[发明专利]电池

说明书

本申请是申请日为2005年12月14日、申请号为200510131468.5、发 明名称为“电池”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明包含与2004年12月14日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2004-361400相关的主题，其全部内容这里作为参考引入。

发明领域

本发明涉及包括正极、负极和电解质的电池，特别涉及包括负极、正极 和电解质并使用锂(Li)等作为电解反应物的电池。

背景技术

近年来，已引入了很多便携式电子器件如组合摄影机(磁带录象机)、 数字照相机(digital still camera)、移动电话、个人数字助手和笔记本个人计算 机，并已经对其进行了小型化和轻型化。相应地，已极大地促进了改进作为 这种电子器件的电源的电池、特别是二次电池的能量密度的研究和开发。具 体地，与传统的铅蓄电池和镍镉电池相比，其中碳材料用作负极、锂和过渡 金属的复合物用作正极和碳酸酯用于电解溶液的锂离子二次电池提供更高 的能量密度，因此，锂离子二次电池实践中被广泛使用。

此外，近年来，由于已改进了便携式电子器件的性能，已要求进一步改 进其容量。已认为，对于负极活性材料，将锡(Sn)、硅(Si)等用于替代碳材料。 锡的理论容量为994mAh/g，硅的理论容量为4199mAh/g，明显大于石墨的 理论容量372mAh/g，因此可期望容量改进。据报道，特别是对于其中在集 电体上形成锡或硅的薄膜的负极，负极活性材料不因插入和脱出锂粉化，并 且可保持相对高的放电容量(例如，参见国际公开号WO01/031724)。

发明内容

然而，插入锂的锡或硅合金具有高活性。因此，存在的缺点是，例如当 将作为高介电常数溶剂的环状碳酸酯和作为低粘度溶剂的链状碳酸酯用于 电解质时，特别是链酯分解，且进一步锂钝化。因此，当重复充电和放电时， 充电和放电效率降低，不能获得足够的循环特性。

考虑到上述情况，在本发明中期望提供能够改进循环特性的电池。

根据本发明的一个实施方案，提供一种包括正极、负极和电解质的电池， 其中负极包含能够插入和脱出电极反应物并包含金属元素和准金属元素中 的至少一种作为元素的负极材料，和电解质包含具有卤原子的环状酯衍生物 和如下化学式1至化学式8表示的至少一种链化合物。

[化学式1]

在该式中，R11和R12表示氢基、1至15个碳原子的烷基或其至少部 分氢被卤素取代而获得的基团、2至15个碳原子的烷氧基或其至少部分氢被 卤素取代而获得的基团、6至20个碳原子的芳基或其至少部分氢被卤素取代 而获得的基团、7至20个碳原子的烷基的部分氢被芳基取代而获得的基团或 其至少部分氢被卤素取代而获得基团、或1至15个碳原子的酰基。R13表 示氢基、卤素基团、1至20个碳原子的烷基或其至少部分氢被取代基取代而 获得的基团、1至20个碳原子的烷氧基或其至少部分氢被取代基取代而获得 的基团、7至20个碳原子芳基的至少部分氢被烷氧基取代而获得的基团或其 至少部分氢被其它取代基取代而获得基团、1至20个碳原子的酰基或其至少 部分氢被取代基取代的基团、6至20个碳原子的芳基或其至少部分氢被卤素 取代而获得的基团、4至20个碳原子的杂环基团或其至少部分氢被卤素取代 而获得的基团。X11和X12表示卤素基团或1至10个碳原子的全氟烷基。

[化学式2]

在该式中，R21、R22、R23和R24表示氢基、1至15个碳原子的烷 基或其至少部分氢被卤素取代而获得的基团、2至15个碳原子的烷氧基或其 至少部分氢被卤素取代而获得的基团、6至20个碳原子的芳基或其至少部分 氢被卤素取代而获得的基团、7至20个碳原子的烷基的部分氢被芳基取代而 获得的基团或其至少部分氢被卤素取代而获得基团、或1至15个碳原子的 酰基。X21和X22表示卤素基团或1至10个碳原子的全氟烷基。n表示1-4 的整数。

[化学式3]

在该式中，R31和R32表示1至5个碳原子的烷基或其至少部分氢被卤 素取代而获得的基团。R31和R32中的至少一个为具有卤素的基团。

[化学式4]