[发明专利]Li蓄电池用电解质和Li蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及包括能够改进蓄电池安全性而不引起其性能劣化(degradation)的化合物的Li蓄电池用电解质，和包括这种电解质的Li蓄电池。

背景技术

从提出全球变暖的问题至今已过去近20年，因此从国际的和学术的角度，已广泛地认可一些对策的必要性。全球变暖的各种因素中，可人为地减少温室效应气体。实现温室效应气体减少的理念之一是能量利用的效率化。可以想象通过无浪费地使用能量即节能和通过蓄积未使用的能量来提高能量利用效率。

特别地，近年来，提及“电力依赖社会”，从家电、电子设备到汽车的工业中，由电力驱动的产品已有所增多，因此已经集中开发省电能(less electric energy)驱动的机构。以不依赖于由常规电力公司管理的电力网络的太阳能光伏发电为代表的独立型发电机已规模化实验，且一些已商品化。因此，相比以往任何时候，电力依赖度更有可能增加。

驱动前述电气利用设备的同时，恒定地消耗电气(电力)。然而，驱动停止时，电力变得过剩但一般未被蓄积而浪费。对于提高上述能量利用效率，不仅在将设备携带至户外或在户外使用时使用驱动设备用的二次电池(secondary battery)，而且还蓄积和使用浪费的能量。

作为防止全球变暖的具体对策，环境友好的电力车辆和混合动力车(hybrid vehicles)或处于由再生能源发电位置的太阳能光伏发电或风力发电的技术开发或部分商品化的进程中，已要求用于这些应用的电源大型且大容量。作为这些电源，已需要汽车用蓄电池/固定式蓄电池(stationary storage batteries)，它们的输入输出特性优异以使其能够吸收由汽车突然制动和自然现象的急速充电/再生(regeneration)引起的快速输出波动。

如上所述，为了将它们普及社会，已增加对大型二次电池的需求且用于确保电池安全性的技术是重要的。存在各种用于确保安全性的方法，其中已知伴随着机械操作和利用化学反应。作为这些方法之一，已知安全性可通过使用与电解质混合的某种类型的有机化合物以利用其电化学反应性，即使当控制电路损坏时也可得到的过充电保护功能来确保安全性。

该方法公开于日本专利3061756号(专利文献1)和日本专利3061759号(专利文献2)等。该功能提供用于二次电池抵抗过充电的保护，其中当暴露至高电位时所述化合物电化学氧化并经历其结构的崩解(collapse)，伴以如高分子量化(聚合)或低分子量化(气化)的举动，期间装备在电池中的压力感知过电流断路器，二次促使物理断开终端连接从而关闭充电电流(专利文献2)。

前述功能为来源于构成所述化合物的元素所构成的结构的性质，因此反应性受结构上轻微差异的影响。

当所述化合物与电解质混合时，必须不会不利地影响电解质的功能以及二次电池的特性。然而，已知二次电池的输出特性或低温放电特性受取决于其类型的化合物物性如粘度和熔点的不利影响。

即，对于化合物而言，如期望地具有仅显示出过充电保护功能但不会不利影响蓄电池特性的功能选择性是重要的。目前，考虑到这种功能，没有太多真正实用的化合物。

日本专利3942134号(专利文献3)记载的苯基-R-苯基化合物(R为脂族烃)中，用于实施例的二苯甲烷、1,2-二苯乙烷、和2,2-二苯丙烷为合适的化合物，且特别合适的是2,2-二苯丙烷。

然而，这些化合物必须被视为实用特性不足。具体地，二苯甲烷、1,2-二苯乙烷和2,2-二苯丙烷具有较高的熔点且当与电解质混合时，增加其粘度并可能阻碍锂离子的迁移而且具有不利影响输出特性和低温放电特性等的可能性高。关于二苯甲烷，使用实用电极(LiCoO₂正极)测量耐电压，电压高于二次电池的正常操作电压(normal operation voltage)(4.2V以下)。然而，因为差异小，当暴露至意外的高电压而产生过电压时，二次电池在使用上可能劣化且可靠性可能劣化。

如上所述，当为授予专利权的由一般式苯基-R-苯基(R表示脂族烃)表示的特定化合物二苯甲烷、1,2-二苯乙烷、和2,2-二苯丙烷用于二次电池时，难以得到电池的更令人满意的实用特性。

文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利3061756号

专利文献2：日本专利3061759号

专利文献3：日本专利3942134号

发明内容

发明要解决的问题