[发明专利]电池用非水电解液以及具备其的非水电解液电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池用非水电解液以及具备其的非水电解液电池，涉及具有不燃性的电池用非水电解液以及具有优异的电池特性和高的安全性的非水电解液电池。

背景技术

非水电解液被用作锂电池、锂离子二次电池、双电层电容器等的电解质，这些设备因为具有高电压、高能量密度，因此被广泛用作个人电脑和携带电话等的驱动电源。而且，作为这些非水电解液，通常使用将LiPF₆等支持电解质溶解于酯化合物和醚化合物等非质子性有机溶剂中而得到的物质。然而，非质子性有机溶剂由于是可燃性的，因此从上述设备漏液时可能引火燃烧，存在安全方面的问题。

针对该问题，研究了使非水电解液阻燃化的方法，例如提出了在非水电解液中使用磷酸三甲酯等磷酸酯类、或者在非质子性有机溶剂中添加磷酸酯类的方法(参考专利文献1～3)。然而，存在这样的问题，即，这些磷酸酯类通过反复充放电，在负极缓慢地被还原分解，充放电效率和循环特性等电池特性大大劣化。此外存在如下问题，即，在充电状态下保存使用磷酸脂的电池时，即便不进行充放电，也因高的电池电压而进行磷酸脂的分解反应，因此保存后的电池特性大大降低。

针对该问题，尝试了在非水电解液中再添加抑制磷酸酯的分解的化合物，或者研究磷酸酯其自身的分子结构等方法(参考专利文献4～6)。然而，这种情况下，添加量受到限制，另外，由于磷酸酯自身的阻燃性降低等原因，在电解液成为自熄性的程度方面，不能充分确保电解液的安全性。

另外，日本特开平6-13108号公报(专利文献7)中公开了为了对非水电解液提供阻燃性而在非水电解液中添加磷腈化合物的方法。该磷腈化合物因其种类而显示高的不燃性，随着对非水电解液的添加量的增加，非水电解液的阻燃性提高。然而，显示高的不燃性的磷腈化合物通常支持电解质的溶解性、介电常数低，因此，添加量多时，导致支持电解质的析出、导电性的降低，电池的放电容量降低之类，影响充放电特性。因此，添加显示高的不燃性的磷腈化合物时，存在添加量被限制的问题。

另外，日本特开2006-107910号公报(专利文献8)中，作为兼具高的阻燃性和电池性能的技术，提出了组合氟化磷酸酯和磷腈化合物的非水电解液。该非水电解液阻燃性高，电池性能也优异，但是以充电状态暴露在高温等严酷的环境中、以低电压反复充放电循环时，还是存在容量缓慢降低的倾向。

锂电池、锂离子二次电池、双电层电容器等设备近年来作为以HEV为首的车载用电源正在积极地进行开发。因此，对于该用途，要求安全性高是当然的，还要求在更宽范围的温度范围或宽范围的电压范围可确保稳定的性能，但在这一点上现有技术不能说达到了充分满足的水平。

专利文献1：日本特开平4-184870号公报

专利文献2：日本特开平8-22839号公报

专利文献3：日本特开2000-182669号公报

专利文献4：日本特开平11-67267号公报

专利文献5：日本特开平10-189040号公报

专利文献6：日本特开2003-109659号公报

专利文献7：日本特开平6-13108号公报

专利文献8：日本特开2006-107910号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，并提供具有不燃性的电池用非水电解液和具备该电池用非水电解液且即使在高温环境下也具有优异的电池性能和高的安全性的非水电解液电池。

用于解决问题的方法

本发明人为了实现上述目的积极研究的结果发现，通过在包含特定的环磷腈化合物和特定的二氟磷酸酯化合物的非水溶剂中再组合特定的苯胺衍生物而构成非水电解液，可以赋予电解液高的阻燃性，另外，使用该电解液的非水电解液电池即使在高温环境下也可以维持优异的电池性能，从而完成了本发明。

即，本发明的电池用非水电解液，其特征在于，其包含非水溶剂、下述通式(III)所表示的苯胺衍生物和支持电解质，该非水溶剂包含下述通式(I)所表示的环磷腈化合物和下述通式(II)所表示的二氟磷酸酯化合物，

(NPR¹₂)_n…(I)

式(I)中，R¹各自独立地表示卤素、烷氧基或芳氧基；n表示3～4，