[发明专利]锂离子二次电池电解液及锂离子二次电池

说明书

一种锂离子二次电池，其含有石墨类碳材料作为负极活性物质，在该锂离子二次电池中，所使用的电解液是在非水溶剂中溶解锂盐而成的。该非水溶剂中含有环状碳酸酯和环状酯。环状碳酸酯和环状酯的合计量在非水溶剂的总量中所占的比率设在85体积％以上。环状碳酸酯的量在环状碳酸酯和环状酯的合计量中所占的比率设在60体积％以上95体积％以下。

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池电解液及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池主要由吸留释放锂的正极和负极、非水电解液以及隔板构成，其用于手机、电脑等电子设备、电动汽车等。非水电解液是在碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等非水溶剂中溶解锂盐而构成的。在这样的锂离子二次电池中，存在以下问题：当温度升高时，可燃性的非水溶剂挥发，用作正极活性物质的锂复合氧化物分解而释放氧。

相对于此，专利文献1中记载了以下内容：正极活性物质采用氧解离温度高的聚阴离子型材料，负极活性物质采用与石墨相比难以生成Li枝晶的Li₄Ti₅O₁₂、SiO等，非水溶剂采用碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯等沸点较高的有机溶剂。该文献1公开了以下具体示例：正极活性物质采用磷酸铁锂，负极活性物质采用SiO，电解液的非水溶剂采用将碳酸丙烯酯和γ－丁内酯以1：2的体积比混合而成的混合溶剂。

专利文献1：日本公开专利公报特开2013－84521号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

所述电子设备和电动汽车等不仅可能在盛夏的高温下使用，也可能在严冬气温达－30℃以下的严寒下使用。因此，就需要装入所述电子设备和电动汽车等中的锂离子二次电池在从高温到极低温的较大温度范围内发挥高充放电性能。

相对于此，如果像上述专利文献1那样，负极活性物质采用Li₄Ti₅O₁₂等，则与石墨相比电位变高，因此存在电池容量变小或输入输出降低的问题。此外，如果非水溶剂的沸点变高，则虽然在保证电池的耐热性这一点上是有利的，但电池的低温性能未必会得到改善。例如，可能在－30℃等低温时因电解液凝固而引起电阻上升。

于是，本发明的目的在于：获得一种锂离子二次电池，其能抑制可燃性非水溶剂挥发，并且在从低温到高温的较大温度范围内发挥高充放电性能。

－用以解决技术问题的技术方案－

本发明为了解决上述问题，采用碳酸丙烯酯和γ－丁内酯的混合溶剂作为非水溶剂，且采用石墨类碳材料作为负极活性物质。

此处公开了一种锂离子二次电池电解液，其用于含有石墨类碳材料作为负极活性物质的锂离子二次电池，所述锂离子二次电池电解液的特征在于：所述锂离子二次电池电解液是在非水溶剂中溶解锂盐而成的，所述非水溶剂中含有环状碳酸酯和环状酯的混合溶剂作为主要成分，所述混合溶剂在所述非水溶剂的总量中所占的比率在85体积％以上，所述环状碳酸酯的量在所述混合溶剂的合计量中所占的比率在60体积％以上95体积％以下。

根据所述电解液，将环状碳酸酯和环状酯的混合溶剂用作非水溶剂的主要成分，并提高该混合溶剂中的环状碳酸酯的比率(60体积％以上95体积％以下)，因此有利于防止非水溶剂挥发，且有利于提高较大温度范围内的充放电特性。所述环状碳酸酯的量在所述环状碳酸酯和环状酯的合计量中所占的比率优选在70体积％以上，更优选在80体积％以上。