非水电解液用添加剂和包含其的非水电解液以及非水电解液二次电池制造技术

非水电解液用添加剂包含双烷氧基甲硅烷基化合物，所述双烷氧基甲硅烷基化合物具有由亚烷基或氨基连接的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，前述氧烷基用

【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和包含其的非水电解液以及非水电解液二次电池


[0001]本公开涉及非水电解液用添加剂和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希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有充放电引起的膨胀和收缩较大，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报道了，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]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。
[0008]本公开的一侧面涉及一种非水电解液用添加剂，其包含烷氧基甲硅烷基化合物，前述烷氧基甲硅烷基化合物具有由亚烷基或氨基连接的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，前述氧烷基用
‑
O
‑
(C
x
H
2x+1
O
y
)表示，x为1以上的整数，y为1以上的整数。
[0009]本公开的另一侧面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。
[0010]本公开的进一步另一侧面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。
[0011]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。
附图说明
[0012]图1为切去了示意性示出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。
[0013]图2为图1所示的非水二次电池的X
‑
X
’
线上的剖视图。
[0014]图3为说明性能评价用负极的制作方法的图。
[0015]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表。
具体实施方式
[0016](非水电解液用添加剂)
[0017]本公开的实施方式的非水电解液用添加剂包含烷氧基甲硅烷基化合物。该烷氧基甲硅烷基化合物具有由亚烷基或氨基连接的2个以上的甲硅烷基。该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，该氧烷基用
‑
O
‑
(C
x
H
2x+1
O
y
)表示，x为1以上的整数，y为1以上的整数。
[0018]烷氧基甲硅烷基化合物可以为双烷氧基甲硅烷基化合物，也可以为三烷氧基甲硅烷基化合物。双烷氧基甲硅烷基化合物的情况下，2个甲硅烷基由亚烷基或仲氨基连接。三烷氧基甲硅烷基化合物的情况下，3个烷氧基甲硅烷基由叔氨基连接。
[0019]认为在上述构成中，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)。通过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基烷烃或双甲硅烷基胺结构(包含三甲硅烷基胺结构)覆盖。即，包含硅元素的材料的表面由包含双甲硅烷基烷烃或双甲硅烷基胺结构的覆膜(以下，也称为SRS覆膜)覆盖。SRS覆膜具有高的弹性，对可逆的弹性变形稳定，即使在重复充放电循环的情况下，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。
[0020]烷氧基甲硅烷基化合物可以为选自由用通式(1)表示的双(烷氧基甲硅烷基)烷烃和在N与Si之间具有亚烷基的双(烷氧基甲硅烷基烷基)胺组成的组中的至少1种：
[0021][0022]此处，R1为亚烷基或为仲氨基或叔氨基。R2～R4中的至少一者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x1
H
2x1+1
O
y1
)表示的、x1为1以上的整数、y1氧烷基为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种。R5～R7中的至少一者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x2
H
2x2+1
O
y2
)表示的、x2为1以上的整数、y2氧烷基为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
表示的、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。
[0023]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SRS覆膜覆盖。
[0024]构成R1的亚烷基的碳数越多，柔软性越优异，因此，使SRS覆膜的可逆的变形变得容易。但是，认为，R1的碳数如果过度变多，则亚烷基链过度变长，SRS覆膜的致密性减少，抑制副反应的效果减少。由此，亚烷基的碳数期望设为碳数1～6，更期望碳数2～4。双(烷氧基甲硅烷基)烷烃期望为双(烷氧基甲硅烷基)C1‑6烷烃，可以为双(烷氧基甲硅烷基)C2‑4烷烃。
[0025]构成R1的氨基可以具有用R11
‑
N
‑
R12表示的结构。此处，R11和R12各自独立地为碳数1以上的亚烷基。认为，这种R1的柔软性优异，且电子屏蔽性大，抑制副反应的效果变得更大。
[0026]氨基的碳数越多，柔软性越优异，因此，使SRS覆膜的可逆的变形变得容易。但是，认为，氨基的碳数如果过度变多，则R1过度变长，SRS覆膜的致密性减少，抑制副反应的效果减少。由此，亚烷基的碳数期望设为碳数1～6，更期望碳数2～4。例如，双(烷氧基甲硅烷基烷基)胺期望为双(烷氧基甲硅烷基C1‑6烷基)胺，可以为双(烷氧基甲硅烷基C2‑4烷基)胺。
[0027]R2～R4中的至少一者可以为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x1
H
2x1+1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解液用添加剂，其包含烷氧基甲硅烷基化合物，所述烷氧基甲硅烷基化合物具有由亚烷基或氨基连接的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，所述氧烷基用
‑
O
‑
(C
x
H
2x+1
O
y
)表示，x为1以上的整数，y为1以上的整数。2.根据权利要求1所述的非水电解液用添加剂，其中，所述烷氧基甲硅烷基化合物为选自由用通式(1)表示的双(烷氧基甲硅烷基)烷烃和在N与Si之间具有亚烷基的双(烷氧基甲硅烷基烷基)胺组成的组中的至少1种：R1为亚烷基或仲氨基或叔氨基，R2～R4中的至少一者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x1
H
2x1+1
O
y1
)表示的、x1为1以上的整数、y1氧烷基为1以上的整数的氧烷基组成的组中的至少1种，R5～R7中的至少一者为选自由碳数1～6的烷氧基和用
‑
O
‑
(C
x2
H
2x2+1
O
y2
)表示的、x2为1以上的整数、y2氧烷基为1以上的整数的...

【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：