[发明专利]二次电池、用于二次电池的电解液、环状聚酯、电力工具、电动车辆、和电力存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种环状聚酯；包含非水溶剂和电解质盐连同环状聚酯的用于二次电池的电解液；使用环状聚酯和用于二次电池的电解液的二次电池；使用二次电池作为电力源(电功率源)或电力存储源的电力工具、电动车辆、以及电力存储系统。

背景技术

近年来，由便携式终端等为代表的小型电子装置已经被广泛使用，并且强烈要求进一步减小它们的尺寸和重量以及实现它们的长寿命。因此，作为用于小型电子装置的电力源，已经开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小型和轻量化二次电池。近年来，已经考虑将这样的二次电池不仅应用于上述小型电子装置，而且还应用于由机动车辆等代表的大型电子装置。

特别地，使用锂反应作为充电和放电反应的锂二次电池是极其有前途的，因为与铅电池和镍镉电池相比，这样的锂二次电池能够提供更高的能量密度。锂二次电池包括利用锂离子的插入(嵌入)和提取(脱嵌)的锂离子二次电池和利用锂金属的析出和溶解的锂金属二次电池。

二次电池包括电解液连同正极和负极。正极在正极集电体上具有正极活性物质层。负极在负极集电体上具有负极活性物质层。在电解液中，电解质盐等溶解在非水溶剂诸如有机溶剂中。

起到作为用于充电和放电反应的介质作用的电解液的组成很大程度上影响二次电池的性能。因此，对电解液的组成已经进行了各种研究。具体地，为了改善循环特性、安全性等，使用环状磺酸酯化合物诸如羟基甲 烷磺酸的环状缩合产物(例如，参见日本未审查专利申请公开号2005-228631)。为了改善热稳定性，使用通过使二羧酸和醇脱水和缩合而获得的环状或链状二卤素二羰基化合物诸如二甲基二氟丙二酸酯(例如，参见日本未审查专利申请公开号2002-124263)。

发明内容

这些年来，电子装置的高性能和多功能被日益开发，并且其电力消耗倾向于被增加。因此，频繁重复二次电池的充电和放电，并且循环特性和保存特性容易被降低。因此，已经渴望二次电池的循环特性和保存特性的进一步改善。

考虑到前述缺点，在本发明中，期望提供一种能够改善循环特性和保存特性的环状聚酯、用于二次电池的电解液、二次电池、电力工具、电动车辆、以及电力存储系统。

根据本发明的实施方式，提供了一种包含非水溶剂和电解质盐的用于二次电池的电解液。非水溶剂包含通过使两种或更多种二价羧酸和一种或多种二价醇脱水和缩合而获得的环状聚酯。根据本发明的实施方式，提供了一种包括正极、负极、以及电解液的二次电池。电解液具有与用于本发明实施方式的二次电池的电解液类似的组成。

“二价羧酸”是具有两个羧基(-COOH)的化合物。“二价醇”是具有两个羟基(-OH)的化合物。

“环状聚酯”是这样的环状化合物，其中通过上述脱水和缩合经由酯键(-C(＝O)-O-)在链的状态下使二价羧酸和二价醇彼此连接，并且整体上形成一个环路(环)。环状聚酯可以包含通过使每个二价羧酸连同酯键脱水和缩合而获得的酸酐键(-C(＝O)-O-C(＝O)-)。

根据本发明的实施方式，提供了一种安装二次电池的电力工具、电动车辆、以及电力存储系统。二次电池具有与本发明实施方式的上述二次电池类似的结构。

根据本发明的实施方式，提供了一种由式1表示的环状聚酯。

式1

在该式中，R1至R4是二价有机基团，而m和n是整数0至3中的一个。m和n满足m+n≥1。

根据本发明实施方式的用于二次电池的电解液，由于非水溶剂包含环状聚酯，所以改善了化学稳定性。因此，根据本发明实施方式的使用用于二次电池的电解液的二次电池，抑制了充电和放电时电解液的分解反应，因此能够改善循环特性和保存特性。而且，根据本发明实施方式的使用二次电池的电力工具、电动车辆、以及电力存储系统，能够改善诸如上述循环特性的特性。

本发明的实施方式的环状聚酯具有式1中所示的结构。因此，在其中使用环状聚酯作为用于二次电池的电解液的非水溶剂等的情况下，能够改善其化学稳定性。

本发明的其它和另外的目的、特征以及优点将从下面的描述中更充分地呈现。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的使用环状聚酯的圆柱型二次电池的结构的截面图。

图2是示出了图1所示的螺旋卷绕电极体的结构的截面图。

图3是示意性地示出了负极的结构的截面图。

图4是示意性地示出了负极的另一结构的截面图。

图5A和图5B是示出了负极的截面结构的SEM照片以及其示意图。

图6A和图6B是示出了负极的另一截面结构的SEM照片以及其示意图。