[发明专利]锂电池用电解液及其制造方法、以及具备该锂电池用电解液的锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及对于锂金属的稳定性优异的锂电池用电解液及其制造方法、以及具备该锂电池用电解液的锂电池。

背景技术

二次电池是除了能够将化学能转化为电能进行放电以外，能够通过使电流向与放电时相反的方向流动，将电能转化为化学能而积蓄(充电)的电池。在二次电池中，锂二次电池由于能量密度高，因此作为笔记本型个人电脑或便携式电话等便携设备的电源被广泛应用。

在锂二次电池中，在使用石墨(表示为C)作为负极活性物质的情况下，在放电时，在负极进行下述式(I)的反应。

Li_xC→C+xLi⁺+xe^-    (I)

(上述式(I)中，0<x<1。)

通过上述式(I)产生的电子经由外部电路，通过外部负荷进行工作，随后到达正极。然后，通过上述式(I)产生的锂离子(Li⁺)从负极侧向正极侧通过电渗在被负极和正极夹持的电解质内迁移。

另外，在使用钴酸锂(Li_1-xCoO₂)作为正极活性物质的情况下，在放电时，在正极进行下述式(II)的反应。

Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-→LiCoO₂    (II)

(上述式(II)中，0<x<1。)

在充电时，在负极和正极中，分别进行上述式(I)和式(II)的逆反应，由于通过石墨层间夹杂而进入了锂的石墨(Li_xC)在负极再生、钴酸锂(Li_1-xCoO₂)在正极再生，因此再放电成为可能。

在以往的锂二次电池中，由于使用具有可燃性、挥发性的有机溶剂为电解液，因此安全性的提高存在极限。

对此，作为为了提高安全性的对策，一直以来已知的有使用离子液体(常温熔融盐)为电解液的锂二次电池。在此，离子液体是指在100℃以下为液体的盐，其通常具有阻燃性、不挥发性。这样的阻燃性的电解液具有这样的优点：不仅能够使安全性提高，而且电位窗(电位区域)比较宽，并且显示比较高的离子传导性。

作为具备离子液体的锂二次电池的技术，在专利文献1中，记载了一种非水电解质二次电池的技术，其特征在于，具备正极、负极以及含有离子液体和磷酸烯丙酯的非水电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-035413号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1说明书的段落[0090]中，记载了使用在作为离子液体的一种的N-甲基-N-丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺中溶解了作为锂盐的一种的双三氟甲磺酰亚胺锂而得到的电解质。但是，本发明人研究的结果发现，使用了这样的以往的离子液体的电解质对于锂金属不稳定。

本发明是鉴于上述实际状况而完成的，其目的在于，提供对于锂金属的稳定性优异的锂电池用电解液及其制造方法、以及具备该锂电池用电解液的锂电池。

用于解决课题的手段

本发明的锂电池用电解液的特征在于，含有由下述通式(1)表示的介离子化合物。

[化学式1]

(上述通式(1)中，R¹为碳原子数1～3的脂肪族烃基，R²为由下述通式(2)、(3)或(4)中的任一个表示的基团。)

-C_lH_2l-(OCH₂)_m-C_nH_2n+1     通式(2)

(上述通式(2)中，l和n为0以上的实数，m为1以上的实数，并且l、m及n之和为8以下。)

-C_xH_2x-(CH₂OCH₂)_y-C_zH_2z+1      通式(3)

(上述通式(3)中，x和z为0以上的实数，y为1以上的实数，并且x、2y及z之和为8以下。)