[發明專利]硅化合物、其制備方法與鋰電池

在審

• 申請號: 202010217837.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN112500537A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王復民;范國泰;胡阿倫;王以里
• 申請（專利權）人: 王復民
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F220/06;C08F120/06;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/058
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;劉芳

本發明提供一種硅化合物、其制備方法與鋰電池。所述硅化合物由以下化學式1表示：[化學式1](R¹)_4?n?Si?(L?A)_n在化學式1中，各取代基與實施方式中所定義相同。

技術領域

本發明是涉及一種硅化合物、其制備方法與電池，且特別是涉及一種用于鋰電池的硅化合物、其制備方法與鋰電池。

背景技術

硅因為具有非常高的能量密度(4000mAh/g)且全球蘊藏量高，因此一直是科學與產業界急欲商品化的材料。然而，除了硅與鋰離子的反應機制與石墨與鋰離子的反應機制大不相同之外，硅與鋰反應之后的合金體積膨脹迅速，導至材料容易破裂并且所產生的裂面易與電解液產生反應后重復發生上述問題，最終導致材料的循環壽命不佳，因此使得硅材料目前的應用性受限。

目前有許多研發方向來達到改善上述的缺點，例如使用新型電解液添加劑(例如氟代碳酸乙烯酯(Fluoroethylenecarbonate，FEC))、使用新型粘著劑系統(例如聚酰亞胺(Polyimide，PI))或是合金系列(例如硅錫)等。然而上述的改善方式皆無法完全改善上述的缺點。

發明內容

本發明提供一種硅化合物，其可應用于鋰電池的陽極材料，使得鋰電池具有良好的電池壽命。

本發明提供一種制備硅化合物的方法，其所制備的硅化合物可應用于鋰電池的陽極材料，使得鋰電池具有良好的電池壽命。

本發明提供一種鋰電池，其具有上述的硅化合物。

本發明提供一種硅化合物，其由以下化學式1表示：

[化學式1]

(R¹)_4-n-Si-(L-A)_n

在化學式1中，

L為連接基團(linker)，

A為羧基，

R¹各自獨立為氫、鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基或羥基，

n為0至4的整數，

當n為大于或等于2時，L可為相同或不同的基團。

在本發明的一實施例中，上述的連接基團例如是亞烷基(alkylene)、亞芳基(arylene)、亞雜芳基(heteroarylene)、亞烷氧基(alkyleneoxy)、亞環烷基(cycloalkylene)、酰胺基(amide)、羰氧基(carbonyloxy)、具有鹵素的二價基團或其組合。

本發明提供一種制備硅化合物的方法，其包括以下步驟。首先，提供烯烴反應物。接著，經由氫化硅烷化(Hydrosilylation)反應將所述烯烴反應物連接至硅反應物上，以得到硅化合物。硅反應物具有至少一硅烷官能基(silane functional group)，其中烯烴反應物包括末端烯烴官能基團、末端羧基以及連接末端烯烴官能基團以及末端羧基的連接基團。

在本發明的一實施例中，上述的硅反應物由(R)_4-n-Si-(H)_n表示，其中R各自獨立為鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基或羥基，n為1至4的整數。

在本發明的一實施例中，上述的連接基團例如是亞烷基(alkylene)、亞芳基(arylene)、亞雜芳基(heteroarylene)、亞烷氧基(alkyleneoxy)、亞環烷基(cycloalkylene)、酰胺基(amide)、羰氧基(carbonyloxy)、具有鹵素的二價基團或其組合。

在本發明的一實施例中，上述的所述烯烴反應物例如是(甲基)丙烯酸、丙烯酸或丙烯酸羧基乙酯(carboxyethyl acrylate)。