[发明专利]锂二次电池的非水电解液用溶剂

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池的非水电解液用溶剂、和含有该溶剂的非水电解液、以及使用该非水电解液的锂二次电池。

背景技术

对锂二次电池用的非水电解液的要求特性逐年变严。作为这样的要求特性之一，有在负极金属表面形成的保护膜上金属呈枝晶状析出，电池的速率特性、进而循环特性降低的情况，除此之外，在最严重的情况下，存在枝晶到达正极上引起短路而起火的危险性，要求解决这些问题。

作为该问题的解决方法，通过将作为优秀的电解质盐溶解用溶剂的碳酸亚乙酯氟化，抑制枝晶的形成，提高循环特性(日本特开平7-240232号公报、日本特开2003-168480号公报、日本特开2004-319317号公报、日本特开2007-188873号公报和日本特开平8-306364号公报)。

碳酸亚乙酯的氟化，为了提高被膜(保护膜)形成能力而从单氟化发展到二氟化(日本特开平7-240232号公报、日本特开2003-168480号公报和日本特开2004-319317号公报)。

但是，二氟碳酸亚乙酯，虽然水解性不稳定非常难以使用，且合成和精制困难，但被膜形成能力与单氟碳酸亚乙酯相比没有变化，因此使用上没有进展。

氟化对于取代碳酸亚乙酯也有记载(日本特开2007-188873号公报和日本特开平8-306364号公报)，在日本特开2007-188873号公报中提出了非常广范围的通式，也列举了多个例示化合物，但实际在实施例中使用的氟化碳酸亚乙酯只是与日本特开平7-240232号公报、日本特开2003-168480号公报和日本特开2004-319317号公报同样的单氟碳酸亚乙酯和二氟碳酸亚乙酯。

在日本特开平8-306364号公报中，从具有抑制枝晶形成的效果的观点，记载有具有甲基作为取代基的氟代碳酸亚乙酯。但是，在该日本特开平8-306364号公报中在实施例中实际使用的氟化碳酸亚乙酯也只是1-甲基-2，2-二氟碳酸亚乙酯1个。此外，氟化碳酸亚乙酯的配合量也为10体积％以上，优选配合多达30体积％以上。

发明内容

本发明的目的在于提供能够提供放电容量、速率特性、循环特性特别优异并且安全性也优异的锂二次电池的非水电解液用溶剂、使用该溶剂的非水电解液、以及锂二次电池。

本发明涉及锂二次电池的非水电解液用溶剂，其含有非氟环状碳酸酯(I)、非氟链状碳酸酯(II)和1，2-二烷基-1，2-二氟碳酸亚乙酯(III)，其特征在于：当(I)、(II)和(III)的合计为100体积％时，非氟环状碳酸酯(I)为10～50体积％，非氟链状碳酸酯(II)为49.9～89.9体积％，1，2-二烷基-1，2-二氟碳酸亚乙酯(III)为0.1体积％以上且小于30体积％。

作为非氟环状碳酸酯(I)，从循环特性良好的观点出发，优选碳酸亚乙酯和碳酸丙烯酯的1种或者混合物。

作为非氟链状碳酸酯(II)，从速率特性良好的观点出发，优选碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的1种或者混合物。

此外，作为1，2-二烷基-1，2-二氟碳酸亚乙酯(III)，从粘度低的观点出发，优选1，2-二甲基-1，2-二氟碳酸亚乙酯。

此外，1，2-二烷基-1，2-二氟碳酸亚乙酯(III)存在反式异构体和顺式异构体，均能得到由在电极上的被膜形成效果引起的电阻降低的效果、以及安全性提高的效果。

作为(I)、(II)和(III)的比率，从低温特性良好的观点出发，优选当(I)、(II)和(III)的合计为100体积％时，非氟环状碳酸酯(I)为10～40体积％，非氟链状碳酸酯(II)为59.9～89.9体积％，1，2-二烷基-1，2-二氟碳酸亚乙酯(III)为0.1体积％以上且小于10体积％。

另外，本发明还涉及含有这些非水电解液用溶剂和电解质盐的锂二次电池的非水电解液。

另外，本发明还涉及使用本发明的非水电解液的锂二次电池。

附图说明

图1是试验1中制作的双极型电池的纵截面分解示意图。

图2是将试验1中测定的内部阻抗进行Cole-Cole作图而得到的图。可知实施例1～2的半圆部小，电阻小。

图3是试验2中制作的叠层电池的概略平面图。

图4是表示试验2中测定的温度(℃)与发热量(Heat Flow：mW)的关系的图。可知实施例1的发热开始温度高。

符号说明

1    正极

2    负极

3    隔膜(separator)

4    正极端子