非水电解液用添加剂、非水电解液及蓄电器件制造技术

本发明专利技术公开了一种包含下述式(1a)或式(1b)所表示的化合物的非水电解液用添加剂。式(1a)及式(1b)中，Z表示下述式(2a)、式(2b)或式(2c)所表示的一价的基团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解液用添加剂、非水电解液及蓄电器件
本专利技术涉及一种非水电解液用添加剂。并且，本专利技术涉及一种含有该非水电解液用添加剂的非水电解液及使用非水电解液的蓄电器件。
技术介绍
近年来，随着对环境问题的解决、实现可持续的循环型社会的关心的提高，正广泛地进行以锂离子电池为代表的非水电解液二次电池及双电层电容器等蓄电器件的研究。其中，锂离子电池由于高工作电压和能量密度，而被用作笔记本个人计算机、移动电话等的电源。与铅电池及镍镉电池相比，这些锂离子电池由于能量密度高、可实现高容量化而作为新电源受到期待。但是，锂离子电池存在电池的容量伴随充电和放电循环的过程而下降这一问题。作为抑制电池的容量伴随充电和放电循环的过程而下降的方法，正研究向电解液中添加各种添加剂的方法。添加剂在初始充电和放电时被分解，而在电极表面上形成被称为固体电解质界面(SEI)的覆膜。由于SEI在充电和放电循环的初始循环中形成，因此电解液中的溶剂等的分解不耗电，并且锂离子可经由SEI而在电极上来回。即，SEI的形成有助于防止反复进行充电和放电循环时的非水电解液二次电池等蓄电器件的劣化，提升电池特性、保存特性或负荷特性等。例如，在专利文献1中公开有通过向电解液中添加形成SEI的1,3-丙烷磺内酯(PS)作为添加剂，锂二次电池的充电和放电的循环特性得以提高。在专利文献2中公开有通过向电解液中添加1,3,2-二氧磷杂戊烷-2-二氧化物衍生物或PS作为添加剂，而降低非水电解质二次电池的自放电率。在专利文献3中公开有通过添加碳酸亚乙烯酯(VC)的衍生物作为添加剂，而提高锂二次电池的放电特性等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭63-102173号公报专利文献2：日本特开平10-50342号公报专利文献3：日本特开平05-074486号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题然而，即便使用这些添加剂也无法获得充分的性能，从而期望开发一种可进一步提高蓄电器件的电池特性的新型的添加剂。并且，专利文献3中记载的使用VC的衍生物作为添加剂的电解液具有如下问题：当VC的衍生物在电极上分解时，产生以二氧化碳为代表的气体，导致电池性能的下降。本专利技术的目的在于提供一种非水电解液用添加剂，其在用于非水电解液二次电池等蓄电器件的情况下，能够抑制初始电阻、提高长期的循环特性及抑制气体的产生。并且，本专利技术的目的还在于提供一种使用该非水电解液用添加剂的非水电解液及使用该非水电解液的蓄电器件。解决技术问题的技术手段本专利技术的一个方面提供一种非水电解液用添加剂，其包含下述式(1a)或式(1b)所表示的化合物。[化学式1]式(1a)及式(1b)中，X表示与磺酰基的硫原子一同构成环状结构的、可被取代的碳原子数为3～7的亚烷基或可被取代的碳原子数为3～7的亚烯基，n表示1～7的整数，Z表示下述式(2a)、式(2b)或式(2c)所表示的一价的基团，m表示0或1。[化学式2]式(2a)、式(2b)及式(2c)中的R2a、R2b及R2c分别独立地表示可被取代的碳原子数为1～4的烷基、可被取代的碳原子数为2～4的烯基、可被取代的碳原子数为2～4的炔基、可被取代的芳基、可被取代的碳原子数为1～4的烷氧基、可被取代的碳原子数为2～4的烯氧基、可被取代的碳原子数为2～4的炔氧基、可被取代的芳氧基、羟基、醇锂基或锂原子，同一分子中的两个R2c可相同也可不同。本专利技术的另一方面涉及一种非水电解液，其含有上述非水电解液用添加剂、非水溶剂及电解质。本专利技术的又一方面涉及一种蓄电器件、锂离子电池及锂离子电容器，所述蓄电器件、锂离子电池及锂离子电容器具备上述非水电解液、正极及负极。使用含有上述非水电解液用添加剂的非水电解液的蓄电器件能够显示出充分低的初始电阻，且能够显示出优异的循环特性。并且，也能够抑制蓄电器件的长期使用后的气体的产生。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种非水电解液用添加剂，其在用于非水电解液二次电池等蓄电器件的情况下，能够抑制初始电阻、提高长期的循环特性及抑制气体的产生。并且，也能够提供一种使用该非水电解液用添加剂的非水电解液及使用该非水电解液的蓄电器件。附图说明图1是表示作为蓄电器件的一个实例的非水电解液二次电池的一个实施方式的剖面示意图。具体实施方式一个实施方式的非水电解液用添加剂包含所述式(1a)所表示的化合物、所述式(1b)所表示的化合物或它们的组合。式(1a)及式(1b)中的X表示与磺酰基的硫原子一同构成环状结构的、可被取代的碳原子数为3～7的亚烷基或可被取代的碳原子数为3～7的亚烯基。当X为亚烯基时，与磺酰基的硫原子相邻的碳原子可与和其相邻的碳原子一同形成双键。就进一步降低初始电阻的观点而言，X可为可被取代的碳原子数为3～7的亚烷基。就使电池电阻进一步降低的观点而言，X可为碳原子数为4～6的亚烷基或碳原子数为4的亚烷基(例如正丁烷-1,4-二基)。作为X的碳原子数为3～7的亚烷基或可被取代的碳原子数为3～7的亚烯基可进一步被除了包含Z的取代基以外的取代基取代。作为这种情况下的取代基的例子，可列举卤素原子等。式(1a)及式(1b)中的n表示1～7的整数。n个硫原子或氮原子可分别键合于由磺酰基及X构成的环状砜中的n个碳原子。就循环特性的观点而言，n可为1～3的整数。式(1a)及式(1b)中，Z表示所述式(2a)、式(2b)或式(2c)所表示的一价的基团。同一分子中的多个Z可相同也可不同。就电池电阻进一步降低的观点而言，Z可为包含磺酰基的式(2a)所表示的一价的基团。式(2a)、式(2b)及式(2c)中的R2a、R2b及R2c分别独立地表示可被取代的碳原子数为1～4的烷基、可被取代的碳原子数为2～4的烯基、可被取代的碳原子数为2～4的炔基、可被取代的芳基、可被取代的碳原子数为1～4的烷氧基、可被取代的碳原子数为2～4的烯氧基、可被取代的碳原子数为2～4的炔氧基、可被取代的芳氧基、羟基、醇锂基或锂原子，同一分子中的两个R2c可相同也可不同。关于R2a、R2b及R2c，在碳原子数为1～4的烷基被取代的情况下，其取代基例如可为卤素原子。作为可被卤素原子取代的碳原子数为1～4的烷基，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基及三氟甲基等。就电池电阻进一步降低的方面而言，R2a、R2b及R2c可为甲基、乙基或叔丁基，也可为甲基。关于R2a、R2b及R2c，在碳原子数为2～4的烯基被取代的情况下，其取代基例如可为卤素原子。作为可被卤素原子取代的碳原子数为2～4的烯基，例如可列举：乙烯基、烯丙基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、异丁烯基及1,1-二氟-1-丙烯基等。就电池电阻进一步降低的方面而言，R2a、R2b及R2c可为乙烯基或烯丙基。关于R2a、R2b及R2c，在碳原子数为2～4的炔基被取代的情况下，其取代基例如可为卤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液用添加剂，其包含下述式(1a)或式(1b)所表示的化合物，/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0672641.一种非水电解液用添加剂，其包含下述式(1a)或式(1b)所表示的化合物，
[化学式1]



式(1a)及式(1b)中，X表示与磺酰基的硫原子一同构成环状结构的、可被取代的碳原子数为3～7的亚烷基或可被取代的碳原子数为3～7的亚烯基，n表示1～7的整数，Z表示下述式(2a)、式(2b)或式(2c)所表示的一价的基团，m表示0或1；
[化学式2]



式(2a)、式(2b)及式(2c)中的R2a、R2b及R2c分别独立地表示可被取代的碳原子数为1～4的烷基、可被取代的碳原子数为2～4的烯基、可被取代的碳原子数为2～4的炔基、可被取代的芳基、可被取代的碳原子数为1～4的烷氧基、可被取代的碳原子数为2～4的烯氧基、可被取代的碳原子数为2～4的炔氧基、可被取代的芳氧基、羟基、醇锂基或锂原子，同一分子中的两个R2c可相同也可不同。


2.根据权利要求1所述的非水电解液用添加剂，其中，式(2a)、式(2b)及式(2c)中的R2a、R2b及R2c分别独立地表示可被卤素原子取代的碳原子数为1～4的烷基、可被卤素原子取代的碳原子数为2～4的烯基、可被卤素原子取代的碳原子数为2～4的炔基、可被卤素原子取代的芳基、可被卤素原子取代的碳原子数为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野佑轨，高井恭幸，藤田浩司，
申请(专利权)人：住友精化株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP