[发明专利]锂盐化合物、及使用了其的非水电解液、锂离子二次电池及锂离子电容器

说明书

技术领域

本发明涉及新颖的锂盐化合物、使用了其的非水电解液、及使用了该非水电解液的锂离子二次电池及锂离子电容器。

背景技术

近年来，电动汽车或混合动力汽车等汽车用电源、怠速停止用的锂离子二次电池及锂离子电容器受到注目。

作为锂二次电池的电解液，使用在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等环状碳酸酯和碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯等链状碳酸酯中溶解有LiPF₆、LiBF₄等电解质的非水电解液。

为了改良这样的锂二次电池的负荷特性、循环特性等电池特性，对于这些非水电解液中使用的非水系溶剂或电解质盐进行了各种研究。

在非专利文献1中，提出了具有特定的结构的醚化合物作为配位基的络盐，报道了显示难挥发性，还提出了利用该醚络盐作为电解液。

在专利文献1中，公开了使用三乙二醇二甲基醚(三甘醇二甲醚)或四乙二醇二甲基醚(四甘醇二甲醚)等甘醇二甲醚与双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)等碱金属盐的络合物电解质的电解液及二次电池，记载了热稳定性高。

在专利文献2中，公开了使用了含有二氟磷酸锂的非水电解液的非水电解液二次电池，记载了保存特性改善。

在专利文献3中，记载了含有二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、乙腈等在25℃下为液体、介电常数为5以上、粘性率为0.6cP以下的具有包含杂元素的骨架的化合物和二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)的电解液抑制高温保存时的电池特性的劣化。

在专利文献4中，公开了包含二氟磷酸锂的非水电解液，在该实施例3中，记载了添加了4.6质量％的二氟磷酸锂的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-73489号

专利文献2：日本特开平11-067270号

专利文献3：日本特开2008-277002号

专利文献4：日本特开2008-222484号

非专利文献

非专利文献1：Journal of Chemical Physics,vol.117,5929(2002)

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题是提供新颖的锂盐化合物、使用了其的高温循环特性及高温循环后的输出特性优异、能够抑制金属从正极等的溶出的非水电解液、及使用了该非水电解液的锂离子二次电池及锂离子电容器。

用于解决问题的方法

本发明人们对上述以往技术的非水电解液的性能进行了详细研究。其结果判明了，在专利文献1的仅由甘醇二甲醚溶剂和碱金属盐构成的非水电解液二次电池中，虽然由于难挥发性而能够使安全性在一定程度上提高，但是与在环状碳酸酯和链状碳酸酯中溶解有LiPF₆、LiBF₄等电解质的非水电解液相比，电解液的粘性非常高，对于使循环特性提高这样的课题，基本无法发挥效果。

此外还判明了，在将三乙二醇二甲基醚(三甘醇二甲醚：2,5,8,11-四氧杂十二烷)或四乙二醇二甲基醚(四甘醇二甲醚：2,5,8,11,14-五氧杂十五烷)与双(三氟甲磺酰)亚胺锂〔(CF₃SO₂)₂NLi：LiTFSI〕等摩尔混合而得到的络合物盐添加到由LiPF₆、环状碳酸酯及链状碳酸酯构成的非水电解液中而得到的非水电解液中，与仅由甘醇二甲醚溶剂和碱金属盐构成的非水电解液相比，虽然电解液的粘性下降，但是对于使循环特性及循环后的输出特性提高这样的课题，基本无法发挥效果。

此外，在专利文献1中，记载了甘醇二甲醚的醚结构的氧部分以1：1配位于碱金属离子上，在电解液中的至少一部分中形成络合物，但完全没有关于使用二氟磷酸锂作为锂盐的记载。

对于专利文献2的非水电解液二次电池，关于使高温循环特性提高、抑制金属离子从正极溶出这方面无法满足。此外，在专利文献2中，关于二氟磷酸锂与醚化合物的组合，完全没有记载。

在专利文献3中，将二氟磷酸锂与短链的二甲氧基乙烷等混合，但也没有关于适合的混合比例的记载，只不过是为了降低电解液的粘度而添加。

在专利文献4的实施例3中，在包含环状碳酸酯和链状碳酸酯的非水电解液中添加二氟磷酸锂4.6质量％。但是，无法在其中使二氟磷酸锂均匀地完全溶解。