电解液、电解液的制造方法、电池、电池的制造方法及车辆与流程

本发明涉及电解液、电解液的制造方法、电池、电池的制造方法及车辆。

背景技术：

1、从手机、笔记本电脑等所谓的民用电源至汽车用等的驱动用车载电源的广泛的用途中，锂二次电池等非水电解液电池正在实用化。然而，近年来对于非水电解液电池的高性能化的要求日益提高，特别是期望高容量、低温使用特性、高温保存特性、循环特性、过充电时安全性等各种电池特性的改进。

2、迄今为止，作为用于改善非水电解液二次电池的输入输出特性等的手段，对以正极、负极的活性物质、非水电解液为代表的各种各样的电池的构成要素已经研究了大量的技术。

3、专利文献1中记载，通过向含有至少一种以上的以特定的式(1)：m(fso3)x表示的氟磺酸盐的非水电解液中进一步加入lipf6，而且将上述氟磺酸盐与lipf6的比例设为特定范围，能够实现可以得到改善了初始充电容量及输出输入特性的非水电解液二次电池的非水电解液。

4、专利文献2中记载，含有一种以上选自(a)组中的化合物、和具有特定的结构的氟磺酸盐(b)，并将非水电解液中属于组(a)的化合物的含量设为特定的范围内，且将特定的氟磺酸盐的含有质量相对于该含量之比设为1以下，此时能够改善输入输出特性，上述组(a)由以特定的式(1)：x-so2-y-so2-z表示的化合物及具有so3结构的环状化合物构成。

5、专利文献3中记载，通过包含90质量%以上的双(氟磺酰)亚胺锂、包含特定量的lifso3的双(氟磺酰)亚胺锂组合物，可改善高温下的放电特性、低温下的输入输出特性、以及常温下的倍率特性。

6、然而，专利文献1~3存在电池的热稳定性不足，电池的自放电大的问题。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：国际公开第2011/099585号

10、专利文献2：日本特开2023-130374号公报

11、专利文献3：日本特开2018-35059号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明的目的在于解决上述的问题点，提供能够同时实现电池的热稳定性的改善和电池的自放电的抑制的非水电解液。

3、解决问题的方法

4、鉴于上述的实际情况，本发明人等进行了潜心研究，结果发现，在非水电解液中以特定的比率含有六氟磷酸盐、双(氟磺酰)亚胺盐及含有特定的磺酸阴离子的化合物时，能够得到提高了电池的热稳定性、抑制了电池的自放电的非水电解液电池，从而完成了本发明。

5、即，本发明的主旨在于以下内容。

6、[1] 一种电解液，其包含双(氟磺酰)亚胺盐、六氟磷酸盐、含有下述通式(1)表示的阴离子的化合物及非水溶剂，

7、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.45以下，

8、在所述电解液100质量%中，含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物的含有率为0.03质量%以上，

9、r1so3-   (1)

10、r1表示卤原子。

11、[2] 一种电解液，其包含双(氟磺酰)亚胺盐、六氟磷酸盐、含有下述通式(2)表示的阴离子的化合物及非水溶剂，

12、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为1以下，

13、在所述电解液100质量%中，含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物的含有率为0.01质量%以上，

14、r2so3-   (2)

15、r2表示任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷基、或任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基。

16、[3] 根据[1]或[2]所述的电解液，其中，

17、所述电解液中的所述双(氟磺酰)亚胺盐的浓度为8质量%以上。

18、[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的电解液，其中，

19、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.01以上。

20、[5] 根据[1]~[4]中任一项所述的电解液，其中，

21、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.2以下。

22、[6] 根据[1]~[5]中任一项所述的电解液，其中，

23、所述电解液中的含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为3.7以下。

24、[7] 根据[1]~[6]中任一项所述的电解液，其中，

25、所述电解液中的含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.0001以上。

26、[8] 根据[1]~[7]中任一项所述的电解液，其中，

27、所述双(氟磺酰)亚胺盐为lin(fso2)2，

28、所述六氟磷酸盐为lipf6，

29、含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物为下述通式(1-1)表示的化合物，

30、lir1so3   (1-1)

31、r1表示卤原子。

32、[9] 根据[1]~[8]中任一项所述的电解液，其中，

33、所述电解液进一步包含选自具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯、含氟环状碳酸酯、具有异氰酸酯基的有机化合物、具有异氰脲酸骨架的有机化合物、含硫有机化合物、含磷有机化合物、具有氰基的有机化合物、含硅化合物、芳香族化合物、具有醚键的环状化合物、不含氟的羧酸酯、羧酸酐、含三键化合物、磷腈化合物、环状缩醛化合物、含硼阴离子化合物、含草酸根络合物阴离子的化合物、以及含有具有p=o键及p-f键的磷酸阴离子的化合物中的至少一种化合物(a)，其中，排除所述双(氟磺酰)亚胺盐、所述六氟磷酸盐、以及含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物。

34、[10] 根据[9]所述的电解液，其中，

35、所述化合物(a)包含选自所述含草酸根络合物阴离子的化合物、含有具有p=o键及p-f键的磷酸阴离子的化合物、具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯、以及含氟环状碳酸酯中的至少一种化合物。

36、[11] 根据[2]~[5]中任一项所述的电解液，其中，

37、所述电解液中的含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为3.7以下。

38、[12] 根据[2]~[5]、[11]中任一项所述的电解液，其中，

39、所述电解液中的含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.0001以上。

40、[13] 根据[2]~[5]、[11]、[12]中任一项所述的电解液，其中，

41、所述双(氟磺酰)亚胺盐为lin(fso2)2，

42、所述六氟磷酸盐为lipf6，

43、含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物为下述通式(2-1)表示的化合物，

44、lir2so3   (2-1)

45、r2表示任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷基、或任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基。

46、[14] 根据[2]~[5]、[11]、[12]、[13]中任一项所述的电解液，其中，

47、所述电解液进一步包含选自具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯、含氟环状碳酸酯、具有异氰酸酯基的有机化合物、具有异氰脲酸骨架的有机化合物、含硫有机化合物、含磷有机化合物、具有氰基的有机化合物、含硅化合物、芳香族化合物、具有醚键的环状化合物、不含氟的羧酸酯、羧酸酐、含三键化合物、磷腈化合物、环状缩醛化合物、含硼阴离子化合物、含草酸根络合物阴离子的化合物、以及含有具有p=o键及p-f键的磷酸阴离子的化合物中的至少一种化合物(a)，其中，排除所述双(氟磺酰)亚胺盐、所述六氟磷酸盐、以及含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物。

48、[15] 根据[14]所述的电解液，其中，

49、所述化合物(a)包含选自所述含草酸根络合物阴离子的化合物、含有具有p=o键及p-f键的磷酸阴离子的化合物、具有碳-碳不饱和键的环状碳酸酯、以及含氟环状碳酸酯中的至少一种化合物。

50、[16] 一种电解液的制造方法，该方法包括：

51、将双(氟磺酰)亚胺盐、所述六氟磷酸盐及含有下述通式(1)表示的阴离子的化合物溶解于非水溶剂的工序，

52、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为0.45以下，

53、在电解液100质量%中，含有所述通式(1)表示的阴离子的化合物的含有率为0.03质量%以上，

54、r1so3-   (1)

55、r1表示卤原子。

56、[17] 一种电解液的制造方法，该方法包括：

57、将双(氟磺酰)亚胺盐、所述六氟磷酸盐及含有下述通式(2)表示的阴离子的化合物溶解于非水溶剂的工序，

58、所述电解液中的所述六氟磷酸盐的质量相对于所述双(氟磺酰)亚胺盐的质量之比为1以下，

59、在电解液100质量%中，含有所述通式(2)表示的阴离子的化合物的含有率为0.01质量%以上，

60、r2so3-   (2)

61、r2表示任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷基、或任选被卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基。

62、[18] 一种电池，其包含正极、负极及[1]~[15]中任一项所述的电解液。

63、[19] 根据[18]所述的电池，其中，

64、所述正极包含下述组成式(3)表示的化合物。

65、li1+xmo2   (3)

66、组成式(3)中，x满足-0.1≤x≤0.5，m包含含有至少一种过渡金属的元素。

67、[20] 根据[19]所述的电池，其中，

68、所述m中的ni的含有率为55mol%以上。

69、[21] 根据[18]所述的电池，其中，

70、所述正极包含下述组成式(4)表示的化合物。

71、limn1-yfeypo4   (4)

72、组成式(4)中，y满足0

73、[22] 一种电池的制造方法，该方法包括：

74、将正极及负极收纳于外装体的工序、以及

75、将[1]~[15]中任一项所述的电解液注入所述外装体的工序。

76、[23] 一种车辆，其包含[18]~[21]中任一项所述的电池。

77、发明的效果

78、根据本发明，可以提供能够同时实现电池的热稳定性的提高和电池的自放电的抑制的非水电解液。而且，可以提供具备该非水电解液的非水电解液电池。

79、对于具有本发明的构成的非水电解液发挥这样的优异效果的原因，本发明人推测如下。六氟磷酸阴离子在高温下不稳定，因此使电池处于高温时容易发生分解放热，但具有保护铝集流体免于溶出的效果，另一方面，双(氟磺酰)亚胺阴离子是热稳定性高的化合物，但由于形成在电极上的膜不稳定而会发生溶出，因此推测会引起电池的自放电。

80、本发明发现，在构建了将双(氟磺酰)亚胺盐以达到特定的比率以上的方式与六氟磷酸盐混合、且进一步包含含有特定的磺酸阴离子的化合物的非水电解液的情况下，能够1同时实现电池的热稳定性(抑制高温环境下的发热)的改善和自放电的抑制。推测其原因在于，通过提高双(氟磺酰)亚胺阴离子的比率来提高热稳定性，特定的磺酸阴离子使电极表面的被膜稳定化，3种阴离子以良好的平衡与铝反应，从而在电极表面上形成溶解性低的被膜。作为结果，可以推测能够提高电池的热稳定性，抑制电池的自放电。