[发明专利]二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统和电动工具

说明书

技术领域

本发明涉及包括电解液以及通过其间的隔膜彼此相对的正极和负极的二次电池、以及使用该二次电池的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置。

背景技术

近年来，已经广泛使用了诸如移动电话和个人数字助理（PDA）的各种电子装置，并且已经要求进一步减小电子装置的尺寸和重量以及实现它们的长寿命。因此，作为用于电子装置的电源，已经开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小型且轻量化的二次电池。最近，已经考虑将这样的二次电池应用于除了上述电子装置之外的各种其他应用。这样的其他应用的代表性实例包括可连接且可拆卸地安装在电子装置等上的电池组、电动车辆如电动车、电力存储系统如家用电力服务器、和电动工具如电钻。

作为二次电池，已经开发了通过利用各种充放电原理来获得电池容量的二次电池。尤其是，利用电极反应物的插入和提取的二次电池被认为是有前景的，因为与铅酸电池、镍镉电池等相比，这种二次电池提供更高的能量密度。

二次电池包括正极、负极和电解液。正极和负极通过其间的隔膜彼此相对，并且电解液包括溶剂和电解质盐。二次电池的构造很大程度上影响电池特性等。因此，已经对其构造进行了各种研究。

具体地，为了抑制在高压充电时电池劣化，由于电池内部压力增大引起的爆炸危险等，使用具有一个或多个碳-碳不饱和键的环状碳酸酯作为电解液的添加剂（例如，参见日本未审查专利申请公开号2006-114388、2001-135351、H11-191319、2000-058122、和2008-010414以及日本未审查专利申请公开（PCT申请的翻译）号2004-523073）。这种环状碳酸酯不仅用于使用电解液的电池（液体电池），而且还用于不使用电解液的电池（固体电池）（例如，参见日本未审查专利申请公开号2003-017121）。

此外，为了防止正极和负极之间的无意导电，在隔膜中包含诸如氧化钛的颗粒（例如，参见日本未审查专利申请公开号H10-050287、H10-106530,和WO01/019906）。

发明内容

近年来，应用了二次电池的电子装置的高性能和多功能日益开发。因此，期望电池特性的进一步改善。

期望提供能够提供优异的电池特性的二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置。

根据本发明的实施方式，提供了一种二次电池，包括：通过其间的隔膜彼此相对的正极和负极；和电解液。所述正极包括在正极集电体上的正极活性物质层。所述负极包括在负极集电体上的负极活性物质层。耐热层（heat-resistant layer）至少设置在正极和负极之间的正极活性物质层和负极活性物质层彼此相对的区域中。耐热层包括具有比隔膜的熔点或分解温度高的熔点或分解温度的材料。电解液包括由下式（1）表示的不饱和环状碳酸酯，

其中X是其中m个>C=CR1R2和n个>CR3R4以任意顺序连接（键合）的二价基团；R1至R4各自是氢基团、卤素基团、一价烃基团、一价卤代烃基团、一价含氧烃基团、和一价卤代含氧烃基团中的一种；R1至R4中的任意两个以上可以彼此连接；并且m和n满足m≥1和n≥0。

此外，根据本发明的实施方式，提供了一种电池组，包括：二次电池；控制部，控制二次电池的使用状态；和开关部（切换部，switch section），根据控制部的指令切换二次电池的使用状态。所述二次电池包括：通过其间的隔膜彼此相对的正极和负极；和电解液。所述正极包括在正极集电体上的正极活性物质层。所述负极包括在负极集电体上的负极活性物质层。耐热层至少设置在正极和负极之间的其中正极活性物质层和负极活性物质层彼此相对的区域中。耐热层包括具有比隔膜的熔点或分解温度高的熔点或分解温度的材料。电解液包括由下式（1）表示的不饱和环状碳酸酯，

其中X是m个>C=CR1R2和n个>CR3R4以任意顺序连接的二价基团；R1至R4各自是氢基团、卤素基团、一价烃基团、一价卤代烃基团、一价含氧烃基团、和一价卤代含氧烃基团中的一种；R1至R4中的任意两个以上可以彼此连接；并且m和n满足m≥1和n≥0。