비수계 전해액 및 비수계 전해액 전지 document_id A220623109054

휴대 전화, 노트북 등의 이른바 민생용 전원에서 자동차용 등의 구동용 차재 전원까지 광범위한 용도에, 리튬 이차 전지 등의 비수계 전해액 전지가 실용화되고 있다. 그러나, 최근 비수계 전해액 전지에 대한 고성능화의 요구는 점점 높아지고 있어, 전지 특성의 개선이 요망되고 있다. 비수계 전해액 전지에 사용하는 전해액은, 통상 주로 전해질과 비수 용매로 구성되어 있다. 비수 용매의 주성분으로는, 에틸렌카보네이트나 프로필렌카보네이트 등의 고리형 카보네이트 ; 디메틸카보네이트나 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트 등의 사슬형 카보네이트 ; γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 고리형 카르복실산에스테르 등이 사용되고 있다. 또한, 이러한 비수계 전해액 전지의 부하 특성, 사이클 특성, 보존 특성 등의 전지 특성을 개량하기 위해, 비수 용매나 전해질에 대하여 여러 가지 검토가 이루어지고 있다. 특허 문헌 1 에는, 디에틸카보네이트에 의한 리튬과의 반응에서 기인하는 과충전 특성의 악화나, 고온 환경하에 방치하였을 경우의 열화를 억제하기 위해, 에틸메틸카보네이트와 디메틸카보네이트를 사용하는 것이 제안되어 있다. 특허 문헌 2 에는, 비수 용매로서 비대칭 사슬형 카보네이트와 이중 결합을 갖는 고리형 카보네이트의 혼합물을 사용하면, 이중 결합을 갖는 고리형 카보네이트가 부극 (負極) 과 우선적으로 반응하여 부극 표면에 양질의 피막을 형성하고, 이로써 비대칭 사슬형 카보네이트에서 기인하는 부극 표면 상에서의 부도체 피막의 형성이 억제되므로, 보존 특성과 사이클 특성이 향상되는 것이 제안되어 있다. 특허 문헌 3 에는, 전해액 중에 전지의 최대 동작 전압 이상의 전지 전압에서 중합하는 첨가제를 혼합하는 것에 의해서 전지의 내부 저항을 높여 전지를 보호하는 것이 제안되어 있고, 특허 문헌 4 에는, 전해액 중에 전지의 최대 동작 전압 이상의 전지 전압에서 중합하는 것에 의해서 기체 및 압력을 발생시키는 첨가제를 혼합함으로써, 과충전 보호를 위해 형성한 내부 전기 절단 장치를 확실하게 동작시키는 것이 제안되고, 그들 첨가제로서 비페닐, 티오펜, 푸란 등의 방향족 화합물이 개시되어 있다. 특허 문헌 5 에는, 시스-4,5-디플루오로-1,3-디옥소란-2-온, 트랜스-4,5-디플루오로-1,3-디옥소란-2-온 등의 불소기를 함유하는 알킬렌카보네이트를 함유하는 전해액을 사용함으로써, 고용량이고 사이클 특성이 우수한 리튬 이차 전지를 제공할 수 있는 것이 기재되어 있다. 특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평7-14607호 특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평11-185806호 특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평9-106835호 특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평9-171840호 특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 2004-319317호