[发明专利]电池用非水电解液、化合物、高分子电解质和锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池用非水电解液、化合物、高分子电解质以及用于便携电子设备的电源、车载和电力储存等的能够充放电的锂二次电池。

背景技术

近年来，锂二次电池作为便携电话、笔记本型个人电脑等电子设备、或电动汽车、电力储存用的电源而广泛使用。特别是最近，能够搭载于混合动力汽车、电动汽车的高容量、高输出并且能量密度高的电池的需求急剧扩大。

锂二次电池主要由包含能够吸留放出锂的材料的正极和负极、以及包含锂盐和非水溶剂的非水电解液构成。

作为正极所用的正极活性物质，可使用例如，LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂、LiFePO₄那样的锂金属氧化物。

此外，作为非水电解液，使用了在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯类的混合溶剂(非水溶剂)中混合了LiPF₆、LiBF₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂CF₂CF₃)₂那样的Li电解质的溶液。

另一方面，作为负极所用的负极用活性物质，已知金属锂、能够吸留和放出锂的金属化合物(金属单质、氧化物、与锂的合金等)、碳材料，特别是采用了能够吸留、放出锂的焦炭、人造石墨、天然石墨的锂二次电池被实用化。

作为改善电池性能的尝试，提出了例如使非水电解液含有以磷(P)和硼(B)作为构成元素的化合物(例如，参照日本特开2010-257616号公报)。

此外提出了，使用了包含磷元素的硼酸盐化合物的电解电容器(例如，参照日本专利第2966451号公报)。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在日本特开2010-257616号公报中虽然记载了关于充放电循环后的特性，但是关于电池的初期电阻特性并没有改善，需要进一步改良。此外，日本专利第2966451号公报中，关于包含磷元素的硼酸盐化合物在电池(例如锂二次电池)中的应用，没有任何研究。

本发明是为了应对上述课题而提出的，本发明的目的是提供可以改善电池的初期电阻特性的电池用非水电解液、化合物和高分子电解质、以及初期电阻特性得到了改善的锂二次电池。

用于解决课题的手段

本发明人对上述课题进行了深入研究，结果发现，通过对电池用的非水电解液加入特定的化合物，可以改善电池的初期电阻特性，从而完成了本发明。

即，用于解决上述课题的手段如下所述。

＜1＞一种电池用非水电解液，其含有下述通式(1)所示的化合物，

[化1]

在所述通式(1)～所述通式(4)中，A表示磷原子或P＝O，R表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基，X表示氢原子、烷基、芳基、碱金属原子或所述通式(2)所示的基团，Y表示氢原子、卤原子、烷基、芳基、烷氧基、芳基氧基或所述通式(3)所示的基团，Z表示氢原子、烷基、芳基或OZ¹基，Z¹表示氢原子、烷基、芳基、碱金属原子、所述通式(2)所示的基团或所述通式(4)所示的基团，M表示碱金属原子，n表示1以上的整数，m表示1以上的整数，l表示1以上的整数；但是，通式(1)所示的化合物一分子中的n、m和l的合计为1～200的整数；在所述通式(2)～所述通式(4)中，＊表示结合位置。

＜2＞根据＜1＞所述的电池用非水电解液，所述通式(1)中的A、所述通式(3)中的A和所述通式(4)中的A都是P＝O。

＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的电池用非水电解液，所述通式(1)所示的化合物一分子中的n、m和l的合计为1～30的整数。

＜4＞根据＜1＞～＜3＞的任一项所述的电池用非水电解液，所述通式(1)中的n为1～10的整数，

所述通式(1)和所述通式(2)中的Y各自独立地为氢原子、卤原子、烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基，

所述通式(1)中的Z为氢原子、烷基、芳基或OZ¹基，Z¹为氢原子、烷基、芳基、碱金属原子、所述通式(2)所示的基团。

＜5＞根据＜1＞～＜4＞的任一项所述的电池用非水电解液，所述通式(1)中的Z、所述通式(3)中的Z和所述通式(4)中的Z都是OZ¹基。