烷氧基甲硅烷基化合物和包含其的非水电解液用添加剂、以及包含其的非水电解液以及非水电解液二次电池制造技术

烷氧基甲硅烷基化合物具有由包含醚基的链连接的2个以上的甲硅烷基，2个以上的甲硅烷基分别具有选自由烷氧基和氧烷基组成的组中的至少1种。烷氧基甲硅烷基化合物作为非水电解液用添加剂添加至非水电解液。解液用添加剂添加至非水电解液。解液用添加剂添加至非水电解液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烷氧基甲硅烷基化合物和包含其的非水电解液用添加剂、以及包含其的非水电解液以及非水电解液二次电池


[0001]本公开涉及：烷氧基甲硅烷基化合物和包含其的非水电解液用添加剂以及包含其的非水电解液以及非水电解液二次电池。

技术介绍

[0002]包含硅元素的材料有望作为二次电池的高容量的负极材料。然而，包含硅元素的材料伴随充放电的膨胀和收缩大，因此，容易诱发副反应，充放电循环中的容量维持率容易降低。
[0003]非专利文献1报告了，通过在使用了Si/C复合物的单极电池的电解液中添加含乙烯基的硅烷偶联剂，从而充放电循环中的容量维持率改善。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1：Ionics,2018,24,3691
‑
3698

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]然而，非专利文献1的提案中，难以稳定地改善充放电循环中的容量维持率。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本公开的一方案涉及一种烷氧基甲硅烷基化合物，其具有由包含醚基的链连接的2个以上的甲硅烷基，前述2个以上的甲硅烷基分别具有选自由烷氧基和氧烷基组成的组中的至少1种。
[0011]本公开的另一方案涉及一种非水电解液用添加剂，其包含上述烷氧基甲硅烷基化合物。
[0012]本公开的进一步另一方案涉及一种非水电解液，其包含：非水溶剂、溶解于前述非水溶剂的盐和上述非水电解液用添加剂。
[0013]本公开的进一步另一方案涉及一种非水电解液二次电池，其具备：具有负极合剂层的负极、正极和上述非水电解液，前述负极合剂层包含负极活性物质，前述负极活性物质含有包含硅元素的材料。
[0014]专利技术的效果
[0015]根据本公开，负极活性物质含有包含硅元素的材料的情况下，可以稳定地改善非水电解液二次电池的充放电循环中的容量维持率。
[0016]将本专利技术的新型的特征记载于所附的权利要求书，但本专利技术关于构成和内容这两者与本专利技术的其他目的和特征一起由参照附图的以下的详细的说明更充分地理解。
附图说明
[0017]图1为示意性示出切去了本公开的一实施方式的非水电解液二次电池的结构的一部分的俯视图。
[0018]图2为图1所示的非水二次电池的X
‑
X
’
线上的剖视图。
[0019]图3为用于说明性能评价用负极的制作方法的图。
[0020]图4为示出非水电解液二次电池的充放电循环数与容量维持率的关系的图。
[0021]图5为示出非水电解液二次电池的充放电循环数与容量维持率的关系的图。
具体实施方式
[0022](烷氧基甲硅烷基化合物以及非水电解液用添加剂)
[0023]本公开的实施方式的烷氧基甲硅烷基化合物具有由包含醚基的链连接的2个以上的甲硅烷基，2个以上的甲硅烷基分别具有选自由烷氧基和氧烷基组成的组中的至少1种。该烷氧基甲硅烷基化合物可以用于非水电解液用添加剂。非水电解液用添加剂包含烷氧基甲硅烷基化合物。非水电解液用添加剂特别是可以用于使用包含硅元素的负极活性物质的非水电解液二次电池。烷氧基甲硅烷基化合物也可以为具有2个甲硅烷基的双烷氧基甲硅烷基化合物。
[0024]上述构成中，认为：各甲硅烷基所具有的烷氧基或氧烷基分别与包含硅元素的材料的表面形成X
‑
O
‑
Si键。此处，X表示包含硅元素的材料的表面，与X键合的O例如表示存在于包含硅元素的材料的表面的O原子(或OH基的残基)。烷氧基或氧烷基分别与包含硅元素的材料的表面形成键，从而包含硅元素的材料的表面由在两端具有稳定的硅氧烷键的双甲硅烷醚结构覆盖。
[0025]即，包含硅元素的材料的表面由包含甲硅烷醚结构的覆膜(以下，也被称为SE覆膜)覆盖。SE覆膜具有高弹性，对可逆的弹性变形稳定，重复充放电循环的情况下，SE覆膜也不易受到损伤。其结果，负极中的副反应被抑制，充放电循环中的容量维持率稳定地改善。另外，甲硅烷醚结构中所含的氧(
‑
O
‑
)发挥促进阳离子(例如锂离子)向包含硅元素的材料的内外移动的作用。结果，提高阳离子传导性，容量维持率进而改善。
[0026]烷氧基甲硅烷基化合物可以为通式(1)所示的双(烷氧基甲硅烷基烷基)醚：
[0027][0028]此处，R1未包含醚基的链。R2～R4中的至少1者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x1
H
2x1+1
O
y1
)表示、x1为1～6的整数、y1为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种。R5～R7中的至少1者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x2
H
2x2+1
O
y2
)表示、x2为1～6的整数、y2为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种。R2～R7的剩余者各自独立地为用C
x3
H
2x3+1
O
y3
表示、x3为1以上的整数、y3为0以上的整数的烷基或氧烷基。其中，氧烷基为烷氧基以外的基团。
[0029]R2～R4和R5～R7中所含的烷氧基或氧烷基分别与包含硅元素的材料的表面形成X
‑
O
‑
Si
‑
R1键，包含硅元素的材料的表面由在两端具有稳定的硅氧烷键的Si
‑
R1
‑
Si结构覆盖。即，包含硅元素的材料的表面由包含Si
‑
R1
‑
Si结构的SE覆膜覆盖。
[0030]式(1)中，R1可以具有R11
‑
(O
‑
R12)
n
‑
O
‑
R13所示的结构。此处，R11、R12、和R13各自独立地为碳数1以上的亚烷基，n为0以上的整数。这种R1的柔软性优异，且结合R11与R12的氧、结合R12与R13的氧配位于阳离子，从而能促进向包含硅元素的材料的内外的阳离子的移动。由此认为，阳离子传导率变高，抑制量维持率降低的效果变得更大。需要说明的是，n为2以上时，(O
‑
R12)单元中所含的多个R12可以均为相同的亚烷基，也可以包含碳数不同的亚烷基。
[0031]R11和R13的碳数越多，柔软性越优异，因此，SE覆膜的可逆的变形变得容易。但是，认为：R11和R13的碳数如果过度变多，则亚烷基链过度变长，覆膜的致密性减少，抑制副反应的效果减少。由此，R11和R13的碳数期望设为1～6，更期望碳数2～4。双(烷氧基甲硅烷基烷基)醚期望为双(烷氧基甲硅烷基C1‑6烷基)醚，也可以为双(烷氧基甲硅烷基C2‑4烷基)醚。
[0032]另外，构成R1的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种烷氧基甲硅烷基化合物，其具有由包含醚基的链连接的2个以上的甲硅烷基，所述2个以上的甲硅烷基分别具有选自由烷氧基和氧烷基组成的组中的至少1种。2.根据权利要求1所述的烷氧基甲硅烷基化合物，其中，所述甲硅烷基的数量为2个。3.根据权利要求2所述的烷氧基甲硅烷基化合物，其中，所述烷氧基甲硅烷基化合物为通式(1)所示的双(烷氧基甲硅烷基烷基)醚，R1为包含醚基的链，R2～R4中的至少1者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x1
H
2x1+1
O
y1
)表示、x1为1～6的整数、y1为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种，R5～R7中的至少1者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x2
H
2x2+1
O
y2
)表示、x2为1～6的整数、y2为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种，R2～R7的剩余者各自独立地为用C
x3
H
2x3+1
O
y3
表示、x3为1以上的整数、y3为0以上的整数的烷基或氧烷基。4.根据权利要求3所述的烷氧基甲硅烷基化合物，其中，R1用R11
‑
(O
‑
R12)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田翔，铃木扩哲，坂田基浩，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：