[发明专利]非水性电解质用添加剂以及使用该添加剂的二次电池

说明书

本申请是申请日为2006年4月20日、申请号为200680013288.X 的中国国家专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及非水性电解质用添加剂以及包含该添加剂的非水性电 解质二次电池。更特别地，本发明涉及非水性电解质用添加剂，其可 改进二次电池在过充电时的安全性，并涉及包含此添加剂的非水性电 解质二次电池。

背景技术

近来人们对于能源储存技术的发展逐渐提高兴趣。电池已广泛用 作移动电话、摄录影机、笔记本电脑、个人电脑与电动车中的能源， 因此加强了对电池的研究与开发。在这点上，电化学装置是备受关注 的主题。特别地，可充电的二次电池的开发成为注目的焦点。近来， 对于开发新型的电极与具有改进水平的容量密度与比能的电池已进行 了持续的研究。

在目前使用的二次电池中，于1990年代开发的锂二次电池具有的 驱动电压与能量密度高于其他使用水性电解质的传统电池(例如 Ni-MH电池、Ni-Cd电池、与硫酸-铅电池)，因此成为二次电池领域 的焦点。然而锂二次电池具有与其安全相关的问题，因为其使用非水 性电解质容易造成着火与爆炸。上述的问题在电池的容量密度增加时 更显严重。

与此同时，非水性电解质二次电池在过充电状况下，会发生安全 的问题，其原因如下：具有锂和/或锂离子嵌入/脱出能力的阴极活性材 料(例如含锂金属氧化物)，因在过充电下锂的脱出而转变为热不稳 定结构。在此过充电条件下，如果电池因为外在物理冲击(例如暴露 于高温)而达到临界温度，则由具有不稳定结构的阴极活性材料释出 氧。而后氧与电解质溶剂等发生放热分解反应。由上述放热反应所造 成的电解质的燃烧会因阴极所释出的氧而加速。此连锁反应伴随着热 发射而造成所谓的电池热失控现象，导致电池的爆炸或破损。

已提出许多用来控制由于电池内部温度增加所造成的电池着火或 爆炸的解决方案。例如公知的有使用非水性电解质用添加剂。此非水 性电解质用添加剂包括基于还原氧化往复反应的添加剂，例如氯苯甲 醚，基于聚合反应的添加剂如联苯，烷基苯衍生物如环己基苯等。

然而基于还原氧化往复反应的添加剂在高充电电流下并不有效。 此外联苯在单独使用为非水性电解质用添加剂时，会造成电池品质上 的问题，因为它会增加电池的电阻。此外使用烷基苯衍生物例如环己 基苯时存在的问题是，必须使用大量的添加剂以防止过充电造成的热 发射，且在重复充电/放电循环后即无法完成对过充电的预防，导致电 池品质的劣化。

因此，对改进非水性电解质二次电池安全性的方法仍存在持续的 需求。

发明内容

本发明人发现，当将包括环己基苯、且具有至少一个腈基连接至 该环己基苯的化合物用作二次电池中的非水性电解质用添加剂时，其 与传统上用作非水性电解质用添加剂的环己基苯(CHB)相比，可改 进电池在过充电时的安全性。发明人更发现，当将上述用作非水性电 解质用添加剂的化合物与环己基苯组合时，其就过充电时的安全性而 言可获得协同效应。本发明即是基于这些发现。

因此，本发明的目的在于提供一种化合物，其包括具有腈基加至 于上的环己基苯。本发明的另一目的在于提供一种非水性电解质，其 包括上述化合物、及任选地包括环己基苯作为添加剂；和包括上述非 水性电解质的二次电池。

依据本发明的一方面，提供如下式1表示的化合物：

[式1]