[发明专利]非水电解液用添加剂、非水电解液和锂离子二次电池

说明书

提供非水电解液用添加剂和使用了其的锂离子二次电池，所述非水电解液用添加剂包含化合物，所述化合物为具有至少一个芳环并且不具有氨基的化合物，并且该化合物的与芳环的碳原子结合的氢原子中的至少1个被下述式(1)所示的基团取代。(式中，R^x为可被取代的碳原子数1～60的1价脂肪族烃基、可被取代的碳原子数6～60的1价芳族烃基、或可被取代的碳原子数2～60的1价含有杂环的基团，虚线为结合端。)。

技术领域

本发明涉及非水电解液用添加剂、非水电解液和锂离子二次电池。

背景技术

随着智能电话、数码相机、便携游戏机等便携电子设备的小型轻质化、高功能化的要求，近年来，在积极地进行高性能电池的开发，通过充电能够反复使用的二次电池的需求大幅地扩大。其中，锂离子二次电池由于具有高能量密度、高电压，另外，不存在充放电时的记忆效应等，因此是现在最集中精力进行开发的二次电池。另外，从近年来的对环境问题的应对出发，电动汽车的开发也在积极地进行，对于作为其动力源的二次电池，不断要求更高的性能。

在电动汽车、插电式混合动力车这样的环境应对车的电源、进而在大型的储能用蓄电系统等基础设施设备中应用二次电池的情况下，在性能提高的同时要求等于或优于现有产品的高可靠性和安全性。但是，为了提高电池的性能，如果进行电池的高能量密度化、高输出化，则必然在电池的异常加热时、短路时等状况下变得容易发生电池的热失控，安全性倾向于降低。

锂离子二次电池具有满足将能够吸储、放出锂的正极和负极以及介于它们之间的隔离物收容在容器内、向其中装满电解液(锂离子聚合物二次电池的情况下代替液态电解液而使用凝胶状或全固体型的电解质)的结构。作为正极活性物质，使用LiCoO₂等锂复合氧化物，作为负极活性物质，使用了石墨等碳材料。这样的锂离子二次电池一般使工作电压为2.5～4.2V来使用。

如上所述，锂离子二次电池的应用范围持续扩大，以进一步提高性能为目的，对使充电电压比4.2V高，将正极活性物质高能量密度化进行了研究。

但是，如果将充电电压高电压化，特别是由于高温下的正极的表面附近与电解液的反应被加速等主要因素，在电池的内部短路时这样的异常的状况下变得容易发生电池的热失控，电池的安全性显著地降低。

进行了各种使锂离子二次电池的对于短路的安全性提高的尝试。例如，进行了如下尝试：在专利文献1、2中在电解液中添加磷系的材料，在专利文献3、4中在电解液中添加离子液体，使电解液变得阻燃，从而提高电池的安全性。但是，由于仅凭这些材料，离子传导性低，电池性能降低，因此需要与一般在锂离子二次电池中用作主溶剂的碳酸酯系溶剂并用。这些碳酸酯系溶剂为可燃性，因此为了使非水电解液变得阻燃，必须大量地添加磷系的材料、离子液体，结果与只使用了碳酸酯系溶剂的情形相比，电池性能变差，另外成本也升高。

因此，为了克服现有的有机电解质和添加剂的缺点，在积极地进行着将电极物质改性、开发包含添加剂的新的电解质的尝试。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-184870号公报

专利文献2：日本特开2005-116424号公报

专利文献3：日本特开平11-297355号公报

专利文献4：日本特开2006-19070号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于这样的实际情况而完成，目的在于提供能够制作充电至高电压而使用、短路时的安全性提高的锂离子二次电池的、非水电解液用添加剂、非水电解液和使用了该非水电解液的锂离子二次电池。

用于解决课题的手段