非水电解液及使用了该非水电解液的电化学元件
2019-11-22

非水电解液及使用了该非水电解液的电化学元件

本发明提供可以提高宽温度范围内的电化学特性的非水电解液、使用了该非水电解液的电化学元件以及该非水电解液中使用的具有支链结构的磺酸酯化合物。本发明的非水电解液是在非水溶剂中溶解有电解质盐的非水电解液,其特征在于,在非水电解液中含有0.001~5质量%的下述通式(I)所示的磺酸酯化合物,式中,R表示烷基或者芳基,A表示>CH基或者>SiZ基,Z表示烷基或者芳基,X表示烷基、环烷基或者芳基;Y表示环烷基、-L1CHRaOSO2Rb基或者-Si(Rc)(Rd)OSO2Rb基,W表示1或2。另外,Ra表示烷基,Rb、Rc以及Rd表示烷基或者芳基,L1表示至少一个氢原子可以被-OSO2Re取代的亚烷基、包含至少一个醚键的2价连接基团或者单键,其中Re与R含义相同。

发明要解决的课题

作为上述R2的优选例子,可以举出乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、2,2,2-三氟乙基、异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、叔戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等,更优选乙基、正丙基、正丁基、异丙基、仲丁基、叔丁基、叔戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基,进一步优选异丙基、仲丁基、叔丁基、叔戊基、环丙基、环丁基、环戊基。

〔非水溶剂〕

(式中,n表示1或2的整数。n为1时,R4表示碳数为1~6的烷基或者碳数为6~12的芳基。n为2时,R4表示碳数为1~6的亚烷基。另外,对于所述的碳数为1~6的烷基、碳数为6~12的芳基、以及碳数为1~6的亚烷基,它们的至少一个氢原子可以被卤素原子取代。)

这些含锂橄榄石型磷酸盐的一部分可被其他元素置换,可以用选自Co、Mn、Ni、Mg、八1、8、11、¥、吣、(:11、211^〇、0&、51'、1及21'等中的1种以上的元素将铁、钴、镍、锰的一部分置换,或者还可以用含有这些其他元素的化合物或碳材料进行覆盖。其中,优选1^?#04或LiMnPO40

使用硅单质(负极活性物质)代替实施例11-2、比较例II-I中使用的负极活性物质,制作了负极片材。将硅单质80质量%、乙炔黑(导电剂)15质量%混合,加入到预先使聚偏氟乙烯(粘结剂)5质量%溶解在1-甲基-2-吡咯烷酮中得到的溶液中并混合,制备了负极合剂糊剂。将该负极合剂糊剂涂布在铜箔(集电体)上,进行干燥、加压处理,并冲裁成规定的大小,制作了负极片材,除此以外与实施例11-2、比较例II-I同样地操作,制作了硬币电池并进行了电池评价。结果示于表11-3。

R13和R14优选是碳数为1~4的直链或支链的烷基,更优选是碳数为1或2的直链烷基。

电池的制作条件以及评价结果示于表I-I及表1-2。

(V)环庚基甲磺酸酯、环庚基乙磺酸酯、环庚基苯磺酸酯、环庚基4-甲基苯磺酸酯、二环庚基甲烷二磺酸酯、二环庚基乙烷-1,2-二磺酸酯;环辛基甲磺酸酯、环辛基乙磺酸酯、环辛基苯磺酸酯、环辛基4-甲基苯磺酸酯、二环辛基甲烷二磺酸酯;环壬基甲磺酸酯、环壬基乙磺酸酯、环壬基苯磺酸酯、环壬基4-甲基苯磺酸酯、二环壬基甲烷二磺酸酯;环癸基甲磺酸酯、环癸基乙磺酸酯、环癸基苯磺酸酯、环癸基4-甲基苯磺酸酯、二环癸基甲烷二磺酸酯;环十一烷基甲磺酸酯、环十一烷基乙磺酸酯、环十一烷基苯磺酸酯、环十一烷基4-甲基苯磺酸酯、二环十一烷基甲烷二磺酸酯;环十二烷基甲磺酸酯、环十二烷基乙磺酸酯、环十二烷基苯磺酸酯、环十二烷基4-甲基苯磺酸酯、二环十二烷基甲烷二磺酸酯、

如果具有碳-碳双键的环状碳酸酯的含量相对于非水溶剂的总体积优选为0.001体积%以上、更优选为0.03体积%以上、进一步优选为0.2体积%以上、且其上限优选为10体积%以下、更优选为6体积%以下、进一步优选为4体积%以下,则由于会在电极上形成与上述通式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)或(VII)所示的磺酸酯化合物相互键合而成的覆膜,因而宽温度范围内的电化学特性进一步提高,因此优选。此外,以下如果没有特别说明,则"通式(I)"是作为包括通式(II)~(VII)在内的概念来使用的。

另外,进一步优选(i)环戊基甲磺酸酯、环戊基苯磺酸酯、环戊基4-甲基苯磺酸酯、二环戊基甲烷二磺酸酯、二环戊基乙烷-1,2-二磺酸酯、(iii)环己基甲磺酸酯、环己基苯磺酸酯、环己基4-甲基苯磺酸酯、二环己基甲烷二磺酸酯、二环己基乙烷-1,2-二磺酸酯、(vii)二环庚烷-2-基甲磺酸酯、二环庚烷-2-基苯磺酸酯、二环庚烷-2-基4-甲基苯磺酸酯、双(二环庚烷-2-基)甲烷二磺酸酯、双(二环庚烷-2-基)乙烷-1,2-二磺酸酯、(viii)环戊烷-1,2-二基二甲磺酸酯、环戊烷-1,2-二基双(苯磺酸酯)、环戊烷-1,2-二基双(4-甲基苯磺酸酯)。