[发明专利]二次电池用非水电解液及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池用非水电解液及锂离子二次电池。

背景技术

在移动电话、笔记本型电脑等便携型电子设备等中，广泛使用具有正极、负极和二次电池用非水电解液的锂离子二次电池。作为锂离子二次电池中的非水电解液的溶剂，从通过将锂盐良好地溶解以呈现高离子电导率且具有宽电位窗的观点来看，广泛使用碳酸酯类溶剂(碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯等)。但是，碳酸酯类溶剂因为是可燃性的，所以有可能由于电池的放热等而起火。

于是，作为阻燃性优异的非水电解液，提出了使用含氟溶剂的非水电解液。

例如，作为具有阻燃性和良好的电池特性(循环特性、放电容量)的非水电解液，已知包含含氟溶剂、非氟类环状碳酸酯、非氟类环状酯和锂盐的非水电解液(专利文献1)。

但是，本发明人在研究后发现，使用专利文献1的非水电解液的锂离子二次电池在高温状态下保存时，放电容量容易降低，并且容易产生气体，高温保存特性不足够。

在使用碳酸酯类溶剂的非水电解液中，作为提高高温保存特性的方法，提出了使其含有单氟磷酸盐和二氟磷酸盐中的至少一方的方案(例如，专利文献2)。

但是，在专利文献1那样的非水电解液中，没有对含有单氟磷酸盐和二氟磷酸盐进行研究，没有得到同时具备阻燃性和高温保存特性的非水电解液。

此外，通常，二次电池会由于使用时的焦耳热、或来自外部的加热等而电池温度上升，但电池温度达到超过150℃的高温时，有时会发生热失控、电池破损。作为发生热失控的主要原因，已知因为电解液中的成分和电极发生反应、电解液中的成分分解而引起的放热。因此，在锂离子二次电池中，进一步降低非水电解液和电极的反应性以减少放热量也是重要的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008－192504号公报

专利文献2：日本专利特开2008－269982号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明提供一种可获得不容易发生热失控、高温保存特性优异的锂离子二次电池且具有阻燃性的二次电池用非水电解液。此外，本发明提供一种不容易发生热失控、高温保存特性优异且具有安全性的锂离子二次电池。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明是解决上述技术问题的发明，其技术内容如下所述。

[1]二次电池用非水电解液，其为包含电解质和液态组合物的非水电解液，其特征是，包含来源于上述电解质中的至少一部分电解质的单氟磷酸阴离子和二氟磷酸阴离子中的任何一方或双方；上述电解质的至少1种是锂盐；上述液态组合物包含含氟溶剂(α)和环状羧酸酯化合物，上述含氟溶剂(α)为选自含氟醚化合物、含氟链状羧酸酯化合物和含氟链状碳酸酯化合物的至少1种。

[2]如上述[1]所述的二次电池用非水电解液，其中，单氟磷酸阴离子和二氟磷酸阴离子的合计质量相对于上述非水电解液的总质量的比例为0.001～2质量％。

[3]如上述[1]或[2]所述的二次电池用非水电解液，其中，上述液态组合物还包含选自饱和环状碳酸酯化合物、不具有氟原子的饱和链状碳酸酯化合物、饱和环状砜化合物(但是、锂盐除外)及磷酸酯化合物的至少1种的化合物(β)。

[4]如上述[3]所述的二次电池用非水电解液，其中，上述不具有氟原子的饱和链状碳酸酯化合物的质量相对于上述非水电解液的总质量的比例为30质量％以下。

[5]如上述[3]或[4]所述的二次电池用非水电解液，其中，上述饱和环状碳酸酯化合物的质量和上述不具有氟原子的饱和链状碳酸酯化合物的质量的合计质量相对于上述非水电解液的总质量的比例为30质量％以下。

[6]如上述[3]～[5]中任一项所述的二次电池用非水电解液，其中，上述环状羧酸酯化合物的总摩尔数(N_A)和上述化合物(β)的总摩尔数(N_B)之和相对于来源于上述锂盐的锂原子的总摩尔数(N_Li)的比率(N_A+N_B)/N_Li为3.0～7.0。

[7]如上述[1]～[6]中任一项所述的二次电池用非水电解液，其中，上述含氟溶剂(α)包含含氟醚化合物。

[8]如上述[7]所述的二次电池用非水电解液，其中，上述含氟醚化合物为选自下式(1)表示的化合物的至少1种：

R¹-O-R²···(1)