[发明专利]锂二次电池用电解液及其含有该锂二次电池用电解液的锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及能够改进锂二次电池的安全性和寿命特性的锂二次电池用电解液及其含有该锂二次电池用电解液的锂二次电池。

背景技术

近年来，随着手机和笔记本电脑等电子设备的快速发展，与现有的镍氢电池(Ni-MH)和镍镉电池(Ni-Cd)相比具有高能量密度和优异的循环寿命特性的锂二次电池的应用得到了快速增长。随着这种锂二次电池应用的增加，为了确保所应用设备和使用者的安全，急需要求改进锂二次电池的安全性和寿命性能以及容量。

锂二次电池的平均放电电压为3.6V至3.7V左右，与其它的碱性电池、Ni-MH电池、Ni-Cd电池等相比，能够得到更高的电力。但是，为了输出如此高的驱动电压，需要在作为充放电电压区域的0V至4.6V区域中具有电化学性能稳定的电解液。

作为锂二次电池用电解液，一般使用将锂盐溶解在碳酸酯类非质子溶剂中的非水电解液。然而，使用非水电解液的锂二次电池存在如下问题，当电池温度变高时，在电池内部容易发生非质子溶剂挥发，其结果，导致电池膨胀或者裂缝等引起挥发的气体扩散或液体泄漏等问题。而且，电池外壳被损坏时，还存在由于液体泄漏难以确保安全性的问题。

为了解决这些问题，开发了利用聚合物电解质的电池系统。上述聚合物电解质是使碱金属盐均匀地固溶在聚合物中的离子导体，并未使用溶剂，所以不存在挥发的气体扩散或液体泄漏的风险，而且电流在整个电解质中均匀地流动，从而能够抑制锂枝晶的生成和生长。然而，该聚合物电解质与非水电解质相比，存在离子导电率低的问题。所以，使用聚合物电解质的电池，电池的内部电阻大，且单位时间能够释放的电流输出明显低于非水电解质二次电池。因此，聚合物电解质电池存在应用受限的问题。

作为用于解决上述聚合物电解质的离子导电率低的问题的方法，提出了在聚合物中浸渍有非水电解液的凝胶状聚合物电解质。具体地说，日本特许公开号1996-507407公开了使用非水电解液以使聚偏二氟乙烯溶胀而制得的凝胶电解质。然而，聚偏二氟乙烯保持非水电解液的性能差，因此，可能发生作为非水电解液的问题点的挥发性气体扩散或液体泄漏的问题。

另外，美国专利号5,603,982公开了利用三维交联的丙烯酸类聚合物的凝胶电解质，其中，丙烯酸类聚合物是将丙烯酸酯类单体与交联剂进行交联反应而制得。然而，该方法由于丙烯酸酯类单体本身的聚合性不够充分从而残余双键较多，所以存在降低循环性能的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许公开号1996-507407(1996年8月6日公开)

专利文献2：美国专利号5,603,982(1997年2月18日授权)

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够改进锂二次电池的安全性和寿命特性的锂二次电池用电解液。

本发明的另一目的在于，提供一种含有上述电解液的锂二次电池。

为了达成上述目的，本发明的一实施例涉及的锂二次电池用电解液，作为电解液添加剂含有二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)和(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)化合物，该(甲基)丙烯酸酯化合物含有具备碳原子数为4至12的直链状或支链状的烷基。