[发明专利]非水电解质二次电池及其中使用的电解液

说明书

一种非水电解质二次电池，其具有正极、负极及电解液，电解液包含锂盐及乙酸异丙酯，锂盐包含双(氟磺酰基)酰亚胺锂，电解液中的乙酸异丙酯的含量相对于电解液的质量为1000ppm以下。

技术领域

本发明主要涉及非水电解质二次电池用电解液的改良。

背景技术

非水电解质二次电池、特别是锂离子二次电池具有高电压且具有高能量密度，因此作为小型家用用途、电力贮存装置及电动汽车的电源备受期待。对于要求电池的长寿命化，提出了在电解液中添加双(氟磺酰基)酰亚胺锂(专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/157591号

专利文献2：国际公开第2016/009994号

发明内容

然而，长期重复电池的充放电循环时，有时容量会大幅降低。

鉴于以上，本发明一方面涉及一种非水电解质二次电池，其具有正极、负极及电解液，前述电解液包含锂盐及乙酸异丙酯，前述锂盐包含双(氟磺酰基)酰亚胺锂，前述电解液中的前述乙酸异丙酯的含量相对于前述电解液的质量为1000ppm以下。

本发明另一方面涉及一种非水电解质二次电池用电解液，其包含锂盐及乙酸异丙酯，前述锂盐包含双(氟磺酰基)酰亚胺锂，前述乙酸异丙酯的含量以质量比例计为50ppm以上且1000ppm以下。

通过本发明，可以得到长期循环特性优异的非水电解质二次电池。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的非水电解质二次电池的局部剖切的示意性立体图。

具体实施方式

本发明的非水电解质二次电池具有正极、负极及电解液，电解液包含锂盐及乙酸异丙酯。锂盐包含双(氟磺酰基)酰亚胺锂：LiN(SO₂F)₂。电解液中的乙酸异丙酯的含量相对于电解液的质量为1000ppm以下。

双(氟磺酰基)酰亚胺锂(以下也称作LFSI。)在正极及负极表面形成锂离子传导性优异、且抑制电解液的氧化分解的覆膜(以下也称作LFSI覆膜。)。通过LFSI覆膜，充放电循环的初始的容量维持率的降低被抑制。

另一方面，长期重复电池的充放电循环时，LFSI在正极表面过量地反应，LFSI覆膜会惰性化，从而电阻增大，容量会大幅降低。

乙酸异丙酯具有抑制正极表面的LFSI的过量反应的作用。其中，正极含有可以包含如含锂和镍的复合氧化物这样的碱成分的正极材料或正极活性物质时，抑制LFSI的过量反应的效果显著。

乙酸异丙酯在电池内例如通过下述反应式(1)这样的反应生成烷氧自由基。认为烷氧自由基吸附在正极材料表面，形成抑制LFSI在正极表面的反应(例如LFSI与碱成分的反应)的保护层。其结果，推测LFSI覆膜的惰性化被抑制，容量的降低也被抑制。即，长期重复电池的充放电循环时的容量维持率得到改善。

反应式(1)：Me-CO-O-CH(Me)₂+Li+HF

→Me-CO-H+·O-CH(Me)₂(烷氧自由基)+LiF

电解液中包含的乙酸异丙酯需要为微量。乙酸异丙酯量过量时，乙酸异丙酯自身在正极表面形成高电阻的覆膜。因此，需要将电解液中的乙酸异丙酯的含量设为相对于电解液的质量的1000ppm以下，可以为500ppm以下，为200ppm以下也是充分的。