[发明专利]电化学器件用电解液和电化学器件

说明书

本发明的目的是提供一种电化学器件，其具有镁的溶解析出反复稳定地进行、电流密度高、且安全性高的电解液。另外，本发明涉及电化学器件用电解液(I)，该电解液含有：(1)包含镁盐的支持电解质、以及(2)至少一种以上的由下述通式(I)表示的化合物。((I)式中，n表示0～6的整数，n个R₁和n个R₂各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基、或者碳原子数为1～6的卤代烷基。A₁和A₂各自独立地表示‑C(＝O)‑R₃、‑O‑R₅、‑N(R₄)‑R₃、‑S‑R₃、‑C(＝O)‑OR₃、‑O‑C(＝O)‑R₃、‑C(＝O)‑N(R₄)‑R₃、‑N(R₄)‑C(＝O)‑R₃、‑SO₂‑R₃、‑N(R₄)‑SO₂‑R₃、‑O‑B(OR₅)、‑O‑P(＝O)(OR₅)₂、‑CN、单环杂环基、源自环状缩醛的基团、源自环状碳酸酯的基团、或者源自环状羧酸酯的基团)。

技术领域

本发明涉及含有镁离子的电解液和包含该电解液的电化学器件。

背景技术

作为镁离子电池原料的镁是在地球上丰富存在的元素，与价格和供给量等不稳定的锂相比为优越性高的材料。此外，镁离子电池由于低成本且安全、而且具有更高的能量密度，因此作为后锂离子电池受到瞩目。

作为镁离子电池的负极，通常使用金属镁。但是，金属镁由于具有高还原性，因此在将该金属用于负极时，与电解液反应而在其电极表面形成离子传导性低的钝化覆膜。并且，已知因该钝化覆膜的形成会导致镁的可逆的溶解析出被阻碍，成为将金属镁用作负极时的问题。

另一方面，还已知一种不形成钝化覆膜的电解液。例如在专利文献1和非专利文献1中报道了通过使用在四氢呋喃(THF)中溶解有通式Mg(ZR¹_lR²_mX_n)₂(Z表示硼或铝、R¹和R²表示烃基、X表示溴或氯，l+m+n为4)表示的电解质的电解液，能够进行镁的可逆的溶解析出。

此外，还进行了以提高镁离子电池的性能为目的的各种报道。例如在专利文献2中报道了通过使用在四氢呋喃(THF)中溶解有通式C₆H₅MgX(X＝Cl、Br)表示的芳香族格氏试剂，能够改善以往认为的格氏试剂(RMgX，R为烷基)的低氧化电位的状况。

另外，在专利文献3和专利文献4报道了：通过在格氏试剂(RMgX)或者氯化镁(II)中组合有机金属化合物(烷基铝化合物)来使用，能够使体系内生成镁二聚体化的络合物，从而改善电解液的耐氧化性。

进而，在非专利文献2中提到了下述内容：为了提高电解液的安全性而将溴化镁(II)溶解在2-甲基四氢呋喃中，制成电解液，由循环伏安图和电极表面分析的结果可知镁的溶解析出可逆地进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-512704

专利文献2：日本特开2004-259650

专利文献3：日本特开2007-188694

专利文献4：日本特开2007-188709

非专利文献