[发明专利]二次电池

说明书

二次电池具备正极、负极和电解液，电解液包含水和锂盐，负极包含负极活性物质，在前述负极活性物质的表面附着有在比水的还原分解电位高的电位下进行还原分解的硅烷偶联剂，前述硅烷偶联剂包含氟作为构成元素。

技术领域

本公开涉及二次电池。

背景技术

作为高输出、高能量密度的二次电池，具备正极、负极及电解液、并使锂离子在正极和负极之间移动而进行充放电的锂离子二次电池被广泛利用。以往的二次电池中，为了达成高能量密度，使用有机溶剂系的电解液。

然而，有机溶剂通常为可燃性，确保安全性是重要的课题。另外，有机溶剂的离子传导率比水溶液低，快速的充放电特性不充分这点也成为问题。

鉴于这样的问题，正在进行使用含有水的电解液的二次电池的研究，但使用含有水的电解液的二次电池的电位窗窄，难以在高电压下稳定地工作。

作为解决这样的电位窗窄的问题的方法之一，例如专利文献1及2公开了使用包含高浓度的碱盐的水溶液作为二次电池的水系电解液，另外，专利文献3公开了使用在包含高浓度的碱盐的水溶液中添加有有机碳酸酯的电解液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第6423453号公报

专利文献2：国际公开第2017/122597号

专利文献3：日本特开2018-73819号公报

发明内容

然而，为了使用水系电解液的二次电池的进一步的高电压化、稳定工作，需要扩大还原侧的电位窗，抑制自放电。

因此，本公开的目的在于，在使用水系电解液的二次电池中，扩大还原侧的电位窗，抑制电池的自放电。

作为本公开的第1方式的二次电池具备正极、负极和电解液，前述电解液包含水和锂盐，前述负极包含负极活性物质，在前述负极活性物质的表面附着有在比水的还原分解电位高的电位下进行还原分解的、包含氟作为构成元素的硅烷偶联剂。

另外，作为本公开的第2方式的二次电池具备正极、负极和电解液，前述电解液包含水和锂盐，前述负极包含负极活性物质，在前述负极活性物质的表面形成有基于硅烷偶联剂的还原分解的覆膜，所述硅烷偶联剂在比水的还原分解电位高的电位下进行还原分解，且包含氟作为构成元素。

通过本公开的二次电池，可以扩大还原侧的电位窗。

附图说明

图1为示出本实施方式的二次电池的一个例子的截面示意图。

具体实施方式

通常，水系电解液的还原分解(实质上是水的还原分解)在以Li基准计约2V附近至比该电位低的电位之间发生，另外，碳材料等负极活性物质的充放电反应在比水的还原分解电位更低的电位下发生。因此，充电过程中，在负极活性物质的充电反应之前，发生水的还原分解，充电电流被该反应消耗，因此负极活性物质的充电反应的进行被阻碍。根据本发明人等的发现，为了抑制水系电解液的还原分解，使还原侧的电位窗扩大，抑制负极活性物质的表面的电化学活性是重要的。因此，本发明人等进行了深入研究，结果发现硅烷偶联剂能够抑制负极活性物质的表面的电化学活性、抑制水系电解液的还原分解，从而想到了以下示出的方式的二次电池。