含镁电解液制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种使用非亲核性的醇盐系镁盐、氧化分解电位高、反复稳定地进行镁的溶解析出的电解液。本发明专利技术涉及：(1)一种镁电池用电解液，其是将下述通式(I)所表示的化合物、路易斯酸和溶剂混合而成的；(2)一种电化学装置，其包含上述电解液、正极和负极；以及(3)下述通式(I’)所表示的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含镁电解液
本专利技术涉及含有镁离子的电解液和包含该电解液的电化学装置。
技术介绍
镁由于其离子为多价离子，因而每单位体积的电容量大。并且，镁与锂相比熔点高而较为安全，除此以外，还具有在地球上的资源分布的不均小、资源量丰富且廉价的优点。因此，以金属镁作为负极的镁离子电池作为代替锂离子电池的下一代电池受到瞩目。但是，在以金属镁作为负极的镁离子电池中，镁由于其高还原性而与电解液发生反应，由此在电极表面形成钝化覆膜。其结果，会阻碍镁的可逆性溶解、析出，难以进行负极反应。作为不形成这种钝化覆膜的电解液，已知有将格氏试剂RMgX(R为烷基或芳基，X为氯或溴)溶解于四氢呋喃中得到的电解液，且确认到镁的可逆性溶解、析出。另一方面，Aurbach等人进行了下述报道：使用二丁基镁Bu2Mg和乙基二氯化铝EtAlCl2制备Mg(AlCl2BuEt)2的THF溶液，对于镁可使用至2.4V左右的电位(非专利文献1)。但是，这些使用了格氏试剂或烷基镁的电解液具有亲核性质，因而有可能与正极中所用的化学活性高的活性物质或硫直接反应，在实用电池中的使用受到限制。与此相对，Wang等人报道了通过将非亲核性的苯氧化物系镁盐与氯化铝混合、对于镁可使用至2.6V左右的电解液(非专利文献2)。另外，Liao等人报道了通过将非亲核性的醇盐系镁盐与氯化铝混合而使镁具有2.5V左右的氧化耐性的电解液(非专利文献3)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Nature,407,p724-727(2000)非专利文献2：Chem.Commun,2012,48,10763-10765非专利文献3：J.Mater.Chem.A,2014,2,581-584
技术实现思路
专利技术所要解决的课题虽然非专利文献2、非专利文献3中记载的电解液报道了如上所述使用非亲核性的镁盐而且具有宽电位窗的电解液，但目前需要能够在更高的电位下工作的电解液。即，本专利技术的目的在于提供一种使用非亲核性的醇盐系镁盐、氧化分解电位高、反复稳定地进行镁的溶解析出的电解液。用于解决课题的手段本专利技术涉及：“一种镁电池用电解液，其是将下述通式(I)所表示的化合物、路易斯酸和溶剂混合而成的：(式中，Y表示碳原子或硅原子，X表示氯原子或溴原子，R1表示可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基，R2和R3各自独立地表示氯化镁氧基(-OMgCl)；溴化镁氧基(-OMgBr)；碳原子数为1～6的烯基；可以具有卤代基或烷氧基作为取代基的碳原子数为1～6的烷基；或者可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基。)”；“一种电化学装置，其包含上述电解液、正极和负极”和“一种下述通式(I’)所表示的化合物：(式中，X表示氯原子或溴原子，R’1表示可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基，R’2和R’3各自独立地表示氢原子；-OMgCl；-OMgBr；碳原子数为1～6的烯基；可以具有卤代基或烷氧基作为取代基的碳原子数为1～6的烷基；或者可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基。)”。专利技术的效果本专利技术的电解液与现有的电解液相比氧化分解电位高，因而能够用作高电压的镁电池的电解液。另外，本专利技术的电解液在作为镁二次电池的电解液使用的情况下，可起到反复稳定地进行镁的溶解析出的效果。此外，本专利技术的电解液还具有优异的保存稳定性。附图说明图1表示示出实施例7中的、在使用电解液1[三苯基甲氧基氯化镁-氯化铝/四氢呋喃(THF)溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。图2表示示出实施例7中的、在使用电解液2[三苯基甲氧基氯化镁-氯化铝/三乙二醇二甲醚溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。图3表示示出实施例7中的、在使用电解液2[三苯基甲氧基氯化镁-氯化铝/三乙二醇二甲醚溶液]的CV测定中进行40次循环的结果的曲线图。图4表示示出比较例3中的、在使用比较电解液1[(tert-BuOMgCl)6-AlCl3/THF溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。图5表示示出比较例3中的、在使用比较电解液2[MgCl2-Me2AlCl-Bu4NCl/THF溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。图6表示示出实施例16中的、在使用电解液7[三苯基甲硅烷氧基氯化镁-氯化铝/THF溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。图7表示示出比较例5中的、在使用比较电解液3[(Me3SiOMgCl)6-AlCl3/THF溶液]的CV测定中进行10次循环的结果的曲线图。具体实施方式[通式(I)所表示的化合物]通式(I)所表示的化合物的Y表示碳原子或硅原子，优选硅原子。Y为硅原子的通式(I)所表示的化合物表现出比Y为碳原子时更优异的保存稳定性。通式(I)所表示的化合物的X表示氯原子或溴原子，优选氯原子。作为通式(I)所表示的化合物的R1～R3中的碳原子数为6～10的芳基，可以举出苯基或萘基，优选苯基。作为R1～R3中的碳原子数为6～10的芳基的取代基的卤代基可以举出氟基、氯基、溴基、碘基等，优选氟基。作为R1～R3中的碳原子数为6～10的芳基的取代基的烷基通常是碳原子数为1～6的烷基，优选碳原子数为1～4，可以为直链状、支链状或环状。具体而言，可以举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、环戊基、环己基等，优选甲基、乙基、正丙基、正丁基，更优选甲基。作为R1～R3中的碳原子数为6～10的芳基的取代基的卤代烷基可以为直链状、支链状或环状，但优选直链状，碳原子数通常为1～6、优选为1～3。具体而言，可以举出氟烷基、氯烷基、溴烷基等，优选氟烷基，其中特别优选全氟烷基。更具体而言，可以举出例如氟甲基、全氟甲基、氟乙基、全氟乙基、氟正丙基、全氟正丙基、氟正丁基、全氟正丁基、氟正戊基、全氟正戊基、氟正己基、全氟正己基、氯甲基、全氯甲基、氯乙基、全氯乙基、氯正丙基、全氯正丙基、氯正丁基、全氯正丁基、氯正戊基、全氯正戊基、氯正己基、全氯正己基、溴甲基、全溴甲基、溴乙基、全溴乙基、溴正丙基、全溴正丙基、溴正丁基、全溴正丁基、溴正戊基、全溴正戊基、溴正己基、全溴正己基等，其中优选全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟正丁基、全氟正戊基、全氟正己基，更优选全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基。作为R1～R3中的碳原子数为6～10的芳基的取代基的烷氧基通常碳原子数为1～6，优选碳原子数为1～4，具体而言，可以举出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基等，优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、叔丁氧基等。作为R1～R3中的可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基，优选具有卤代基作为取代基的芳基、具有烷基作为取代基的芳基、具有烷氧基作为取代基的芳基、无取代的芳基等。另外，R1～R3中的具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基的取代基的个数通常为1～7个、优选为1～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁电池用电解液，其是将下述通式(I)所表示的化合物、路易斯酸和溶剂混合而成的，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.28 JP 2014-2407531.一种镁电池用电解液，其是将下述通式(I)所表示的化合物、路易斯酸和溶剂混合而成的，式中，Y表示碳原子或硅原子，X表示氯原子或溴原子，R1表示可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基，R2和R3各自独立地表示氯化镁氧基(-OMgCl)；溴化镁氧基(-OMgBr)；碳原子数为1～6的烯基；可以具有卤代基或烷氧基作为取代基的碳原子数为1～6的烷基；或者可以具有卤代基、烷基、卤代烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基。2.如权利要求1所述的镁电池用电解液，其中，路易斯酸含有铍、硼、铝、硅、锡、钛、铬、铁或钴作为元素。3.如权利要求1所述的镁电池用电解液，其中，路易斯酸含有铝作为元素。4.如权利要求1所述的镁电池用电解液，其中，路易斯酸为氯化铝。5.如权利要求1所述的镁电池用电解液，其中，镁化合物中的R1是可以具有卤代基、烷基或烷氧基作为取代基的碳原子数为6～10的芳基，R2和R3各自独立地是氯化镁氧基(-OMgCl)...

【专利技术属性】
技术研发人员：里和彦，清洲高广，水田浩德，森悟郎，冈本训明，
申请(专利权)人：和光纯药工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP