专利名称：锂电池用非水电解液、使用其的锂电池、以及其中使用的羟基酸衍生物化合物的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及能改善低温及高温循环特性的锂电池用非水电解液、使用了该非水电 解液的锂电池、以及用于锂电池等中的新型羟基酸衍生物化合物。
背景技术：
近年来，锂二次电池被广泛应用作手机或笔记本型个人电脑等小型电子设备、电 动汽车或电力储存用等的电源。这些电子设备或汽车有可能会在盛夏的高温下或在极度寒 冷的低温下等宽的温度范围下使用，因此希望在宽的温度范围下平衡性良好地提高充放电 循环特性。锂二次电池主要由含有能嵌入脱嵌锂的材料的正极和负极、包含锂盐和非水溶剂 的非水电解液构成，作为非水溶剂，一直使用碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)等碳酸酯类。另外，作为负极，已知有金属锂、能嵌入和脱嵌锂的金属化合物(金属单质、氧化 物、与锂的合金等)或碳材料，特别是采用了能嵌入和脱嵌锂的焦炭、人造石墨、天然石墨 等碳材料的锂二次电池在实际中得到广泛应用。例如对于使用天然石墨或人造石墨等高结晶化了的碳材料作为负极材料的锂二 次电池，已知由于非水电解液中的溶剂在充电时在负极表面还原分解而产生的分解物或气 体会阻碍电池的理想的电化学反应，因此会导致循环特性下降。另外，若非水溶剂的分解物 蓄积，则锂对负极的嵌入和脱嵌无法顺利进行，特别是低温或高温下的循环特性容易下降。此外，对于使用锂金属或其合金、锡或硅等金属单质或氧化物作为负极材料的锂 二次电池，已知虽然初期的容量高，但由于在循环中不断微粉化，因此与碳材料的负极相 比，非水溶剂的还原分解加速进行，电池容量或循环特性等电池性能大幅下降。另外，若这 些负极材料的微粉化或非水溶剂的分解物蓄积，则锂对负极的嵌入和脱嵌无法顺利进行， 特别是低温或高温下的循环特性容易下降。另一方面，对于采用例如LiCo02、LiMn204、LiNi02、LiFePO4等作为正极的锂二次电 池，已知当非水电解液中的非水溶剂在充电状态下变成高温时，因在正极材料和非水电解 液的界面局部地发生部分氧化分解而产生的分解物或气体会阻碍电池的理想的电化学反 应，因此也会导致循环特性等电池性能的下降。如上所述，正极上或负极上非水电解液分解时的分解物或气体会使锂离子的移动 受阻，或者使电池膨胀，从而导致电池性能下降。但尽管如此，搭载了锂二次电池的电子设 备不断多功能化，耗电量呈增大的趋势。因此，锂二次电池的高容量化不断发展，提高电极 的密度或缩小电池内无用的空间容积等，电池内的非水电解液所占的体积变小。因此，少量 的非水电解液的分解也会容易使低温或高温下的电池性能下降。在专利文献1中公开了 在包含含有具有尖晶石结构的锂锰氧化物的正极、含 有碳材料的负极和有机电解液的锂离子二次电池中，通过使该有机电解液中含有0.5 3. 0%的丙二酸二酯，能提高25°C下的循环特性。另外，作为锂一次电池，已知有例如以二氧化锰或氟化石墨为正极、以锂金属为负 极的锂一次电池，其由于能量密度高而被广泛使用，但希望能抑制长期保存中的内部电阻 的增加、提高高温或低温下的放电负荷特性。此外，近年来，作为电动汽车用或混合电动汽车用的新电源，从输出密度的观点出 发，开发了电极采用活性炭等的双电荷层电容器，从兼顾能量密度和输出密度的观点出发， 开发了组合了锂离子二次电池与双电荷层电容器的蓄电原理的被称为混合电容器(充分 利用锂的嵌入和脱嵌所产生的容量和双电层容量的非对称型电容器)的蓄电装置，希望提 高高温或低温下的循环特性等特性。专利文献1 日本特开2000-223153号公报
发明内容
本发明的目的在于提供能改善低温及高温循环特性的锂电池用非水电解液、使用 了该非水电解液的锂电池、以及用于锂电池等中的新型羟基酸衍生物化合物。本发明的发明人对上述现有技术的非水电解液的性能进行了详细探讨。结果实情 是，专利文献1的非水电解液无法实现低温和高温的宽范围下的良好的循环特性。于是，本发明的发明人为了解决上述问题反复进行了潜心研究，发现通过在由电 解质盐溶解于非水溶剂中而得到的非水电解液中添加通过烃基将羧酸酯基(-CO2R)与磺酰 氧基(-OSO2R)或甲酰氧基(-0CH0)这两个不同的取代基结合而得到的羟基酸衍生物化合 物，能改善低温及高温循环特性，从而完成了本发明。gp，本发明提供下述⑴ (3)。(1) 一种锂电池用非水电解液，其是由电解质溶解于非水溶剂中而得到的非水电 解液，其特征在于，含有相对于该非水电解液为0.01 10质量％的由下述通式(I)和通式 (II)所表示的羟基酸衍生物化合物的至少1种。
权利要求
一种锂电池用非水电解液，其是由电解质溶解于非水溶剂中而得到的非水电解液，其特征在于，含有相对于该非水电解液为0.01～10质量％的由下述通式(I)和通式(II)所表示的羟基酸衍生物化合物的至少1种，通式(I)、(II)中，R1是碳原子数为1～6的直链或支链的烷基、碳原子数为2～6的直链或支链的链烯基、或者碳原子数为3～6的直链或支链的炔基，R2是磺酰基( SO2R5)或甲酰基( CHO)，R3和R4分别表示氢或甲基，其中R5表示碳原子数为1～6的直链或支链的烷基、或者氢原子中的至少1个被卤原子取代的碳原子数为1～6的直链或支链的烷基。FPA00001216757200011.tif
2.一种锂电池，其是包含正极、负极以及由电解质盐溶解于非水溶剂中而得到的非 水电解液的锂电池，其特征在于，在该非水电解液中含有相对于该非水电解液的质量为 0. 01 10质量％的由所述通式(I)和(II)所表示的羟基酸衍生物化合物的至少1种。
3.一种羟基酸衍生物化合物，其由下述通式(III)或(IV)所表示，
全文摘要
本发明提供(1)一种能改善低温及高温循环特性的锂电池用非水电解液，其是由电解质溶解于非水溶剂中而得到的非水电解液，其中，含有相对于该非水电解液为0.01～10质量％的由通式(I)和(II)所表示的羟基酸衍生物化合物的至少1种，式中，R1是碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为2～6的链烯基、或者碳原子数为3～6的炔基，R2是磺酰基或甲酰基，R3、R4分别表示氢或甲基；(2)一种锂电池，其是包含正极、负极以及由电解质盐溶解于非水溶剂中而得到的非水电解液的锂电池，其中，在该非水电解液中含有相对于该非水电解液的质量为0.01～10质量％的由上述通式(I)和(II)所表示的羟基酸衍生物化合物的至少1种；以及(3)由下述通式(III)或(IV)所表示的新型羟基酸衍生物化合物，式中，R6是碳原子数为2～6的链烯基或碳原子数为3～6的炔基，R7是磺酰基或甲酰基，R8、R9分别表示氢或甲基。
文档编号H01M10/36GK101971409SQ200980108519
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年3月13日
发明者安部浩司, 川边和幸 申请人:宇部兴产株式会社