[发明专利]非水电解质和非水电解质电池

说明书

技术领域

本公开涉及非水电解质和非水电解质电池，具体而言涉及包含有机溶剂和电解质盐的非水电解质，以及使用这种非水电解质的非水电解质电池。

背景技术

近年来迫切需求变得普及的较小、较轻和寿命较长的便携式电子装置如摄影机、便携式电话和膝上型个人电脑。在此方面，已经开发了轻且能够提供高能量密度的电池、特别是二次电池作为这种便携式电子装置的电源。

特别是，利用锂的吸藏和释放用于充放电反应的二次电池(锂离子二次电池)因为其能够提供高于铅电池和镍镉电池的能量密度，所以是非常有希望的。

锂离子二次电池包括电解质溶液，该电解质溶液包含溶剂和溶解于该溶剂中的电解质盐。溶剂一般是高介电常数溶剂和低粘度溶剂的混合溶剂，高介电常数溶剂例如是易于使电解质盐溶剂化的碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯，低粘度溶剂是具有优异的离子传导率的溶剂，例如碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯。

锂离子二次电池的特性受到所用非水电解质溶液类型的极大影响，因此已提出包含各种化合物的各种非水电解质溶液以进一步改善电池特性。

例如，JP-A-2006-86058提出一种非水电解质溶液，其中加入反应性的环状碳酸酯。将反应性的环状碳酸酯如卤代环状碳酸酯(例如氟代碳酸亚乙酯)和具有碳-碳多重键的不饱和环状碳酸酯(例如碳酸亚乙烯酯)加入电解质溶液中，以在负极表面上形成涂层。该涂层抑制负极活性材料和电解质溶液之间的反应或其它相互作用，并因而改善了充放电效率。

为了改善电池的充放电特性，非水电解质二次电池的不断增加的能量密度已经使得正极和负极间更高的离子传输速度成为必要。为此，需要例如通过提高电解质溶液的离子传导率或者通过降低电解质溶液的粘度来促进扩散材料传递。

发明内容

虽然前述专利文件中描述的反应性环状碳酸酯可形成坚固的电极涂层，但该涂层增加了电极表面的电阻。这样，电池特性不足，尤其是在大电流放电或在重复充放电时的放电容量方面不足。

因此，需要一种非水电解质和非水电解质电池，利用其能抑制由于充放电循环而引起的电阻增加以抑制电池特性的劣化。

本公开的一个实施方案涉及一种非水电解质，其包含：溶剂、电解质盐和下式(1)的醚酯化合物：

其中R1为氢基团、烷基、芳基、烷氧基、酯基或酰基，R2～R4各自独立地为酰基、卤代酰基、烷基、芳基或卤代烷基，其中R2～R4中的至少之一包括酰基或卤代酰基。

本公开的另一实施方案涉及一种非水电解质电池，其包括：正极、负极和非水电解质，其中所述非水电解质包含：溶剂、电解质盐和下式(1)的醚酯化合物：

其中R1为氢基团、烷基、芳基、烷氧基、酯基或酰基，R2～R4各自独立地为酰基、卤代酰基、烷基、芳基或卤代烷基，其中R2～R4中的至少之一包括酰基或卤代酰基。

根据本公开的实施方案，非水电解质包含式(1)的醚酯化合物。利用包含于非水电解质中的式(1)的醚酯化合物，通过充放电在电极表面上形成称为SEI(固体电解质界面)的稳定涂层。该SEI涂层抑制非水电解质在充放电过程中的分解。这抑制了离子传导率的降低，从而抑制了由于充放电循环引起的容量劣化。另外，认为在与非水电解质接触的电极表面处保持的离子传导率形成低电阻SEI。通过抑制由于充放电循环引起的电阻增加，电池特性的劣化可得以抑制。

利用本公开的实施方案，能抑制由于充放电循环引起的电阻增加以抑制电池特性的劣化。

附图说明

图1是说明根据本公开一个实施方案的非水电解质电池的示例性结构的截面图。

图2是图1所示卷绕电极单元的部分放大截面图。

图3是说明根据本公开一个实施方案的非水电解质电池的示例性结构的分解透视图。

图4是图3的卷绕电极单元在I-I处的截面图。

具体实施方式

以下参照附图描述本公开的实施方案。描述按以下顺序进行。

1.第一实施方案(非水电解质电池的第一实例)

2.第二实施方案(非水电解质电池的第二实例)

3.第三实施方案(非水电解质电池的第三实例)

4.其它实施方案(变化方案)

1.第一实施方案

(非水电解质电池的结构)