的情况下,例如,当碳与金属元素或准金属元素结合时,观测到Cls的峰在小于284.5eV的区域中。即,当观测到含CoSnC材料所获得的Cls的合成波的峰在小于284.5eV的区域中时,则在含金属元素进行了结合。在XPS中,例如,使用Cls的峰用于校正光谱的能量轴(energyaxisofspectrum)。由于表面污染碳通常存在于表面上,戶斤以表面污染碳的Cls峰设定为284.8eV,其用作能量基准。在XPS中,获得的Cls的峰波形作为包括表面污染碳的峰和含CoSnC材料中碳的峰形式。因此,例如,通过使用商购软件分析波形以分离表面污染石友的峰和含CoSnC材料中碳的峰。在波形的分析中,存在于最低结合能侧上的主峰的位置设定为能量基准(284.8eV)。作为能够使锂嵌入和脱嵌的负极材料,例如,可以列举碳材料、金属氧化物、高分子化合物等。不用说,这样的负才及材并牛可以与上述负极材料一起使用。作为碳材料,例如,可以列举石墨化碳、其中(002)面的间距为0.37nm以上的非石墨化>^、或其中(002)面的间3巨为0.34nm以下的石墨。更具体;也i兌,可以列举热解碳、焦炭、石墨、玻璃碳、有机高分子化合物烧成体、碳纤维、活性炭等。上述中,焦炭包括沥青焦、针状焦、石油焦等。有机高分子化合物烧成体通过在适当的温度下烧成和石友化高分子化合物如酚醛树脂和呋喃树脂而获得。在碳材料中,由于锂的嵌入和脱嵌引起的晶体结构变化非常小。因此,例如,通过与上述负才及材冲+—起4吏用碳材料,可以获得高能量密度并可以获得优异的循环特性。此外,碳材料还起导电剂的作用,从而优选^吏用碳材^K作为金属氧化物,例如,可以列举氧化铁、氧化钌、氧化钼等。作为高分子化合物,例如,可以列举聚乙炔、聚吡咯等。作为导电剂,例如,可以列举碳材料如石墨、炭黑、以及科琴黑(Ketjenblack)。可以单独使用这样的碳材料,或者可以通过混合使用其中的两种或多种。导电剂可以是金属材料、导电聚合物等,只要该材料具有导电性。作为粘结剂,例如,可以列举合成橡胶如苯乙烯-丁二烯橡月交、氟化橡胶、以及三元乙丙橡胶,或聚合物材料如聚偏二氟乙烯。可以单独-使用其中的一种,或者可以通过混合使用其中的两种或多种。然而,当正才及21和负才及22如图1所示螺旋巻绕时,优选使用柔性苯乙烯-丁二烯橡胶、柔性氟化橡月交等。在二次电池中,通过调整能够使锂嵌入和脱嵌的正4及活性物质的量和负才及活性物质的量,能够使锂嵌入和脱嵌的负才及材料的充电容量变得大于正极活性物质的充电容量,以-使甚至当完全充电时也没有在负才及22上析出锂金属。隔离片23将正极21与负极22分开,并且使锂离子通过,同时防止由于两个电才及的4妄触而引起的电流短^各。隔离片23由例如由合成树脂如聚四氟乙烯、聚丙烯、以及聚乙烯制成的多孔膜,或陶瓷多孔膜制成。隔离片23可以具有其中层叠有如上述多孔膜的两种或多种多孔膜的结构。特别地,聚烯烃多孔膜是优选的,因为聚晞烃多孔力莫具有优异的用于防止短路的效果,并且可以通过断3各效应(shutdowneffect)有助于改善电池安全性。尤其是,聚乙烯是优选的,因为在100°C~160°C的范围内可以获得断路效应,并且它们的电化学稳定性是优异的。聚丙烯也是优选的。此外,只要树脂具有化学稳定性,该树脂就可以通过与聚乙烯或聚丙烯共聚合或混合而使用。使作为液体电解质的上述电解液浸渍到隔离片23中。从而,可以获得优异的循环特性和优异的存储特性。例如可以3d下来制造二次电;也。首先,例如,通过在正极集电体21A的两个面上形成正极活性物质层21B而形成正才及21。如下形成正极活性物质层21B。将正才及活性物质粉末、导电剂、以及粘结剂进行混合以制备正极混合物,将该正极混合物分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以获得糊状正极混合物浆料。然后,用该正极混合物浆料涂覆正极集电体21A,将其干燥,并且对产生物进行压制成型。而且,例如,才艮据类似于正极21的步骤,通过在负极集电体22A的两个面上形成负极活性物质层22B而形成负才及22。接着,通过焊接使正极引线25连接至正极集电体21A,而通过焊接使负极引线26连接至负极集电体22A。随后,将正极21和负极22与之间的隔离片23—起螺旋巻绕,从而形成螺旋巻绕电才及体20。将正极引线25的末端焊接至安全阀才几构15,而将负极引线26的末端焊接至电池壳11。之后,将螺旋巻绕电极体20夹在一对绝纟彖一反12和13之间,并容纳在电池壳11内。4妄着,将电解液注入到电池壳11中,并浸渍到隔离片23中。最后,在电池壳11的开口端,通过用垫圈17嵌塞而固定电池盖14、安全阀才几构15、以及PTC装置16。乂人而完成了图1和图2所示的二次电池。在二次电池中,例如,当充电时,4里离子/人正才及21中脱嵌,并穿过电解液嵌入到负才及22中。同时,例如,当》文电时,锂离子从负极22中脱嵌,并穿过电解液嵌入到正极21中。根据二次电池,在负极22的容量表示为基于锂的嵌入和脱嵌的容量分量的情况下,电解液包含化学式1所示的上述石风化合物。因此,可以4呆i正循环特性和存々者特性。接着,将给出第二电池和第三电池的描述。对于与第一电池中的那些所共有的要素,将相同的参考标号附于其上,并且将省略其描述。第二电池第二电池具有的结构、作用、以及效果类似于第一电池,只不过负才及22具有不同的结构,并且可以通过类似于第一电池的方法进行制造。负才及22具有一种结构,其中以与第一电池中相同的方式将负极活性物质层22B设置在负极集电体22A的两个面上。负极活性物质层22B包含例如含有硅或锡作为元素的负极活性物质。由于硅和锡具有高的嵌入和脱嵌锂的能力,所以硅和锡可以提供高能量密度。尤其是,由于硅的理论容量大于锡,所以硅是优选的。更具体地说,例如,负极活性物质层22B包含硅的单质、合金、或化合物,或者锡的单质、合金、或化合物。负极活性物质层22B可以包含其中的两种或多种。负才及活性物质层22B可以通过4吏用例如气相沉积法、液相沉积法、喷涂法、烧成法、或这些方法中的两种或多种而形成。负极活性物质层22B与负极集电体22A优选在其间界面的至少部分上合金化。特别地,优选在其间的界面上,负极集电体22A的元素扩散进负极活性物质层22B中,或负才及活性物质层22B的元素扩散进负极集电体22A中,或者两者的元素彼此扩散其中。从而,可以防止由于由充电和放电引起的负极活性物质层22B的膨胀和收缩的破坏。并且可以改善负极活性物质层22B和负极集电体22A之间的电子传导性。作为气相沉积法,例如,可以列举物理沉积法或化学沉积法。特别地,可以列举真空气相沉积法、溅射法、离子镀法、激光消融法、热CVD(化学气相沉积)法、等离子体CVD法等。作为液相;冗,只'法,可以4吏用唢o电镀和无电镀(4匕学镀,electrolessplating)的已知技术。烧成法是例如一种这样的方法,其中将颗粒状负极活性物质、粘结剂等进行混合并分散在溶剂中,然后用该混合物涂覆负极集电体22A,并且将产生物在高于粘结剂等熔点的温度下进行热处理。对于烧成法,可以列举已知的技术,例如,空气烧成法、反应火免成法、以及热压夂克成法。第三电池第三电池是其中负极22的容量表示为基于锂的析出和溶解的容量分量的锂金属二次电池。该二次电池具有的结构类似于第一电池,只不过负极活性物质层22B由锂金属制成,并且以与第一电池相同的方法进行制造。在该二次电池中,4吏用4里金属作为负才及活性物质。乂人而,可以获得高能量密度。负才及活性物质层22B可以以组合(assembling)形式存在。另外,负极活性物质层22B可以不以组合形式存在,并且由充电时析出的锂金属制成。另外,通过使用负极活性物质层22B作为集电体,可以省略负才及集电体22A。在该二次电池中,例如,当充电时,锂离子从正极21中脱嵌,并穿过电解液在负极集电体22A的表面上作为锂金属析出。同时,例如,当》文电时,锂金属乂人负才及活性物质层22B中作为锂离子溶出(脱出,elute),并且4里离子穿过电解液嵌入到正才及21中。根据该二次电池,在负极容量表示为基于锂的析出和溶解的容量分量的情况下,电解液包含化学式1所示的上述石风化合物。因此,可以j呆i正循环特性和存储特性。第四电池图3示出了第四电池的分解透浮见结构。在该电池中,将其上连接有正极引线31和负极引线32的螺旋巻绕电极体30容纳在膜封装件40内。电池结构是所谓的层压膜型二次电池。正极引线31和负4及引线32例如分别/人封装件40的里面至外面以相同的方向引出。正才及引线31和负极引线32由例如金属材料如铝、铜、4臬、以及不4秀钢制成,并且为薄板状或网目习犬的形式。封装件40由矩形铝层压膜制成,其中,例如可以将尼龙膜、铝箔、以及聚乙烯力莫以该次序结合在一起。封装件40例如被设置成4吏得聚乙烯月莫和螺;旋巻绕电极体30相对,并且各个外纟彖部(outeredge)通过熔合或粘合剂彼此连接。将用于防止外部空气进入的粘附膜41插入到封装件40和正极引线31、负极引线32之间。粘附膜41由对正极引线31和负极引线32具有接触特性的材料制成,例如,由聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、以及改性聚丙烯制成。封装件40可以由具有其它结构的层压膜、聚合物膜如聚丙烯膜、或金属膜代替上述三层铝层压膜制成。图4示出了沿图3所示的螺;旋巻绕电才及体30的线IV-IV截取的截面结构。在螺旋巻绕电极体30中,正极33和负极34与之间的隔离片35和电解质36—起层叠,然后螺旋巻绕。其中的最外周部由保护带37保护。正才及33具有一种结构,其中正才及活性物质层33Bi殳置在正才及集电体33A的两个面上。负才及34具有一种结构,其中负才及活性物质层34B设置在负才及集电体34A的两个面上。进行配置使得负才及活性物质层34B面对正极活性物质层33B。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A、负极活性物质层34B、以及隔离片35的结构类似于上述第一和第二电池的正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A、负极活性物质层22B、以及隔离片23。电解质36是所谓的胶状物质(gelatinous),包含上述电解液和保持电解液的高分子化合物。凝月交电解质是优选的,由于可以获得高离子传导率(例如,在室温下为1mS/cm以上),并且可以防止电;也的液体泄漏。作为高分子化合物,例如,可以列举聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚曱基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡力交、聚苯乙烯、聚石灰酸酯等。可以单独使用这些高分子化合物中的一种,或者可以通过混合4吏用其中的两种或多种。尤其是,根据电化学稳定性,优选使用聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷等。电解液中高分子化合物的含量根据其相容性进行变化,但例如优选在5wt%~50wt。/。的范围内。电解液的成分类似于上述电解液的成分。然而,在这种情况下,溶剂是指很宽的概念,不仅包括液体溶剂而且包括能够离解电解质盐的具有离子传导性的溶剂。因此,当使用具有离子传导性的高分子化合物时,高分子化合物也包括在溶剂中。代替其中电解液由高分子化合物保持的电解质(电解质36),可以直接使用电解液。在这种情况下,电解液浸渍到隔离片35中。例如可以如下来制造二次电池。首先,制备包含电解液、高分子化合物、以及混合溶剂的前体溶液。然后,用该前体溶液分别涂覆正才及33和负才及34。之后,4吏混合溶剂挥发以形成电解质36。随后,将正极引线31连接至正极集电体33A,而将负极引线32连接至负极集电体34A。接着,将形成有电解质36的正极33和负极34与之间的隔离片35—起层叠以获得叠层。之后,将叠层在纵向方向上螺旋巻绕,将保护带37粘附至其最外周部(outermostperiphery)以形成螺旋巻绕电极体30。接着,例如,将螺旋巻绕电极体30夹在封装件40之间,并且通过热熔合等连接封装件40的外缘部,以封入螺旋巻绕电极体30。然后,将粘附膜41插入到正极引线31/负极引线32和封装件40之间。,人而,完成了图3和图4所示的二次电池。另外,可以如下来制造二次电池。首先,将正极引线31和负极引线32分别连接到正极33和负极34上。之后,将正极33和负极34与之间的隔离片35—起层叠并螺旋巻绕。将保护带37粘附至其最外周部,并且形成作为螺旋巻绕电4及体30的前体的螺旋巻绕体。随后,将螺旋巻绕体夹在封装件40之间,除了一侧之外的外周缘部(peripheraledge)通过热熔合等进行连接以获得袋形状态,并且将螺旋巻绕体容纳在袋状封装件40内。接着,制备含有电解液、作为用于高分子化合物原料的单体、聚合引发剂、以及如果有必要的话其它的材并牛如聚合抑制剂的用于电解质的物质组合物,将其注入袋状封装件40内。之后,将封装件40的开口通过例如热熔合等密闭地进行密封。最后,使单体热聚合以获得高分子化合物。从而,形成凝胶电解质36。因此,完成了图3和图4所示的二次电池。二次电池的作用和效果类似于上述第一或第二二次电池的那些作用和效果。实施例将详细地描述本发明的具体实施例。1.碳质负极首先,借助于人造石墨作为负极活性物质,制造图3和图4所示的层压膜二次电池。制造作为锂离子二次电池的二次电池,其中负极34的容量表示为基于锂的嵌入和脱嵌的容量分量。实施例1-1~1-4首先,形成正极33。即,将碳酸锂(Li2C03)和碳酸钴(CoC03)以0.5:1的摩尔比进行混合。之后,将混合物在空气中在900。C烧制5小时。从而,获得锂钴复合氧化物(LiCo02)。接着,将91重量份的作为正极活性物质的锂钴复合氧化物、6重量份的作为导电剂的石墨、以及3重量份的作为粘结剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)进行混合以荻得正极混合物。之后,将该正极混合物分散在N-曱基-2.吡咯烷酮中以获得浆状正才及混合物浆料。最后,用该正极混合物浆料对由12(im厚的带形铝箔制成的正极集电体33A的两个面均匀地进行涂覆,-使其干燥。之后,通过辊压才几对产生物压制成型以形成正极活性物质层33B。之后,将由铝制成的正才及引线31焊接至正极集电体33A的一端。随后,形成负才及34。即,将90重量4分的作为负才及活性物质的人造石墨4分末和10重量份的作为粘结剂的PVDF进行混合以获得负极混合物。之后,将该混合物分散在N-曱基-2-吡咯烷酮中以获得浆状负极混合物浆升牛。最后,用该负极混合物浆库十对由15pm厚的带形铜箔制成的负极集电体34A的两个面均匀地进行涂覆,使其34B。之后,将由镍制成的负极引线32焊接至负极集电体34A的一端。其次,将正极33、由25jLim厚的《鼓孔聚丙烯膜制成的隔离片35、以及负才及34以该次序进4亍层叠。之后,4夸所4寻的叠层在至从向方向上螺旋巻绕多次,通过由粘合带制成的保护带37对螺旋巻绕体的端部进行固定,从而,形成作为螺旋巻绕电极体30的前体的螺旋巻绕体。接着,将螺旋巻绕体插入由具有3层结构的层压膜(总厚度100pm)制成的封装件40之间,在该3层结构中,从外部层叠30jLim厚的尼龙、40pm厚的铝箔、以及30jam厚的非伸缩聚丙烯。之后,将除了封装件40的一侧边缘以外的外缘部彼此进行热熔合。从而,将螺旋巻绕体容纳在袋形状态的封装件40内。接着,通过封装件40的开口注入电解液,使电解液浸渍到隔离片35中,/人而形成螺S走巻绕电才及体30。作为电解液,可以包含作为溶剂的碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合i^剂、作为电解质盐的六氟石粦酸4里(LiPF6)、以及作为化学式1所示的砜化合物的化学式2(1)所示的砜化合物的电解液。混合溶剂的组成以重量比为EC:DEC=30:70。电解液中LiPF6的浓度为lmol/kg。电解液中化学式2(1)所示的砜化合物的含量为0.01wt%(实施例1-1)、1wt%(实施例1-2)、2wt%(实施例1-3)、或5wt%(实施例1-4)。"wt%"是指其中溶剂和砜化合物的总和为100wt。/。的^直。"wt%,,的含义类4以于以下实施例。最后,在真空气氛下对封装件40的开口进行热熔合和密封。从而,完成了层压力莫型二次电池。实施例1-5以与实施例l-2相同的方式实施步骤,只不过4吏用石友酸曱乙酯(EMC)代替DEC作为溶剂。实施例1-6以与实施例l-2相同的方式实施步骤,只不过使用4-氟-l,3-二氧戊环-2-酉同(FEC)代替EC作为溶剂。实施例1-7以与实施例l-2相同的方式实施步骤,只不过加入石灰酸亚丙酯(PC)作为溶剂。此时,混合溶剂的组成以重量比为EC:DEC:PC-10:70:20。实施例1-8以与实施例1-2相同的方式实施步骤,只不过加入2wt%的FEC作为溶剂。实施例1-9以与实施例1画2一目同的方式实施步驶A,只不过加入2wt%的反式-4,5-二氟-l,3-二氧戊环-2-酮(反式-DFEC)作为溶剂。实施例1-10以与实施例l-2才目同的方式实施步骤,只不过加入2wt%的碳酸亚乙烯酯(VC)作为溶剂。比较例l國l以与实施例1-1~l-4相同的方式实施步骤,只不过电解液中不包含化学式2(1)所示的砜化合物。比较例1-2以与实施例1-2相同的方式实施步驶爻,只不过4吏用化学式11所示的砜化合物代替化学式2(1)所示的砜化合物。比较交例1-3和1-4以与实施例1-6和l-10相同的方式实施步骤,只不过电解液中不包含化学式2(1)所示的^风化合物。当检测实施例1-1~1-10和比4交例1-1~1-4的二次电池的常温循环特性和高温存储特性时,获得表1所示的结果。在片金测常温循环特4生中,通过以下步骤—对二次电池重复进^f亍充电和放电,从而获得放电容量保持率。首先,在23C的气氛中,实施充电和i丈电2次循环,从而,测量第二次循环的放电容量。接着,在相同的气氛中,对二次电池进行充电和放电直到循环的总数变为IOO次循环,从而测量第100次循环的放电容量。最后,计算放电容量保持率(%)=(第100次循环的放电容量/第2次循环的放电容量)x100。1次循环的充电和方文电条件如下。即,在0.2C的充电电流下实施恒流和恒压充电直到上限电压为4.2V之后,在0.2C的放电电流下实施恒流放电,直到最终电压为2.5V。"0.2C"是指在5小时内完全放掉理论容量的电流值。在才企测高温存4诸特性中,通过以下步骤在高温下〗呆存二次电池,然后获得放电容量保持率。首先,在23。C的气氛中,实施充电和放电2次循环,从而获得第二次循环的放电容量(高温保存前的放电容量)。接着,再将二次电池以充电状态在80℃的恒温浴中保存10天。之后,在23℃的气氛中实施放电,从而获得第三次循环的放电容量(高温保存后的放电容量)。最后,计算放电容量保持率(%)=(高温保存后的放电容量/高温保存前的放电容量)x100。在检测常温循环特性和高温存储特性中的上迷步骤、条件等类似地用于在评价以下实施例和比4交例的相同特性。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>如表l所示,其中电解液包含化学式2(1)中的^风化合物的实施例1-1-1-4的高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液不包含化学式2(1)中的砜化合物的比较例1-1。同时,根据化学式2(1)中的^5风化合物的含量,其中其含量为1wt。/。以下的实施例1-1和1-2的常温循环特性的放电容量保持率等于比较例1-1,但其中其含量为2wt。/。以上的实施例1-3和1-4的常温循环特性的力文电容量保持率小于比较例1-1。然而,在实施例1-3和1-4中,常温循环特性的放电容量保持率达到80%,即,可以获得足够的放电容量保持率。在实施例1-1~1-4中获得上述结果的情况下,化学式2(1)中石风化合物含量的下限和上限分别为0.01wt。/。和5wt%。因此,这i正实,在其中负才及34包含人造石墨作为负才及活性物质的二次电池中,当电解液包含化学式1所示的砜化合物时,可以保证循环特性和存储特性。这还证实,在这种情况下,电解液中化学式1所示的砜化合物的含量优选在0.01wt%~5wt。/o的范围内。而且,其中电解液包含化学式2(1)中的石风化合物的实施例1-2的高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液包含化学式11中的砜化合物的比较例1-2。同时,实施例1-2的常温循环特性的放电容量保持率等于比较例1-2。因此,这证实,为了保证循环特性和存储特性,作为砜化合物,化学式1所示的砜化合物如化学式2(1)中的石风化合物比化学式11中的石风化合物更优选。而且,其中使用EMC代替DEC作为溶剂的实施例1-5、其中使用FEC代替EC的实施例1-6、以及其中除了EC和DEC外还使用PC的实施例1-7的高温存储特性的放电容量保持率高于比较例1-1,并且几乎等于实施例1-2。不用说,在这种情况下,实施例1-6的放电容量保持率高于比较例1-3。同时,实施例1-5-1-7的常温循环特性的放电容量保持率等于或大于比较例1-1,并且几乎等于实施例1-2。尤其是,从实施例1-5-1-7当中,其中溶剂包含FEC的实施例1-6的常温循环特性和高温存储特性的》文电容量保持率显著较高,即,达到90%。因此,这证实,在其中电解液包含化学式1所示的石风化合物的二次电池中,即使当溶剂的组成改变时,也可以保i正循环特性和存〗诸特性。这还i正实,在这种情况下,当溶剂包含FEC时,可以获得更高的效果。此外,其中分别向EC和DEC中加入FEC、反式-DFEC、或VC作为溶剂的实施例1-8-1-10的高温存储特性的放电容量保持率高于比较例l-l,并且几乎等于或大于实施例1-2。不用说,在这种情况下,实施例1-10的放电容量保持率高于比较例1-4。同时,实施例1-8~l-10的常温循环特性的放电容量保持率高于比较例1-1和实施例1-2。尤其是,实施例1-8-1-10的常温循环特性和高温存储特性的》文电容量保持率显著较高,即,达到90%。因此,这证实,在其中电解液包含化学式i所示的^e风化合物的二次电池中,当溶剂包含化学式4所示的具有卣素作为元素的环状石灰酸酯、或具有不々包和4建的环状碳酸酯时,可以获得更高的效果。对于溶剂包含化学式3所示的具有卣素作为元素的链状碳酸酯的情况在本文中没有披露实施例。然而,在防止电解液的分解方面,4b学式3所示的具有卤素作为元素的链状碳酸酯具有的性质类似于化学式4所示的具有卤素作为元素的环状碳酸酯。因此,很明显在使用化学式3所示的具有卣素作为元素的链状石友酸酯的情况下,也可以获得上述效果。实施例2-1以与实施例1-10相同的方式实施步骤,只不过加入四氟硼酸锂(LiBF4)作为电解质盐,并且电解液中LiPF6的浓度为0.9mol/kg,而电解'液中LiBF4的;农度为0.1mol/kg。实施例2-2以与实施例2-1相同的方式实施步骤,只不过加入二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)代替LiBF4作为电解质盐。实施例2-3以与实施例2-1相同的方式实施步f《,只不过加入化学式10(2)所示的1,3-全氟丙烷二磺酰基酰亚胺锂代替LiBF4作为电解质盐。对实施例2-1~2-3的二次电池,4全测常温循环特性和高温存4诸特性。获得表2所示的结果。表2还示出了实施例1-10和比较例1-4的特性。表2负极活性物质人造石墨<table>complextableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>如表2所示,其中电解液包含化学式2(1)中的砜化合物的实施例2-1-2-3的高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液不包含化学式2(1)中的砜化合物的比较例1-4,并且几乎等于实施例1-10。同时,4巴注意力集中在所加入的电解质盐的种类,其中加入1,3-全氟丙烷二石黄酰基酰亚胺锂的实施例2-3的常温循环特性的方丈电容量保持率等于比较例1-4,但其中分别加入LiBF4和LiTFSI的实施例2-1和2-2的常温循环特性的放电容量保持率低于比较例1-1。与加入的电解质盐的种类无关,实施例2-1-2-3的常温循环特性的放电容量保持率^氐于实施例1-10。然而,实施例2-1~2-3的常温循环特性的力文电容量保持率达到80%,并且可以获得足够的》文电容量保持率。因此,这证实,在其中负极34包含人造石墨作为负极活性物质并且电解液包含化学式1所示的石风化合物的二次电池中,即使当电解质盐的组成改变时,也可以保证循环特性和存储特性。2.准金属负极其次,通过使用石圭作为负极活性物质,制造图3和图4所示的层压膜型二次电池。实施例3-1~3-7以与实施例1-1~1-7相同的方式实施步骤,只不过通过电子束蒸发法将由石圭制成的负才及活性物质层34B形成在负极集电体34A的两个面上。实施例3-8—3-10以与实施例3-2相同的方式实施步驶《,只不过4乍为溶剂,分别力口入5wt。/o的FEC、反式-DFEC、或顺式-DFEC。实施例3-11以与实施例3-2相同的方式实施步骤,只不过加入2wt%的VC作为溶剂。实施例3-12以与实施例3-2相同的方式实施步骤,只不过使用化学式2(2)化合物。比较例3-1以与实施例3-1~3-4相同的方式实施步骤,只不过电解液中不包含化学式2(1)中的砜化合物。比较例3-2以与实施例3-2相同的方式实施步-骤,只不过使用化学式11中的砜化合物代替化学式2(1)中的砜化合物。比较例3-3和3-4以与实施例3-6和3-11相同的方式实施步驶朵,只不过电解液中不包含化学式2(1)中的砜化合物。对实施例3-1~3-12和比4交例3-1~3-4的二次电池,检测常温循环特性和高温存储特性。获得表3所示的结果。表3负极活性物质Si(电子束蒸发法)<table>complextableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>如表3所示,其中电解液包含化学式2(1)中的砜化合物的实施例3-1-3-4的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液不包含化学式2(1)中的砜化合物的比较例3-1。在实施例3-1~3-4中获得上述结果的情况下,化学式2(1)中^风化合物含量的下限和上限分别为0.01wt。/。和5wt%。因此,这证实,在其中负极34包含硅(电子束蒸发法)作为负极活性物质的二次电池中,当电解液包含化学式1所示的砜化合物时,可以保证循环特性和存储特性。这还证实,在这种情况下,电解液中化学式1所示的石风化合物的含量优选在0.01wt%~5wt。/o的范围内。而且,其中电解液包含化学式2(1)中的砜化合物的实施例3-2的高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液包含化学式11中的砜化合物的比较例3-2。其中电解液包含化学式2(2)中的砜化合物的实施例3-12的高温存储特性的放电容量保持率高于其中电解液包含4匕学式2(l)中的化合物的实施例3-2。同时,实施例3-2和3-12的常温循环特性的放电容量保持率高于比较例3-2。实施例3-2和3-12的常温循环特性的放电容量保持率彼此相等。因此,这证实,为了保证循环特性和存储特性,作为砜化合物,化学式1所示的石风化合物如化学式2(1)中的砜化合物和化学式2(2)中的砜化合物比化学式11中的石风化合物更优选。而且,其中4吏用EMC代戶齐DEC作为溶剂的实施例3-5、其中使用FEC代替EC的实施例3-6、以及其中除了EC和DEC外还使用PC的实施例3-7的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率高于比较例3-l,并且几乎等于实施例3-2。不用说,在这种情况下,实施例3-6的放电容量保持率高于比较例3-3。尤其是,从实施例3-5~3-7当中,其中溶剂包含FEC的实施例3-6的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率显著较高。因此,这证实,在其中电解液包含化学式1所示的石风化合物的二次电池中,即使当溶剂的纟且成改变时,也可以^f呆i正;媳环4寺性和存储特性。这还i正实,在这种情况下,当溶剂包含FEC时,可以获得更高的效果。此外,其中分别向EC和DEC中加入FEC、反式-DFEC、顺式-DFEC、或VC作为溶剂的实施例3-83-11的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率高于比较例3-1和实施例3-2。不用说,在这种情况下,实施例3-11的放电容量保持率高于比较例3-4。尤其是,从实施例3-8~3-11当中,其中溶剂包含反式-DFEC或顺式-DFEC的实施例3-9和3-10的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率显著较高。因此,这证实,在其中电解液包含化学式1所示的砜化合物的二次电池中,当溶剂包含化学式4所示的具有卣素作为元素的环状石灰酸酯、或具有不饱和4建的环状石友酸酯时,可以获得更高的效果。此外,这还i正实,在其中电解液包含化学式1所示的砜化合物的二次电池中,当溶剂包含DFEC时,还可以获得更高的效果。实施例4-1—4-3以与实施例2-1-2-3相同的方式实施步骤,只不过通过实施例3-1~3-12中描述的步骤形成负极活性物质层34B。对实施例4-1~4-3的二次电池,才企测常温循环特性和高温存l诸特性。获得表4所示的结果。表4还示出了实施例3-9的特性。表4complextableseeoriginaldocumentpage38如表4所示,当在其中电解液共同包含化学式2(1)中的砜化合物的实施例3-9和实施例4-1~4-3之间进4于比4交时,与加入的电解质盐的种类无关,实施例4-1~4-3的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率几乎等于实施例3-9。因此,这证实,在其中负极34包含硅(电子束蒸发法)作为负极活性物质并且电解液包含化学式1所示的石风化合物的二次电池中,即-使当电解质盐的组成改变时,也可以保证循环特性和存储特性。实施例5-1~5-12以与实施例3-1~3-12相同的方式实施步骤,只不过通过使用烧结法形成负才及34。如下形成负极34。首先,将90重量份的作为负极活性物质的具有的平均粒径(平均颗粒直径)为2pm的硅粉末和10重量份的作为粘结剂的聚偏二氟乙烯进行混合以获得混合物。之后,将该混合物分散在N-曱基-2-p比咯烷酮中以获得混合物浆料。用该混合物浆料对由20nm厚的铜箔制成的负极集电体34A的两个面均匀地进行涂覆,使其干燥。接着,将产生物压制成型使得负极活性物质层34B的单个面的厚度变为15pm。最后,将产生物在350。C下加热3小时,然后冷却。之后,该产生物以带状进行切割。H:專交侈寸5-1~5-4以与比较例3-1~3-4相同的方式实施步骤,只不过以与实施例5-1~5-12相同的方式通过烧结法将含硅的负极活性物质层34B形成在负才及集电体34A的两个面上。只寸实施侈寸5-1~5-12和比较例5-1~5-4的二次电池,检测常温循环特性和高温存储特性。获得表5所示的结果。表5负极活性物质Si(烧结法)<table>complextableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table>如表5所示,实施例5-1~5-4的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率高于比较例5-1。在实施例5-1-5-4中获得上述结果的情况下,化学式2(1)中砜化合物含量的下限和上限分别为0.01wt。/。和5wt%。因此,这证实,在其中负极34包含珪(烧结法)作为负才及活性物质的二次电池中,当电解液包含4匕学式1所示的祸L化合物时,可以保证循环特性和存储特性。这还证实,在这种情况下,电解液中化学式1所示的砜化合物的含量优选在0.01wt%~5Wtn/o的范围内。而且,实施例5-2的高温存储特性的放电容量保持率高于比较例5-2。实施例5-12的高温存储特性的放电容量保持率高于实施例5-2。同时,实施例5-2和5-12的常温循环特性的力丈电容量保持率高于比较例5-2。实施例5-2和5-12的常温循环特性的放电容量保持率4皮此相等。因此,这证实,为了保证循环特性和存储特性,作为砜化合物,化学式1所示的砜化合物如化学式2(1)中的砜化合物和化学式2(2)中的石风化合物比化学式11中的石风化合物更优选。而且,实施例5-5~5-7的常温循环特性和高温存々者特性的力丈电容量保持率高于比较例5-1,并且几乎等于实施例5-2。不用说,在这种情况下,实施例5-6的放电容量保持率高于比较例5-3。尤其是,从实施例5-5~5-7当中,其中溶剂包含FEC的实施例5-6的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率显著较高。因此,这证实,在其中电解液包含化学式1所示的石风化合物的二次电池中,即使当溶剂的组成改变时,也可以保证循环特性和存储特性。这还证实,在这种情况下,当溶剂包含FEC时,可以获得更高的效果。此外,实施例5-8-5-11的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率高于比较例5-1和实施例5-2。不用说,在这种情况下,实施例5-11的放电容量保持率高于比较例5-4。尤其是,从实施例5-8~5-11当中,其中溶剂包含反式-DFEC或顺式-DFEC的实施例5-9和5-10的常温循环特性和高温存储特性的》文电容量保持率显著较高。因此,这证实,在其中电解液包含化学式1所示的砜化合物的二次电池中,当溶剂包含化学式4所示的具有卣素作为元素的环状碳酸酯、或具有不々包和4建的环状石友酸酯时,可以获得更高的效果。此外,这还证实,在其中电解液包含化学式1所示的砜化合物的二次电池中,当溶剂包含DFEC时,还可以获得更高的效果。实施例6-1~6-3以与实施例4-1~4-3相同的方式实施步艰《,只不过通过实施例5-1-5-12中描述的步骤形成负极活性物质层34B。对实施例6-1~6-3的二次电池,4企测常温循环特性和高温存储特性。获得表6所示的结果。表6还示出了实施例5-9的特性。表6负极活性物质Si(烧结法)<table>complextableseeoriginalpage49</column></row><table>如表6所示,当在实施例5-9和实施例6-1~6-3之间进4亍比津交时,与加入的电解质盐的种类无关,实施例6-1-6-3的常温循环特性和高温存储特性的放电容量保持率几乎等于实施例5-9。因此,这证实,在其中负极34包含硅(烧结法)作为负极活性物质并且电解液包含化学式1所示的砜化合物的二次电池中,即使当电解质盐的组成改变时,也可以保证循环特性和存储特性。如由表1~表6的上述结果证明的,这证实,当电解液包含化学式1所示的石风化合物时,无论用作负极活性物质的材料和形成负才及活性物质层34B的方法怎样,都可以保证循环特性和存储特性。尤其是,发现,当使用提供高能量密度的硅作为负极活性物质时,可以获得更高的效果,由于由此可以增大常温循环特性和高温存储特性二者的放电容量保持率的增加率。其原因可以如下。当使用提供高能量密度的硅作为负极活性物质时,负极34中电解液的分解反应比使用碳材料的情况更容易产生。因此,在这种情况下,显著地证明了由化学式1所示的砜化合物引起的电解液的分解抑制效果。已经根据具体实施方式和实施例对本发明进行了描述。然而,本发明并不限于上述具体实施方式和上述实施例中描述的方面,并且可以进4于各种更改。例如,本发明电解液的适用用途不限于电池,而是可以包括除了电池外的电化学装置。作为其它的电化学装置,例如,可以列举电容器等。在上述具体实施方式和上述实施例中,已经描述了其中负极容量表示为基于锂的嵌入和脱嵌的容量分量的锂离子二次电池,或其中使用锂金属作为负极活性物质并且负极容量表示为基于锂的析出和溶解的容量分量的锂金属二次电池作为本发明的电池。然而,本发明的电池不限于此。通过将能够使锂嵌入和脱嵌的负极材冲+的充电容量i殳定为比正才及的充电容量更小的值,本发明可以类似地应用于这样的二次电池,即其中负极容量包括基于锂的嵌入和脱嵌的容量分量和基于锂的析出和溶解的容量分量,并且负才及容量表示为这些容量分量的总和。而且,在上述具体实施方式和上述实施例中,已经对使用锂作为电极反应物的情况给出了描述。然而,作为电极反应物,可以使用其它1A力臭元素如钠(Na)和钾(K)、2A力矣元素如4美和钙(Ca)、或其它轻金属如铝。在这种情况下,同样可以使用上述具体实施方式中描述的负极材料作为负极活性物质。而且,在上述具体实施方式或上述实施例中,已经根据圓柱型根据螺旋巻绕结构的具体实施例作为电池装置的结构给出了描述。然而本发明的电池可以累世地应用于具有其他结构的电池,如币型电池、纽扣型电池、以及方型电池,或其中电池装置具有层压结构的电池。而且,除二次电池外本发明的电池还可以应用于的其它电池如一次电池。而且,在上述具体实施方式和上述实施例中,关于本发明电解液中化学式i所示的砜化合物的含量,已经对从实施例结果获得的其适当的数值范围进行了描述。然而,这样的描述并没有完全排除含量可以超出上述范围的可能性。即,上述适当范围是用于获得本发明效果的特别优选的范围。因此,只要可以获得本发明的效果,含量在某种程度上可以超出上述范围。本领域的普通冲支术人员应当理解,可以根据设计要求和其它因素进行各种变更、组合、子组合、以及改变,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。权利要求1.一种电解液,包括溶剂;电解质盐;以及化学式1所示的砜化合物,化学式1X代表具有的碳数在2~4范围内的亚烷基、具有的碳数在2~4范围内的亚链烯基、亚烷基衍生物或亚链烯基衍生物。2.冲艮据权利要求1所述的电解液,其中,所述石风化合物的含量在0.01wt%~5wt。/o的范围内。3.根据权利要求1所述的电解液,其中,所述溶剂包含选自由化学式2所示的具有囟素作为元素的链状石灰酸酯和化学式3所示的具有卣素作为元素的环状石灰酸酯组成的组中的至少一种,化学式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>R1R6代表氬基团、卤素基团、烷基、或卤代烷基,R1~R6可以相同或不同,然而,Rl~R6中的至少一个为卤素基团或卣代烷基;化学式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>R7R10代表氢基团、卤素基团、烷基、或卤代烷基,R7-R10可以相同或不同,然而,R7-R10中的至少一个为卤素基团或面代烷基。4.才艮据4又利要求3所述的电解液,其中,所述具有卣素作为元素的环状碳酸酯包括4-氟-l,3-二氧戊环-2-S同和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电解液,其中,所述溶剂包含具有不饱和4建的环一犬》友酸酯。6.才艮据权利要求1所述的电解液,其中,所述电解质盐包含选自由六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、以及化学式4~6所示的化合物组成的组中的至少一种,化学式4LiN(CmF2m+1S02)(CnF2n+1S02)m和n4义表1以上的整凄t,m和n可以相同或不同;化学式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>Rll代表具有的碳数在2~4范围内的直链或支链的全氟亚烷基;化学式6LiC(CpF2p+1S02)(CqF2q+1S02)(CrF2r+1S02)p、q、以及r代表l以上的整数,p、q、以及r可以相同或不同。7.—种电池,包4舌正极;负才及;以及电解液,其中,所述电解液包含溶剂、所示的^风化合物,化学式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>X代表具有的碳数在2~4范围内的亚烷基、具有的碳数在24范围内的亚链烯基、亚烷基衍生物或亚链烯基衍生物。8.根据权利要求7所述的电池,其中,所述电解液中所述砜化合物的含量在0.01wt%~5wt。/o的范围内。9.根据权利要求7所述的电池,其中,所述溶剂包含选自由化学式8所示的具有囟素作为元素的链状石友酸酯和化学式9所示的具有闺素作为元素的环一犬石灰酸酯组成的《且中的至少一种,化学式8<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>R1-R6代表氢基团、卤素基团、烷基、或卤代烷基,R1R6可以相同或不同,然而,Rl~R6中的至少一个为卤素基团或卣代烷基;化学式9<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>R7-R10代表氢基团、卤素基团、烷基、或卤代烷基,R7~R10可以相同或不同,然而,R7-R10中的至少一个为卤素基团或囟代烷基。10.根据权利要求9所述的电池,其中,所述具有闺素作为元素的环状石友酸酯包4舌4-氟-l,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮中的至少一种。11.根据权利要求7所述的电池,其中,所述溶剂包含具有不饱和4建的环状-友酸酯。12.根据权利要求7所述的电池,其中,所述电解质盐包含选自由六氟石寿酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、以及化学式10~12所示的化合物组成的组中的至少一种,化学式10LiN(CmF2m+1S02)(CnF2n+1S02)m和n代表1以上的整凄t,m和n可以相同或不同;化学式11<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>Rll代表具有的碳数在2-4范围内的直链或支链的全氟亚烷基;化学式12LiC(CpF2p+1S02)(CqF2q+1S02)(CrF2r+1S02)p、q、以及H义表1以上的整凄t,p、q、以及r可以相同或不同。13.根据权利要求7所述的电池,其中,所述负极包含选自由碳材料、4里金属、以及含有金属元素和准金属元素中的至少一种作为元素的材料组成的组中的至少一种。14.根据权利要求7所述的电池,其中,所述负极包含选自由珪的单质、珪的合金、硅的化合物,锡的单质、锡的合金、以及锡的4b合物组成的症且中的至少一种。15.根据权利要求7所述的电池,其中,所述负极包括负极集电体;以及设置在所述负极集电体上的负极活性物质层,其中,所述负才及活性物质层是通过选自由气相沉积法、液相沉积法、以及烧成法组成的组中的至少一种方法形成的。全文摘要本发明提供了一种能够保证循环特性和存储特性的电池。该电池包括正极、负极、以及电解液。电解液浸渍到设置在正极和负极之间的隔离片中。电解液包含溶剂、电解质盐、以及具有给定结构的砜化合物(不具有芳香环的磺酸酐、羧酸酐)。与电解液不包含上述砜化合物的情况相比,可以防止电解液的分解反应。文档编号H01M10/40GK101202364SQ20071019873公开日2008年6月18日申请日期2007年12月12日优先权日2006年12月13日发明者井原将之,山口裕之,洼田忠彦申请人:索尼株式会社
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