[发明专利]非水电解液及使用其的非水电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解液二次电池。

背景技术

使用非水电解液的锂离子二次电池(即非水电解液二次电池，以下适宜简称“电池”)中，进行超过通常的工作电压(使用LiCoO₂作为正极时，充满电时通常4.2V)的过充电时，从正极释放出过剩锂离子的同时，有时在负极产生过剩的锂金属，生成树枝状结晶(dendrite)。因此，正极以及负极在化学上变得不稳定，有时非水电解质中通常含有的碳酸盐类和锂金属发生反应、分解等，产生激烈的放热反应。由此，有时整个电池过度发热，有损该电池的安全性。

通常电池具有保护电路等，通过这样的保护电路等应对以防止过充电。因此，通常，不会发生上述情况，但是，假定充电器或者保护电路出现故障等的情况，要求即使该电池自身过充电的情况下也具有高的安全性。特别是电池的能量密度以及容量越增加，越强烈要求这样的要求。

因此，为了应对这样的要求，专利文献1～5中公开了通过将少量的芳香族化合物作为添加剂混合到电解液中而对过充电确保安全性的方法。更具体而言，例如在专利文献1～3中公开了：通过利用溶解在电解液中的环己基苯、联苯、3-R-噻吩、3-氯噻吩、呋喃等，过充电时，在电池内产生气体，使内部断电装置工作、或产生导电性聚合物，抑制电池的过充电。另外，在专利文献4中公开了将分子量500以下的苯甲醚衍生物作为电解液的添加剂使用。进而，在专利文献5中公开了将例如聚(3-丁基噻吩)、聚(3-苯基噻吩)等电活性的分子量数千左右的噻吩类聚合物添加在电解液中的情况下，能够抑制过充电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3275998号公报、

专利文献2：日本特开平9-171840号公报

专利文献3：日本特开平10-321258号公报

专利文献4：日本特开平7-302614号公报

专利文献5：Electrochemical and Solid-state letters，9(1)，A24-A26(2006)

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1～5中公开的环己基苯等各化合物虽然具有通过在非水电解液中电解聚合来抑制电池的过充电的效果，但是，当电解液中的该化合物全部电解聚合而被消耗后，有时电池的过充电重新开始。此时，只要该化合物电解聚合而生成的产物具有增大电池的内部电阻的效果，过充电防止效果就增强，但专利文献1～5中记载的各化合物电解聚合而生成的产物几乎不具有增加电池的内部电阻的效果。

另外，例如3-R-噻吩、3-氯噻吩等噻吩因为电化学稳定性低，在电池内部易分解，有降低电池性能的倾向。特别是噻吩即使是在以锂金属为基准的4.0V以下仍电解聚合，所以极难用于工作电压通常为4.0V以上的电池。

本发明是为解决上述课题而开发的，其目的在于，提供：通过在过充电时电解聚合来抑制过充电的同时、能够增大电池的内部电阻而更有效地抑制过充电的非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解液二次电池。

用于解决课题的手段

本发明人等为解决上述课题进行了专心的研究探讨，结果发现，通过在特定的电压范围内电解聚合、且使非水电解液中含有具有特定的重复单元的聚合物，可以提供通过在过充电时电解聚合来抑制过充电的同时、增大电池的内部电阻而更有效地抑制过充电的非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解液二次电池，从而完成了本发明。

发明效果

根据本发明，可提供能够通过在过充电时电解聚合来抑制过充电的同时、增大电池的内部电阻而更有效地抑制过充电的非水电解液以及使用该非水电解液的非水电解液二次电池。

附图说明

图1是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的非水电解液二次电池的剖面的图。

图2是示意性表示本发明的第二实施方式涉及的非水电解液二次电池的剖面的图。

图3是表示电解液(I)在60℃时的过充电曲线的图。

图4是表示电解液(I)的dQ/dV-Q曲线的图。

图5是将聚合物(I)在SUS电极中的反应以CV曲线表示的图。

符号说明

101，201 电池(非水电解液二次电池)

102 电池容器

103 盖

104，205 正极外部端子

105，206 负极外部端子

106 注液口

107，202 正极