[发明专利]非水电解液、非水电解质二次电池、电池组以及电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液、非水电解质二次电池、电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。具体地，本发明涉及在电解质中包含磷化合物的非水电解质二次电池。

背景技术

对近年来变得广泛使用的更小、更轻和更长寿命的便携式电子装置如摄像机一体化的VTR（磁带录像机）、便携式电话和膝上型个人计算机存在强烈需求。在这点上，作为这种电子装置的便携式电源，已经开发了电池，特别是轻量化且能够提供高能量密度的二次电池。特别地，利用锂（Li）的存储和释放来进行充电和放电反应的二次电池（锂离子二次电池）已经投入到宽范围的实际应用中，因为与如铅电池和镍镉电池的非水电解液二次电池相比它们能够提供更高的能量密度。

在锂离子二次电池中，因为高传导性和电位稳定性，广泛使用了使电解质盐LiPF₆溶解在碳酸酯非水溶剂如碳酸亚丙酯和碳酸二乙酯中的电解质。

然而，便携式电子装置的普及已经产生问题。具体地，当在运输或使用期间二次电池经常被放置在高温环境下时，电池特性劣化。这引起对开发不仅在室温环境下而且在高温环境下也能够提供优异的特性的电解质和二次电池的需要。

为此，报道了将磷化合物加入到电解液中以改善在高温环境中的保存特性的技术（参见，例如JP-A-2006-236986、JP-A-2007-250191、JP-A-2008-021624、JP-A-2008-066062、JP-A-2008-130528和JP-A-2009-224258）。

发明内容

然而，需要进一步改善高温环境下的电池特性从而满足对更高性能的二次电池的增加的需求。

因此，对即使在高温环境下也能够提供优异的电池特性的非水电解液、非水电解质二次电池、电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统存在需要。

本发明的实施方式涉及非水电解质二次电池，包括：正极；负极；和包含非水电解液的电解质，其中该非水电解液包含选自由氧化膦（phosphine oxide）、膦酸酯（phosphonic ester）和次膦酸酯（phosphinic ester）组成的组中的至少一种磷化合物，并且该氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯分别是由下式（I）、（II）和（III）表示的磷化合物。

在式（I）中，R1是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R1通过磷-碳（P-C）键而彼此键合（连接，bond）。R2和R3各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R1、R2和R3彼此未键合（未连接，unbond）。

在式（II）中，R4是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R4通过磷-碳（P-C）键而彼此键合。R5和R6各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R4、R5和R6彼此未键合。

在式（III）中，R7是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R7通过磷-碳（P-C）键而彼此键合。R8和R9各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R7、R8和R9彼此未键合。

本发明的另一个实施方式涉及非水电解液，该非水电解液包含选自由氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯组成的组中的至少一种磷化合物，其中该氧化膦、膦酸酯和次膦酸酯分别是由下式（I）、（II）和（III）表示的磷化合物。

在式（I）中，R1是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R1通过磷-碳（P-C）键而彼此键合。R2和R3各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R1、R2和R3彼此未键合。

在式（II）中，R4是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R4通过磷-碳（P-C）键而彼此键合。R5和R6各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R4、R5和R6彼此未键合。

在式（III）中，R7是具有一个以上不饱和键的有机基团，并且磷和R7通过磷-碳（P-C）键而彼此键合。R8和R9各自独立地表示1至20个碳原子的烃基团、或其氢原子至少部分地被卤素原子取代的1至20个碳原子的烃基团。R7、R8和R9彼此未键合。