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有一种非水电解液用添加剂，其含有：下述式(1)所表示的第1化合物；及第2化合物，其为碳酸酯化合物、环状砜化合物和/或环状二磺酸酯化合物。式(1)中，Q表示与磺酰基的硫原子一同形成环状基的、碳原子数4～8的亚烷基或亚烯基，X表示磺酰基、羰基或磷酰基，R1表示碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～6的烯基、碳原子数2～6的炔基、芳基、碳原子数1～4的烷氧基、碳原子数2～6的烯氧基、碳原子数2～6的炔氧基或芳氧基，n表示1或2。n表示1或2。n表示1或2。n表示1或2。

【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


[0001]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该非水电解液的蓄电器件。

技术介绍

[0002]近年来，随着对解决环境问题、实现可持续的循环型社会的关心日益增长，以锂离子电池为代表的非水电解液二次电池、电双层电容器等蓄电器件的研究正广泛地进行。锂离子电池具有较高的使用电压和能量密度，因此被用作笔记本型电脑等电子设备、电动汽车或电力储存用电源。这些锂离子电池与铅电池或镍镉电池相比，能量密度高且实现了高容量化，因此，作为可搭载于混合动力汽车及电动汽车的、高容量、高输出且能量密度高的电池的需求正在扩大。
[0003]在锂离子电池所要求的电池性能中，特别是对于汽车用锂离子电池，要求寿命长。即，充分满足维持电池的容量和减小电池的电阻成为很大的课题。
[0004]作为获得长寿命的电池的方法，正在研究向电解液中添加各种添加剂的方法。添加剂在最初的充电放电时被分解，在电极表面上形成被称作固体电解质界面(SEI)的覆膜。SEI在充电放电循环的最初的循环中形成，因此能够抑制电解液中的溶剂等的分解消耗电力，锂离子能够经由SEI在电极之间来回。即，SEI的形成有助于防止反复进行充电放电循环时的非水电解液二次电池等蓄电器件的劣化，提高电池特性、保存特性或负荷特性等。
[0005]作为形成SEI的化合物，例如，在专利文献1中公开有如下内容：通过向电解液中添加1,3
‑
丙烷磺内酯(PS)，锂二次电池的充电放电的循环特性提高。在专利文献2中公开有如下内容：通过添加碳酸亚乙烯酯(VC)的衍生物来作为添加剂，锂二次电池的放电特性等提高。在专利文献3及专利文献4中公开有如下内容：通过添加环状二磺酸酯来作为添加剂，循环特性等电池性能提高。在专利文献5中公开有如下内容：通过在非水电解液中含有碳酸亚乙烯酯化合物和/或碳酸乙烯亚乙酯化合物和酸酐，充放电效率或保存特性、循环特性提高。
[0006]以往技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开昭63
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102173号公报
[0009]专利文献2：日本特开平5
‑
74486号公报
[0010]专利文献3：日本特开2004
‑
281368号公报
[0011]专利文献4：日本特开2015
‑
138597号公报
[0012]专利文献5：日本特开2002
‑
352852号公报
[0013]专利文献6：国际公开第2019/088127号
[0014]专利文献7：日本特开2010
‑
138157号公报
[0015]专利文献8：日本特开平11
‑
180974号公报
[0016]专利文献9：日本特开2001
‑
52738号公报
[0017]专利文献10：日本特开2005
‑
336155号公报

技术实现思路

[0018]专利技术要解决的技术课题
[0019]然而，在以往的使用添加剂的非水电解液中，在兼顾降低电池电阻和维持电池容量的方面，并没有获得充分的效果。
[0020]本专利技术的一侧面涉及一种用于获得初始电阻低、充放电后的电阻上升少，且放电容量维持率优异的蓄电器件的非水电解液用添加剂。并且，本专利技术的一侧面涉及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。
[0021]用于解决技术课题的手段
[0022]本专利技术人等进行了深入研究，结果发现：非水电解液用添加剂能够在蓄电器件中兼顾初始电阻的降低、放电后的电阻上升降低和放电容量维持率，所述非水电解液用添加剂包含特定的环状砜化合物和选自由进一步特定的碳酸酯化合物、特定的环状砜化合物及特定的环状二磺酸酯化合物组成的组的至少一种化合物的组合。
[0023]本专利技术的一侧面涉及一种非水电解液用添加剂，其含有：下述式(1)所表示的第1化合物；及第2化合物，其为选自由下述式(2
‑
1)所表示的化合物、下述式(2
‑
2)所表示的化合物及下述式(2
‑
3)所表示的化合物组成的组的至少一种。
[0024][0025]式(1)中，Q表示与磺酰基的硫原子一同形成环状基的、可以被取代的碳原子数4～8的亚烷基或可以被取代的碳原子数4～8的亚烯基，X表示磺酰基、羰基或磷酰基。R1表示可以被取代的碳原子数1～4的烷基、可以被取代的碳原子数2～6的烯基、可以被取代的碳原子数2～6的炔基、可以被取代的芳基、可以被取代的碳原子数1～4的烷氧基、可以被取代的碳原子数2～6的烯氧基、可以被取代的碳原子数2～6的炔氧基或可以被取代的芳氧基，n表示1或2。
[0026][0027]式(2
‑
1)中，Z1表示可以被取代的碳原子数1～3的亚烷基或可以被取代的碳原子数2～4的亚烯基。
[0028][0029]式(2
‑
2)中，Y表示碳原子数1～3的亚烷基或可以被取代的碳原子数2～4的亚烯基，J表示氧原子或单键，m表示1或2。
[0030][0031]式(2
‑
3)中，W1及W2分别独立地表示：可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的亚烷基，可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的全氟代亚烷基，或可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的氟代亚烷基。
[0032]专利技术效果
[0033]根据本专利技术的一侧面，提供一种用于获得初始电阻低、充放电后的电阻上升少，且放电容量维持率优异的蓄电器件的非水电解液用添加剂。本专利技术的一侧面的非水电解液用添加剂在用于非水电解液二次电池、电双层电容器等蓄电器件的情况下，能够在电极表面上形成稳定的SEI(固体电解质界面)，从而提高循环试验时的容量维持率，且能够抑制循环试验时的电阻增加。本专利技术的一侧面的非水电解液用添加剂，特别是在使用了Ni比例高的含有锂的复合氧化物作为正极活性物质的情况下，与以往技术相比，能够发挥更明显的效果。
附图说明
[0034]图1是表示蓄电器件的一例的剖面图。
具体实施方式
[0035]本专利技术并不限定于以下的例子。
[0036]非水电解用添加剂的一例含有：下述式(1)所表示的第1化合物；及第2化合物，其为选自由下述式(2
‑
1)所表示的化合物(以下，还称为“碳酸酯化合物”)、下述式(2
‑
2)所表示的化合物(以下，还称为“环状砜化合物”)及下述式(2
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3)所表示的化合物(以下，还称为“环状二磺酸酯化合物”)组成的组的至少一种。
[0037][0038]式(1)中，Q表示与磺酰基的硫原子一同形成环状基的、可以被取代的碳原子数4～8的亚烷基或可以被取代的碳原子数4～8的亚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解液用添加剂，其含有：下述式(1)所表示的第1化合物；及第2化合物，其为选自由下述式(2
‑
1)所表示的化合物、下述式(2
‑
2)所表示的化合物及下述式(2
‑
3)所表示的化合物组成的组的至少一种，式(1)中，Q表示与磺酰基的硫原子一同形成环状基的、可以被取代的碳原子数4～8的亚烷基或可以被取代的碳原子数4～8的亚烯基，X表示磺酰基、羰基或磷酰基，R1表示可以被取代的碳原子数1～4的烷基、可以被取代的碳原子数2～6的烯基、可以被取代的碳原子数2～6的炔基、可以被取代的芳基、可以被取代的碳原子数1～4的烷氧基、可以被取代的碳原子数2～6的烯氧基、可以被取代的碳原子数2～6的炔氧基或可以被取代的芳氧基，n表示1或2，式(2
‑
1)中，Z1表示可以被取代的碳原子数1～3的亚烷基或可以被取代的碳原子数2～4的亚烯基，式(2
‑
2)中，Y表示碳原子数1～3的亚烷基或可以被取代的碳原子数2～4的亚烯基，J表示氧原子或单键，m表示1或2，
式(2
‑
3)中，W1及W2分别独立地表示：可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的亚烷基，可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的全氟代亚烷基，或者可以分支的、经取代或未经取代的碳原子数1～3的氟代亚烷基。2.根据权利要求1所述的非水电解液用添加剂，其中，所述式(1)所表示的化合物为下述式(3)所表示的化合物，式(3)中，X、R1及n分别与式(1)中的X、R1及n同义。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液用添加剂，其中，R1为可以被卤素原子取代的碳原子数1～3的烷基、可以被卤素原子取代的碳原子数2～4的烯基、可以被卤素原子取代的碳原子数2～4的炔基或可以被卤素原子取代的芳基。4.一种非水电解液，其含有：权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野佑轨，植野杏香，
申请(专利权)人：住友精化株式会社，
类型：发明
国别省市：