[發明專利]電解液及電化學器件

在審

• 申請號: 201980051201.5
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN112534621A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 松本隆平;中山有理;川崎秀樹
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H01M10/0568
• 分類號: H01M10/0568;H01G11/30;H01G11/60;H01G11/62;H01M4/38;H01M4/46;H01M10/054;H01M10/0569
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙曦

提供一種電解液，用于具備鎂電極作為負極的電化學器件，上述電解液包含含有直鏈醚而成的溶劑而成。在上述電解液的直鏈醚溶劑中含有具有由通式(R₃Si)₂N表示的二硅疊氮結構(式中，R是碳原子數1以上10以下的烴基)而成的第一鎂鹽及不具有該二硅疊氮結構的第二鎂鹽。

技術領域

本發明涉及電解液及電化學器件。

背景技術

作為電化學器件具有電容器、空氣電池、燃料電池及二次電池等，用于各種用途。電化學器件具備正極及負極，具有承擔上述正極與負極之間的離子輸送的電解液。

例如作為以鎂電池為代表的電化學器件的電極設置有由鎂構成的電極或至少含有鎂的電極(以下將這種電極也僅稱為“鎂電極”，將使用鎂電極的電化學器件也稱為“鎂電極系電化學器件”)。鎂與鋰相比資源豐富且非常廉價。此外，鎂通過氧化還原反應能夠取出的每單位體積的電量一般較大，用于電化學器件時的安全性也高。因此，鎂電池作為代替鋰離子電池的下一代二次電池受到關注。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利公開公報US2013/252112A1

非專利文獻

非專利文獻1：T.Gao et.al.,Angew.Chem.Int.Ed.,56,13526-13530,2017.

發明內容

作為鎂電池的電解液，提出了使用鎂鹽和使其溶解的醚系有機溶劑。例如，在上述專利文獻1及非專利文獻1中，作為使鎂鹽溶解的溶劑使用二甲氧基乙烷(DME)、即乙二醇二甲醚。

在使用含有上述醚系有機溶劑的電解液的鎂電極系電化學器件中，要求效率良好的負極。特別是要求負極呈現更高的庫侖效率。這是因為在充放電循環中更有效地使用鎂，能夠實現所希望的電化學器件。

本發明是鑒于上述課題而完成的。即，本發明的主要目的在于提供一種有助于實現負極的庫侖效率更高的電化學器件的電解液。

本申請發明人不是在現有技術的延伸上應對，而是通過在新的方向上應對來嘗試解決上述課題。其結果，完成了實現上述主要目的的電解液的發明。

在本發明中提供一種電解液，用于具備鎂電極作為負極的電化學器件，

上述電解液包含溶劑，所述溶劑含有直鏈醚，

在上述溶劑中含有具有由通式(R₃Si)₂N表示的二硅疊氮結構(式中，R是碳原子數1以上10以下的烴基)而成的第一鎂鹽及不具有該二硅疊氮結構的第二鎂鹽。

在本發明的電解液中，帶來負極呈現更高的庫侖效率的電化學器件。即，在使用本發明的電解液的鎂電極系電化學器件中，具有二硅疊氮結構而成的鎂鹽和不具有這種結構的鎂鹽在直鏈醚溶劑中共存，但是由于上述共存，進一步提高了負極的庫侖效率(更具體地說負極的析出溶解的庫侖效率)。

從這種觀點出發，使用本發明的電解液的鎂電極系電化學器件在充放電循環中更有效地使用鎂電極。鎂電極更有效地用于電化學器件的充放電意味著對于電化學器件而言實質上不需要剩余的鎂。即，可以減少初期裝入的鎂量，容易實現電化學器件的小型化。