CN100438194C - 含有用于提高锂离子电池容量的添加剂的非水系电解液和使用其的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以提高锂离子电池的充放电特性的添加剂，含有该添加剂的非水系电解液和使用该添加剂和/或该电解液的锂离子电池。提供一种非水系电解液和含有该非水系电解液的锂离子电池，该锂离子电池包括：包含可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物的正极和包含可以吸留和放出锂的碳物质的负极、作为正极和负极的粘合剂的聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride))等的含氟树脂、以及含有添加剂的非水系电解液，其中该添加剂作为含氟树脂粘合剂的溶剂，该非水系电解液的特征在于作为添加剂从2-吡咯烷酮化合物、环烷烃化合物、环戊酮化合物这三种化合物组中分别添加了至少一种或一种以上。

Description

含有用于提高锂离子电池容量的添加剂的非水系电解液和使用其的锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种可使锂离子电池用碳负极的第一循环的不可逆容量最小化、且可提高锂离子电池的容量的添加剂，以及含有该添加剂的非水系电解液和使用该非水系电解液的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度和高工作电压等的特性，其用途扩大到移动电话、数码相机、个人电脑等电子、通信机器领域。而且，也期望在卫星、火箭、电动汽车、夜间电力平衡化机器等中作为大容量电源利用。
锂离子电池中，负极活性物质使用可以吸留和放出锂离子的碳材料，正极活性物质使用可以吸留和放出锂离子的锂过渡金属氧化物，电解液使用溶解有锂盐的碳酸酯等的非水系溶剂，通常实际使用的是钴酸锂(LiCoO2)正极、石墨等的高结晶性碳负极、溶解有氟代磷酸锂(LiPF6)的环状和/或链状碳酸酯溶剂。这些锂离子电池中，通过正极放出锂到非水系电解液中，被微多孔质隔板隔开的负极从非水系电解液中吸留锂离子来充电。放电时可通过上述的逆现象而将电子取出到外部电路。因而，锂离子电池的容量与可在正极和负极之间吸留和放出的锂离子的量相关。
伴随这样的充放电反应，在负极和正极表面会发生非水系溶剂和锂盐等的不可逆的分解反应，从而消耗可以吸留和放出的锂离子。在该充放电中被消耗的锂离子的量与电池的不可逆容量相对应。特别是在第一个循环的充电中会在碳负极表面形成被称为固体电解质相界面(Solid Electrolyte Interphase，SEI)的钝化膜(passive film)，此时的不可逆容量对锂离子电池的能量密度有很大影响。另外，在负极表面上的电解液的还原分解与电极和电解液的接触面积成比例。在充电中，由于负极的活性物质颗粒膨胀，因此电极和电解液的接触面积变大，从而导致不可逆容量的增大。第一个循环的不可逆容量越变大，放电容量对充电容量的比(充放电效率)就越变小，下一个循环以后的电池容量变低。因而，在锂离子电池中，为了实现高的能量密度，使该第一循环的不可逆容量最小化是非常重要的。
迄今为止，为了减少第一循环的不可逆容量，主要有两个对策。其一是提出了在非水系电解液中加入易被还原的添加剂。充电时，在非水溶剂和锂盐在负极表面被还原分解之前，这种添加剂在负极表面形成稳定的钝化膜。该钝化膜具有电绝缘性，从而隔断非水溶剂和锂盐与负极间的电接触。由此可以抑制非水溶剂和锂盐在负极表面的还原分解，减少电池的第一循环的不可逆容量。例如，在日本专利特开2000-348768、日本专利特开2000-294282中公开了在非水电解液中使用硝酸异丙酯等的硝酸酯或烷基亚硫酸酯等的亚硫酸酯添加剂，从而改善锂离子电池在第一循环中的充放电效率。
作为另一个对策，提出了在碳负极本身中混入其它种类的碳添加剂，从而抑制充电过程的碳负极的体积膨胀，减少第一循环的不可逆容量。例如在日本专利特开平11-73965中，提出了在碳负极中添加氟化碳，从而减少锂离子电池的第一循环的不可逆容量。
但是，即使使用以上两个对策，也不能充分抑制第一循环的不可逆容量，不能满足实用性的要求。
因此，从提高锂离子电池的能量密度和循环特性的观点出发，迫切期待基于新的想法开发出含有可抑制第一循环的不可逆容量的添加剂的非水系电解液。
发明内容
本发明是为了解决该问题而提出的，其目的在于提供一种具有高的能量密度和优良的循环特性的锂离子电池用非水系电解液，以及使用该电解液的锂离子电池。
为了达到上述目的，本发明者着眼于负极表面上电解液的还原分解与电解液和负极之间的接触面积成比例，对该现状深入研究的结果发现通过在非水系电解液中添加化合物，该化合物是作为正极和负极的粘合剂的聚偏氟乙烯这样的含氟树脂的溶剂，提高粘合剂对电极活性物质颗粒的粘合性，从而尽管在第一个充电循环中正极和负极的体积膨胀，但还是维持电极活性物质颗粒与粘合剂的接触面积，抑制正极特别是负极表面上的电解液的还原分解，从这一新构思出发，大幅提高了非水系电解液的锂离子电池的能量密度和循环特性，发现惊人地达到了上述目的，从而完成了本发明。
本发明是基于上述见解而形成的，涉及一种非水系电解液和含有该电解液的锂离子电池，该锂离子电池包括：添加了含有可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物的正极、含有可以吸留和放出锂的碳物质的负极、作为正极与负极的粘合剂的含氟树脂、以及由还作为该含氟树脂的溶剂的添加剂、锂盐、非水系溶剂组成的非水系电解液；该非水系电解液的特征在于作为添加剂从式(I)表示的2-吡咯烷酮化合物、式(II)表示的环烷烃化合物、式(III)表示的环戊酮化合物这三种化合物组中分别添加至少一种或一种以上。
Figure C0382719000091
(式中，R1表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状的烷基)
Figure C0382719000092
(式中，R2表示碳原子数为2～4的直链状或支链状的亚烷基)
Figure C0382719000093
(式中，R3表示碳原子数为1～3的直链状或支链状的亚烷基)
本发明是基于上述想法而形成的，涉及一种非水系电解液和含有该电解液的锂离子电池，该锂离子电池包括：添加了含有可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物的正极，含有可以吸留和放出锂的碳物质的负极，作为正极与负极的粘合剂的含氟树脂，以及由还作为该含氟树脂的溶剂的添加剂、锂盐、非水系溶剂组成的非水系电解液；该非水系电解液的特征在于作为添加剂从式(I)表示的2-吡咯烷酮化合物、式(II)表示的环烷烃化合物、式(III)表示的环戊酮化合物这三种化合物组中分别添加至少一种或一种以上。上述三种添加剂的使用量相对于溶解了锂盐的非水系电解液，以各种添加剂单独为0.1～10.0wt％。
锂盐是由锂离子和选自PF6和BF4中的阴离子形成的无机盐，以及由锂离子和选自通式(IV)的阴离子形成的有机盐，在溶解了锂盐的非水系溶剂中的浓度为0.5～2.5mol/dm3。
Figure C0382719000101
(式中，m和n分别独立地表示1～4的整数)
非水系电解液中，作为非水系溶剂含有选自下组化合物中的二种或二种以上：碳酸酯类、内酯类、醚类、环丁砜类、二噁茂烷类、通式(V)表示的链状磷酸酯类和通式(VI)表示的环状磷酸酯类。
Figure C0382719000102
(式中的R4、R5和R6分别独立地表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基)
Figure C0382719000103
(式中的R7表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基。R8表示碳原子数为2～4的亚烷基)
锂离子电池使用上述添加剂和非水系电解液，并包括：由含有可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物的正极、含有可以吸留和放出锂的碳物质以及作为正极和负极间的粘合剂的含氟树脂的负极。
附图说明
图1是表示实验用硬币型锂离子电池的结构的截面图。
图2是表示比较例1中使用1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液的负极半电池的第一循环充放电曲线图。
图3是表示实施例1中使用添加了2％CH的1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液的负极半电池的第一循环充放电曲线图。
图4是表示实施例4中使用添加了2％NMP的1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液的负极半电池的第一循环充放电曲线图。
具体实施方式
以下详细说明本发明。首先基于本发明的添加剂和非水系电解液的优选实施形态来详细说明。
在本发明的非水系电解液中添加的添加剂是选自式(I)表示的2-吡咯烷酮化合物、式(II)表示的环烷烃化合物、式(III)表示的环戊酮化合物这三种化合物组中至少一种或一种以上。
上述三种添加剂的使用量相对于溶解了锂盐的非水系电解液以各种添加剂单独地优选为0.1～10.0wt％，特别优选0.2～5.0wt％。各添加剂单独的使用量不足0.1wt％的情况下，充电时，不能获得正极、特别是负极的体积膨胀抑制效果，不能减少第一循环的不可逆容量，无法增强锂离子电池的能量密度和循环特性。此外，若各添加剂单独的使用量超过10wt％，则作为正极和负极间的粘合剂的含氟树脂反而被溶解，电极的阻抗增大，可能会降低锂离子电池的充放电特性，故不优选。
为了进一步提高电池的充放电特性，向本发明的非水系电解液中添加的添加剂也可以与其他添加剂混合使用。作为这样的添加剂没有特别限制，可以列举例如碳酸亚乙烯酯等的以式(VII)表示的碳酸亚乙烯酯化合物、醋酸乙烯酯等的以式(VIII)表示的醋酸乙烯酯化合物、以式(IX)表示的烷基甲基碳酸酯化合物、碳酸乙烯基亚乙酯等的以式(X)表示的碳酸乙烯基亚乙酯化合物、硝酸丙酯等的以式(XI)表示的硝酸酯化合物、二烯丙基亚硫酸酯等的以式(XII)表示的亚硫酸酯化合物等，还可以使用多个这些化合物的混合物。
(式中，R9和R10分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
Figure C0382719000122
(式中，R11和R12及R13分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
Figure C0382719000123
(式中，R14表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
Figure C0382719000124
(式中，R15、R16、R17、R18、R19和R20分别独立地表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
Figure C0382719000125
(式中，R21表示碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
Figure C0382719000131
(式中，R22表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基，R23表示碳原子数为1～4的直链状或支链状烷基)
而且，作为本发明中使用的非水系电解液的溶质的锂盐是选自由无机酸锂盐和有机酸锂盐组成的组中的一种或二种或二种以上。
作为本发明的无机酸锂盐可以列举氟代磷酸锂(LiPF6)、氟代硼酸锂(LiBF4)、过氯酸锂(LiClO4)等，其中，LiPF6、LiBF4由于其电池充放电特性优良而优选。
作为本发明的有机酸锂盐可以列举由锂离子和选自上述通式(IV)的阴离子形成的酰亚胺锂盐，其中，LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)由于其电池充放电特性优良而优选。
上述锂盐在非水系电解液中的浓度为0.5～2.5mol/dm3，特别优选以0.8～2.2mol/dm3这样的浓度溶解在上述磷酸酯系溶剂中。若该电解液的浓度小于0.5mol/dm3，电解液的电导率变小，锂离子电池的充放电特性得不到充分改善。此外，若超过2.5mol/dm3，在非水系电解液中会产生锂离子的缔合现象，电解液的电导率也变小，锂离子电池的充放电特性在高的充放电速率下变差。
作为本发明的非水系溶剂没有特别限制，可以列举例如碳酸亚乙脂、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二甲酯、碳酸丙稀酯、碳酸亚乙烯酯等碳酸酯类；γ-丁内酯等内酯类；1，3-二氧戊环、单甘醇二甲醚等醚类；环丁砜等环丁砜类；1，3-二氧杂戊环等二氧杂戊环类；4-甲基-2-戊酮等酮类；乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、苄腈等腈类；1，2-二氯乙烷等卤代烃类；磷酸三甲酯、磷酸二甲基乙基酯等通式(V)表示的链状磷酸酯；磷酸亚乙基甲酯等通式(VI)表示的环状磷酸酯类；以及甲酸甲酯、二甲基甲酰胺、二甲基硫代甲酰胺、二甲基亚砜等，而且可以是这些化合物的多种混合物。其中，γ-丁内酯和碳酸亚乙酯由于具有高闪点、高介电常数、优良的锂离子电池充放电特性等特点，因而优选。而且，磷酸三甲酯是没有闪点的不燃性非水系溶剂，具有安全性优良的特征，因而优选。
接着详细描述本发明的锂离子电池。本发明的锂离子电池包括：上述的本发明的非水系电解液、包含可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物的正极、包含可以吸留和放出锂的碳物质的负极、作为正极和负极间的粘合剂的聚偏氟乙烯等的含氟树脂。除作为构成电池的正极与负极的粘合剂的含氟树脂的溶剂即添加剂以外的本发明的构成材料，即正极、负极、含氟树脂、隔板、锂盐和非水系溶剂等没有特别限制，可以直接使用以往在锂离子电池中使用的各种材料。
作为构成上述正极的正极活性物质可以列举例如锰酸锂(LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、钛酸锂(Li4/3Ti5/3O4)等锂过渡金属氧化物材料。正极的形状没有特别限制，例如可以根据需要使用将导电材料和氟树脂粘合剂一起混合后涂布在集电器上而制成的薄板状电极以及实施加压成形而制成的片状电极。正极集电器的材质是铝或其合金。其中铝由于质量轻且电化学性质稳定而特别优选。
作为构成上述负极的负极活性物质可以列举例如石墨、经表面处理的石墨、无定形碳、难石墨化碳等。其中，石墨或者经表面处理的石墨由于具有高的能量密度而特别优选。这些负极活性物质也可以混合二种或二种以上来使用。负极的形状可以根据需要使用将导电材料和含氟树脂粘合剂一起混合后涂布在集电器上而制成的薄板状电极以及实施加压成形而制成的片状电极。负极集电器的材质是铜、镍、多孔性镍等金属或它们的合金。其中，铜和多孔性镍由于容易加工成薄膜、且电化学性质稳定，因而特别优选。
作为上述隔板可以列举以聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃作为原料的多孔性膜或无纺布等。
具有上述构成的本发明的锂离子电池，其形状不受特别限制，可以使用扁平型(钮扣型)、圆筒型、方型等公知形状的电池。图1表示使用本发明的非水系电解液的硬币型锂电池的例子。
图1中，本实施例的锂离子电池1在上部设有圆板状的正极2，在其下侧夹设隔板3而设置有同样圆板状的负极4。接着，在其下方设置衬垫5。按照该正极2、隔板3、负极4和衬垫5的次序重叠构成电池主体，以这样的状态容纳到密闭的硬币状容器罐6中。在上述衬垫5和容器罐6的底面之间***有弹簧7，通过其弹簧力使该正极2、隔板3、负极4和衬垫5所构成的叠层结构的电池主体作为整体贴到上部，使正极2的上表面维持与容器罐6的上部内表面接触的状态。另外，在容器罐6的内部，在电池主体周围设置有如图中向上下方向延伸的具有矩形截面的环状的密封垫8。上述容器罐6是以将杯状的上盖6a和同样为杯状的下盖6b在彼此的周边部分接合的状态下形成的，由正极2、隔板3、负极4和衬垫5构成的电池主体被设置在容器罐的内部空间内而被容纳在容器罐6中。为了密封容纳电池主体后的上盖6a和下盖6b的接合部位、并使正极和负极电绝缘的目的，使用密封垫8。
图1的硬币型锂离子电池中，通常，正极使用LiCoO2，负极使用石墨。此时的充电反应表示如下：
正极：LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-    [1]
负极：6C+xLi++xe-→LixC6            [2]
正极和负极的放电反应是[1]和[2]的逆方向反应。但是，评价正极或负极单独的性能时，通常将金属锂(Li)作为对电极来代替负极或正极，使用Li/LiCoO2正极半电池或Li/石墨负极半电池。本发明的目的在于通过对添加剂、溶质浓度等进行最优化，提供一种可抑制石墨负极表面的溶质等的还原分解，改善电池充放电特性的锂离子电池。作为评价手段，主要采用Li/石墨负极半电池。此时的石墨负极的充电和放电反应表示如下：
放电：LixC6→6C+xLi++xe-       [3]
充电：6C+xLi++xe-→LixC6       [4]
在该电池中使用多孔性膜的隔板。电解液浸透在该隔板中。如上述那样容纳电池主体的容器罐6具有上盖6a和下盖6b，在其中放入电池材料后，用卷边机密闭。密封垫起到确保电池的气密性的作用。
以下通过实施例来详细说明本发明，但是本发明只要不超出所述要旨的范围，就并不受下述实施例的限制。另外，电解液的性能和电池性能通过下面的方法来评价。
1.电解液的电导率测定：使用电导率仪(CM-20J，“电导率计”东亚デイ一ケ一ケ株式会社制造)和电池(C-50101B，“电导率用电池”东亚デイ一ケ一ケ株式会社制造)，在20℃下进行电导率的测定。
2.锂离子电池的制作：正极按如下所述制作：在正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)中均匀地混合作为导电材料的乙炔碳黑。将该混合物分散到作为粘合剂的含氟树脂的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，搅拌。钴酸锂和乙炔碳黑和含氟树脂的重量比为90∶5∶5。制成均匀的浆料后，涂布到作为集电器的铝箔的单面上，得到正极薄片。将该正极薄片置于80℃的加热板上干燥10分钟之后，保存在干燥的气氛中。
负极按如下所述制作。在粘合剂聚偏氟乙烯的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中分散负极活性物质碳材料，搅拌。碳材料和含氟树脂的重量比为95∶5。制成均匀的浆料后，涂布到作为集电器的铜箔的单面上，得到负极薄片。将该负极薄片置于80℃的加热板上干燥10分钟之后，保存在干燥的气氛中。
用冲孔机加工上述得到的正极和负极薄片，得到直径为12mm的圆盘状电极。用冲孔机加工作为隔板的聚乙烯多层膜，得到直径为18mm的圆盘状隔板。另外，在干燥的氩气气氛下，用冲孔机加工锂金属箔，得到直径为14mm的圆盘状电极。最后，在干燥的氩气气氛下，将上述的圆盘状电极和隔板密封到硬币型容器内，制作正极-负极的硬币型锂离子电池。硬币容器的尺寸是直径20mm、高3.2mm。此外，根据需要制作正极-锂半电池或负极-锂半电池。
3.电池的充放电特性评价：充电使用恒电流-恒电压模式，放电使用恒电流模式。恒电压的充电时间为3小时。只要不特别指出，充电和放电的电流率都设为0.2C。负极半电池的情况下，截止电压是10mV和1.5V。电池的环境温度是20℃。
接着，参照表1来说明各比较例和实施例。如上所述，在锂离子电池的第一充电循环中，由于在负极表面形成保护膜，所以作为电池活性物质的锂离子的一部分被还原，放电容量对充电容量的比(充放电效率)会因此而降低。因此，在电池特性的判断中，充放电效率和放电容量是两个重要的参数。表1中使用负极半电池，比较各电解液的充放电效率和放电容量。
表1中的简写符号的含义表示如下：
LiPF6：氟代磷酸锂               EC：碳酸亚乙酯
DEC：碳酸二乙酯                 CH：环己烷
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮          CP：环戊酮
表1
Figure C0382719000181
＊负极半电池的第一循环的充放电特性。
＊＊第10循环的放电容量对第一循环的放电容量的百分率。
比较例1中举出了实际用于市售的锂离子电池中的1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液。图2中表示使用该电解液的石墨负极的第一循环的充放电曲线。由于在石墨负极表面形成保护膜，所以一部分的锂离子和电解液被还原，充放电效率为83％。
实施例1中举出了在1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液中添加2％的CH而制备的电解液(图3)。和比较例1相比，充电容量减少，放电容量少许增大。即，由于添加CH，使第一充电循环的不可逆容量得到抑制。其结果，负极半电池的充放电效率变大。这是因为如前所述那样，CH作为电极粘合剂聚偏氟乙烯的溶剂，改善了聚偏氟乙烯的粘合性的缘故。其结果是除了确保电极的电子导电通路之外，电解液和电极间的接触面积变小，用以在电极表面形成保护膜而被还原的锂离子和电解液减少，从而抑制不可逆容量，提高充放电效率。
实施例2～3中举出了在1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液中分别添加5％和10％的CH而制备的电解液。CH的添加效果依赖于其添加量。若添加10％的CH，就会引起放电容量的降低。
实施例4～6中列举了在1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液中分别添加2％、5％和10％的NMP而制备的电解液。若添加2％的NMP，就可得到高的充放电效率和放电容量(图3)，而若添加10％的CH，则观察到放电容量的降低。NMP是电极粘合剂聚偏氟乙烯的溶剂，其以与CH一样的机理来抑制石墨负极表面上的电解液的分解，改善充放电特性。
实施例7～9中举出了在1mol/dm3的LiPF6/EC+DEC(1∶2)电解液中分别添加2％、5％和10％的CP而制备的电解液。CP是电极粘合剂聚偏氟乙烯的溶剂，显示出与CH、NMP同样的添加效果。
发明的效果
本发明的用于提高锂离子电池容量的添加剂和含有该添加剂的非水系电解液可以大幅改善锂离子电池的充放电特性。本发明对提高锂离子电池的充放电特性具有优良且特有的效果。

Claims (6)

1.一种非水系电解液，是溶解了锂离子电池用锂盐的非水系电解液，该非水系电解液中，相对于溶解了锂盐的非水系电解液含有0.1～10.0wt％的添加剂，该添加剂是作为正极和负极的粘合剂的含氟树脂的溶剂，且该添加剂选自由式(I)表示的2-吡咯烷酮化合物、式(II)表示的环烷烃化合物组成的组中，
Figure C038271900002C1
式中，R1表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状的烷基，
Figure C038271900002C2
式中，R2表示碳原子数为2～4的直链状或支链状的亚烷基。
2.根据权利要求1所述的非水系电解液，其中，上述锂盐是选自下组中的1种盐或2种或2种以上的盐的组合：由锂离子和选自PF6和BF4中的阴离子形成的无机酸锂盐、以及由锂离子和选自通式(IV)的阴离子形成的有机酸锂盐，
Figure C038271900002C3
式中，m和n分别独立地表示1～4的整数。
3.根据权利要求1或2所述的非水系电解液，其中，上述锂盐在所述非水系电解液中的总计浓度为0.5～2.5mol/dm3。
4.根据权利要求1或2所述的非水系电解液，其中，上述非水系电解液中，作为非水系溶剂包含选自下组化合物中的二种或二种以上：碳酸酯系、内酯系、醚系、环砜烷系、二氧戊环系、通式(V)表示的链状磷酸酯系、以及通式(VI)表示的环状磷酸酯系，
Figure C038271900003C1
式中的R4、R5和R6分别独立地表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，
Figure C038271900003C2
式中的R7表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，R8表示碳原子数为2～4的亚烷基。
5.根据权利要求3所述的非水系电解液，其中，上述非水系电解液中，作为非水系溶剂包含选自下组化合物中的二种或二种以上：碳酸酯系、内酯系、醚系、环砜烷系、二氧戊环系、通式(V)表示的链状磷酸酯系、以及通式(VI)表示的环状磷酸酯系，
式中的R4、R5和R6分别独立地表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，
Figure C038271900003C4
式中的R7表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，R8表示碳原子数为2～4的亚烷基。
6.一种锂离子电池，其使用非水系电解液，具备正极和负极，其中，
该非水系电解液包含：
a)添加剂，该添加剂选自由式(I)表示的2-吡咯烷酮化合物和式(II)表示的环烷烃化合物组成的组中，且相对于溶解了锂盐的非水系电解液包含0.1～10.0wt％的添加剂，
式中，R1表示氢原子或碳原子数为1～4的直链状或支链状的烷基，
Figure C038271900004C2
式中，R2表示碳原子数为2～4的直链状或支链状的亚烷基；
b)锂盐，是选自下组中的1种盐或2种或2种以上盐的组合：由锂离子和选自PF6和BF4中的阴离子形成的无机酸锂盐、以及由锂离子和选自通式(IV)的阴离子形成的有机酸锂盐，其中所述锂盐在非水系电解液中的总计浓度为0.5～2.5mol/dm3，
Figure C038271900004C3
式中，m和n分别独立地表示1～4的整数；
c)非水系溶剂，是选自下组化合物中的2种或2种以上化合物：碳酸酯系、内酯系、醚系、环砜烷系、二氧戊环系、通式(V)表示的链状磷酸酯系和通式(VI)表示的环状磷酸酯系，
Figure C038271900004C4
式中的R4、R5和R6分别独立地表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，
Figure C038271900004C5
式中的R7表示可以用氟取代氢的碳原子数为1～2的烷基，R8表示碳原子数为2～4的亚烷基，
该正极包含可以吸留和放出锂的锂过渡金属氧化物，
该负极包含可以吸留和放出锂的碳物质、以及作为正极与负极的粘合剂的含氟树脂。
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