包含含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物的非水电解液及锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种包含含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物的非水电解液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输出特性优异的非水电解液、及使用其的锂二次电池、以及作为电解液的添加剂有用的锂二次电池添加剂，更详细而言，本专利技术涉及包含至少含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物作为特定成分的非水电解液及使用其的锂二次电池。
技术介绍
近年来，锂二次电池(以下，也称作“锂离子二次电池”)除应用于移动电话、笔记本电脑等小型电子设备之外，还作为电动汽车、电力储藏用的大型电源，其使用范围越来越广泛。特别是最近，强烈要求开发出混合动力汽车、电动汽车可搭载的、高容量、高输出功率且能量密度高的电池。 所述锂离子二次电池主要由包含金属锂或锂的吸藏 释放性优异的碳材料(石墨等)的负极、含有锂和过渡金属的复合氧化物的正极、及非水电解液构成。作为用于正极的正极活性物质，可使用例如LiCo02、LiMnO2, LiNiO2, LiFePO4之类的锂金属氧化物。另外，作为非水电解液，通常使用例如向碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯等高介电性环状碳酸酯和碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等低粘性链状碳酸酯的混合溶剂中添加LiPF6, LiBF4' LiN (SO2CF3) 2、LiN (SO2C2F5) 2 等锂盐而得到的电解液。另一方面，作为用于负极的负极活性物质，已知金属锂、可吸藏及释放锂的金属化合物(金属单质、氧化物、与锂的合金等)和碳材料，特别是采用可吸藏、释放锂的焦炭、人造石墨、天然石墨的锂离子二次电池已被实用化。近年来，电池性能中，不仅期望高容量化，也期望高输出功率化，因此，期望开发出在各种条件下减小电池电阻的方法。作为电池的电阻升高的主要原因之一，认为原因是由于电解液的还原分解反应导致溶剂的分解物或无机盐在负极表面形成被膜。如果上述还原反应继续发生，则被膜量增大，结果电池的电阻升高，充放电效率下降，从电池输出的能量下降。另外，作为应解决的问题，可以举出在高温环境下的电池性能劣化。锂离子二次电池在高温环境下的劣化是由于各种因素引起的，可以举出例如锂过渡金属氧化物的变质、电解液的分解、形成于负极表面的被膜的破坏等。也期望开发出抑制上述在高温环境下的电池性能劣化的方法。作为解决上述问题的尝试，进行了使非水电解液中含有碳酸亚乙烯酯(VC)来改善电池的贮藏性和电阻的尝试(例如参见日本特开平5-13088号公报)。另外，也公开了在非水电解液中含有以磷(P)作为构成元素的化合物的技术。例如，可以举出链状的膦酸酯(例如参见日本特开2009-224258号公报、日本特开2000-164251号公报、及日本特开平11-219711号公报)、膦酸的环状酐(例如参见日本特开2008-66062号公报)、环状膦酸酯(例如参见日本特开2001-351681号公报)、磷酸甲娃烷基酯(例如参见日本特开2001-319685号公报)。
技术实现思路
但是，对于碳酸亚乙烯酯(VC)，从抑制电池的电阻上升的方面考虑并不能说充分。另外，对于以磷(P)作为构成元素的现有化合物，从抑制电池的电阻上升的方面、抑制在高温环境下的性能劣化的方面考虑，并不能说充分，需要进一步改良。本专利技术是鉴于上述课题完成的，其目的在于提供可通过降低电池的电阻改善电池的输出特性、并且抑制在高温环境下的性能劣化的非水电解液、使用该非水电解液的锂二次电池、及对该非水电解液有用的锂二次电池用添加剂。本专利技术人在为解决上述课题而进行的研究过程中，发现通过加入含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物可降低电池的电阻，并且能够改善在高温环境下的保存特性，从而完成本 专利技术。S卩，用于解决上述课题的具体方法如下所述。<1> 一种非水电解液，包含含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物。〈2>如〈1>所述的非水电解液，其中，上述含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物为下述通式⑴表示的化合物。权利要求1.一种非水电解液，包含含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物。2.如权利要求I所述的非水电解液，其中，所述含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物为下述通式(I)表示的化合物，3.如权利要求2所述的非水电解液，其中，在所述通式(1)中，m为0，11为2。4.如权利要求3所述的非水电解液，其中，在所述通式(1)中， R1为 碳原子数1 6的烷基； 碳原子数1 6的氟烷基； 碳原子数6 14的芳基，所述芳基可被氟原子、碳原子数1 6的烷基、或碳原子数.1 6的氣烧基取代； 碳原子数2 6的链烯基； 被一个-SiR18R19R20基取代的碳原子数1 6的烷基，R18、R19及R2q各自独立地表示碳原子数1 6的烷基、碳原子数2 6的链烯基、碳原子数1 6的烷氧基、或苯基； 被一个-SiR18R19R2°基取代的碳原子数1 6的氟烷基，R18、R19及R2°各自独立地表示碳原子数1 6的烷基、碳原子数2 6的链烯基、碳原子数1 6的烷氧基或苯基； 5元或6元的杂环基，所述杂环基为呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、吡唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、或三嗪基；而且，所述杂环基可被氟原子、碳原子数1 6的烷基、或碳原子数1 6的氟烷基取代；或所述通式(3-1)、所述通式(3-9)、及所述通式(3-10)中的任一个表示的基团，其中，所述通式(3-1)、所述通式(3-9)、及所述通式(3-10)中，所述Ra为碳原子数I 6的亚烷基、碳原子数I 6的氟亚烷基、亚苯基或碳原子数2 6的亚链烯基，所述亚苯基可被氟原子、碳原子数I 6的烷基、或碳原子数I 6的氟烷基取代，所述Rb为碳原子数I 6的烷基、碳原子数I 6的氟烷基、苯基、碳原子数2 6的链烯基、或-SiR21R22R23基，所述苯基可被氟原子、碳原子数I 6的烷基或碳原子数I 6的氟烷基取代，R21、R22及R23各自独立地为碳原子数I 6的烷基、碳原子数2 6的链烯基、碳原子数I 6的烷氧基、或苯基。5.如权利要求3或4所述的非水电解液，其中，所述通式(I)中， R1为 碳原子数I 6的烷基； 碳原子数I 6的氟烷基； 碳原子数6 14的芳基，所述芳基可被氟原子、碳原子数I 6的烷基、或碳原子数I 6的氣烧基取代； 碳原子数2 6的链烯基； 被一个_SiR18R19R2°基取代的碳原子数I 6的烷基，其中，R18、R19及R2°各自独立地为碳原子数I 6的烷基； 被一个_SiR18R19R2°基取代的碳原子数I 6的氟烷基，其中，R18、R19及R2°各自独立地为碳原子数I 6的烷基；或 所述通式(3-1)、所述通式(3-9)、及所述通式(3-10)中的任一个表示的基团，其中，所述通式(3-1)、所述通式(3-9)、及所述通式(3-10)中，所述Ra为碳原子数I 6的亚烷基，所述Rb为碳原子数I 6的烷基或-SiR21R22R23基，R21、R22及R23各自独立地为碳原子数I 6的烷基， R3> R4及R5各自独立地为碳原子数I 6的烷基、碳原子数2 6的链烯基或苯基。6.如权利要求3 5中任一项所述的非水电解液，其中，所述通式(I)表示的化合物为 甲基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、 甲基膦酸双(叔丁基二甲基甲硅烷基)酯、 甲基膦酸双(烯丙基二甲基甲硅烷基)酯、 甲基勝酸双(二苯基甲娃烧基)酷、 苯基勝酸双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林刚史，三尾茂，野木荣信，林刚史，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：
国别省市：