CN211829017U - 电极和电化学器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及的电极(10)具有：集电体层(11)、形成于上述集电体层(11)的至少一面的活性物质层(12)、以及形成于上述活性物质层(12)的与上述集电体层(11)相反侧的面的覆盖层(13)，所述覆盖层(13)含有含全氟聚醚基的化合物，上述集电体层11的厚度为3～30μm，上述活性物质层(12)的厚度为10～150μm，上述覆盖层(13)的厚度为0.0001～0.05μm。根据本实用新型所涉及的电极(10)，能够提供一种电特性优异且容量大的电化学器件。

Description

电极和电化学器件

技术领域

本实用新型涉及电极、电化学器件、特别是锂离子二次电池等碱金属离子电池。

背景技术

碱金属离子电池、电化学电容器等的电化学器件可以具有小型、高电容、轻量等的特征，被用于各种的电子设备。特别是，锂离子二次电池由于轻量且高电容、能量密度高，因此特别在小型的电子设备、例如智能手机、便携式电话、平板型终端、摄像机、笔记本电脑等便携设备中被广泛使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－44958号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

这些电化学器件典型而言具有一对电极和电解质。关于电化学器件，在其使用或保存中，会产生电极的劣化和电解质的分解，由此会产生容量降低等功能劣化。例如，就锂离子二次电池来说，会产生由于充放电循环导致电极劣化，电池容量降低这样的问题。作为提高循环特性的方法，在专利文献1中公开了通过使电极含有全氟聚醚基的羧酸盐或磺酸盐，由此使循环特性提高。即，已知一种电极，其具有的层含有含全氟聚醚基的化合物。然而，在上述方法中，循环特性的改善不够充分。

因此，本实用新型的目的在于提供一种抑制了由于使用或保存导致的功能降低的电化学器件。

用于解决课题的方法

本实用新型的发明人为了解决上述课题，经过精心研究，结果发现，在电化学器件中，通过使电极含有全氟聚醚基，且将各层的厚度调整为给定的范围，能够抑制由于使用或保存导致的功能降低，以致完成了本实用新型。

本实用新型的第一方式所涉及的电极的特征在于，该电极具有：集电体层、形成于上述集电体层的至少一面的活性物质层、以及形成于上述活性物质层的与上述集电体层相反侧的面的覆盖层，所述覆盖层含有含全氟聚醚基的化合物，上述集电体层的厚度为3～30μm，上述活性物质层的厚度为10～150μm，上述覆盖层的厚度为0.0001～0.05μm。

此外，本实用新型的第二方式所涉及的电极的特征在于，该电极具有：集电体层、形成于上述集电体层的至少一面的活性物质层、以及形成于上述活性物质层的与上述集电体层相反侧的面的覆盖层，所述覆盖层含有含全氟聚醚基的化合物，上述覆盖层的厚度为上述活性物质层的厚度的0.001～2％。

此外，本实用新型的第三方式所涉及的电极的特征在于，在第一方式或第二方式的电极中，上述活性物质层中含有的活性物质的平均一次粒径为0.05～50μm。

此外，本实用新型的第四方式所涉及的电极的特征在于，在第一方式或第二方式的电极中，上述活性物质层的密度为1.5～4.5g/cm³。

此外，本实用新型的第五方式所涉及的电极的特征在于，在第一方式或第二方式的电极中，上述电极为正极。

此外，本实用新型的第六方式是一种电化学器件，其具有第一方式或第二方式的电极。

此外，本实用新型的第七方式所涉及的电化学器件的特征在于，在第六方式的电化学器件中，进一步具有厚度为3～50μm的隔膜。

此外，本实用新型的第八方式所涉及的电化学器件的特征在于，在第七方式的电化学器件中，上述隔膜的平均孔径为0.005～0.1μm。

此外，本实用新型的第九方式的特征在于，在第六方式的电化学器件中，仅正极为第一方式或第二方式的电极。

根据本实用新型，在电化学器件中，通过使用含有具有全氟聚醚基的化合物的电极，且将各层的厚度调整为给定的范围，能够提高电化学器件的循环容量保持率，能够抑制电阻增加率。

附图说明

图1是表示含有本实用新型所涉及的电极的电化学器件的一部分的截面图。

附图标记说明

10 电极

11 集电体层

12 活性物质层

13 覆盖层

20 隔膜

具体实施方式

＜电极＞

第一方式中，本实用新型的电极10具有：集电体层11、形成于上述集电体层11的至少一面的活性物质层12、以及形成于上述活性物质层12的与上述集电体层11相反侧的面的覆盖层13，该覆盖层13含有含全氟聚醚基的化合物。上述集电体层11的厚度为3～30μm，上述活性物质层12的厚度为0.05～50μm，上述覆盖层13的厚度为0.0001～0.05μm。

此外，第二方式中，本实用新型的电极10具有：集电体层11、形成于上述集电体层11的至少一面的活性物质层12、以及形成于上述活性物质层12的与上述集电体层11相反侧的面的覆盖层13，该覆盖层13含有含全氟聚醚基的化合物，上述覆盖层13的厚度为上述活性物质层12的厚度的0.001～2％。

上述活性物质层12中含有的活性物质的平均一次粒径优选为0.05～50μm。

上述活性物质层12的密度优选为1.5～4.5g/cm³。

此外，本公开还涉及具有上述电极10的电化学器件。

上述电化学器件优选具有厚度为3～50μm的隔膜20。

此外，上述隔膜20的平均孔径优选为0.005～1μm。

·含全氟聚醚基的化合物

上述的本实用新型的电极在其表面含有含全氟聚醚基的化合物。

在此，“在电极的表面含有含全氟聚醚基的化合物”是指，在电极的表面存在含全氟聚醚基的化合物的情况，例如包括：在电极材料的表面上存在含全氟聚醚基的化合物的情况；和在电极材料的表层部分中含全氟聚醚基的化合物以与作为电极材料的材料混合的状态存在的情况。

在一个方式中，本实用新型的电极在其表面即在电极材料上具有含全氟聚醚基的化合物。

在优选的方式中，含全氟聚醚基的化合物在电极的表面上以形成层的状态存在。

含全氟聚醚基的化合物的层优选可以是通过将反应性含全氟聚醚基的化合物涂布在电极材料的表面上而得到的覆盖层。

上述覆盖层不必形成于电极材料的整个表面，只要是形成于电极与电解质的接触面即可。优选覆盖层形成于电极材料的整个表面。

上述反应性含全氟聚醚基的化合物只要是能够在电极表面形成含全氟聚醚基的化合物的覆盖层，就没有特别限定。

在优选的方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物可以是下述式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)、(D2)、(E1)或(E2)所示的化合物。

(Rf-PFPE)_β’-X⁵-(SiR¹ _nR² _3-n)_β…(B1)

(R² _3-nR¹ _nSi)_β-X⁵-PFPE-X⁵-(SiR¹ _nR² _3-n)_β…(B2)

(Rf-PFPE)_γ’-X⁷-(SiR^a _kR^b ₁R^c _m)_γ…(C1)

(R^c _mR^b ₁R^a _kSi)_γ-X⁷-PFPE-X⁷-(SiR^a _kR^b ₁R^c _m)_γ…(C2)

(Rf-PFPE)_δ’-X⁹-(CR^d _k’R^e _1’R^f _m’)_δ…(D1)

(R^f _m’R^e _1’，R^d _k’C)_δ-X⁹-PFPE-X⁹-(CR^d _k’R^e _1’，R^f _m’)_δ…(D2)

(Rf-PFPE)_ε’-X³-(A)_ε…(E1)

(A)_ε-X³-PFPE-X³-(A)_ε…(E2)

上述式中，Rf分别独立地表示可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1～16的烷基。

上述可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1～16的烷基中的“碳原子数1～16的烷基”可以是直链，也可以是支链，优选为直链或支链的碳原子数1～6、特别是碳原子数1～3的烷基，更优选为直链的碳原子数1～3的烷基。

上述Rf优选为被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1～16的烷基，更优选为CF₂H－C_1-15氟代亚烷基或碳原子数1～16的全氟烷基，进一步优选碳原子数1～16的全氟烷基。

该碳原子数1～16的全氟烷基可以是直链，也可以是支链，优选为直链或支链的碳原子数1～6、特别是碳原子数1～3的全氟烷基，更优选为直链的碳原子数1～3的全氟烷基，具体来说为－CF₃、－CF₂CF₃或－CF₂CF₂CF₃。

上述式中，PFPE分别独立地表示－(OC₆F₁₂)_a－(OC₅F₁₀)_b－(OC₄F₈)_c－(OC₃F₆)_d－(OC₂F₄)_e－(OCF₂)_f－。

式中，a、b、c、d、e和f分别独立地为0以上200以下的整数，a、b、c、d、e和f之和至少为1。优选a、b、c、d、e和f分别独立地为0以上100以下的整数。优选a、b、c、d、e和f之和为5以上，更优选为10以上，例如为10以上100以下。另外，标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。

这些重复单元可以是直链状也可以是支链状，优选为直链状。例如，－(OC₆F₁₂)－可以为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF(CF₃)CF₂CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF(CF₃)CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF(CF₃)CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF₂CF(CF₃)CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF₂CF₂CF(CF₃))－等，优选为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂CF₂CF₂)－。－(OC₅F₁₀)－可以为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF(CF₃)CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF(CF₃)CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF(CF₃)CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF₂CF(CF₃))－等，优选为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂CF₂)－。－(OC₄F₈)－可以为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂)－、－(OCF(CF₃)CF₂CF₂)－、－(OCF₂CF(CF₃)CF₂)－、－(OCF₂CF₂CF(CF₃))－、－(OC(CF₃)₂CF₂)－、－(OCF₂C(CF₃)₂)－、－(OCF(CF₃)CF(CF₃))－、－(OCF(C₂F₅)CF₂)－和－(OCF₂CF(C₂F₅))－中的任意种，优选为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂)－。－(OC₃F₆)－可以为－(OCF₂CF₂CF₂)－、－(OCF(CF₃)CF₂)－和－(OCF₂CF(CF₃))－中的任意种，优选为－(OCF₂CF₂CF₂)－。另外，－(OC₂F₄)－可以为－(OCF₂CF₂)－和－(OCF(CF₃))－中的任意种，优选为－(OCF₂CF₂)－。

在一个方式中，上述PFPE分别独立地为－(OC₃F₆)_d－(式中，d为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数)。优选PFPE分别独立地为－(OCF₂CF₂CF₂)_d－(式中，d为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数)或－(OCF(CF₃)CF₂)_d－(式中，d为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数)。更优选PFPE分别独立地为－(OCF₂CF₂CF₂)_d－(式中，d为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数)。

在其他方式中，PFPE分别独立地为－(OC₄F₈)_c－(OC₃F₆)_d－(OC₂F₄)_e－(OCF₂)_f－(式中，c和d分别独立地为0以上30以下的整数，e和f分别独立地为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数，标注角标c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的)。优选PFPE分别独立地为－(OCF₂CF₂CF₂CF₂)_c－(OCF₂CF₂CF₂)_d－(OCF₂CF₂)_e－(OCF₂)_f－。在一个方式中，PFPE可以分别独立地为－(OC₂F₄)_e－(OCF₂)_f－(式中，e和f分别独立地为1以上200以下、优选为5以上200以下、更优选为10以上200以下的整数，标注角标e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的)。

在另一其他方式中，PFPE分别独立地为－(R⁶－R⁷)_q－所示的基团。式中，R⁶为OCF₂或OC₂F₄，优选为OC₂F₄。式中，R⁷为选自OC₂F₄、OC₃F₆、OC₄F₈、OC₅F₁₀和OC₆F₁₂中的基团、或者为从这些基团中独立地选择的2个或3个基团的组合。优选R⁷为选自OC₂F₄、OC₃F₆和OC₄F₈中的基团、或者为从这些基团中独立地选择的2个或3个基团的组合。作为从OC₂F₄、OC₃F₆和OC₄F₈中独立地选择的2个或3个基团的组合，没有特别限定，例如可以列举－OC₂F₄OC₃F₆－、－OC₂F₄OC₄F₈－、－OC₃F₆OC₂F₄－、－OC₃F₆OC₃F₆－、－OC₃F₆OC₄F₈－、－OC₄F₈OC₄F₈－、－OC₄F₈OC₃F₆－、－OC₄F₈OC₂F₄－、－OC₂F₄OC₂F₄OC₃F₆－、－OC₂F₄OC₂F₄OC₄F₈－、－OC₂F₄OC₃F₆OC₂F₄－、－OC₂F₄OC₃F₆OC₃F₆－、－OC₂F₄OC₄F₈OC₂F₄－、－OC₃F₆OC₂F₄OC₂F₄－、－OC₃F₆OC₂F₄OC₃F₆－、－OC₃F₆OC₃F₆OC₂F₄－和－OC₄F₈OC₂F₄OC₂F₄－等。上述q为2～100的整数，优选为2～50的整数。上述式中，OC₂F₄、OC₃F₆、OC₄F₈、OC₅F₁₀和OC₆F₁₂可以为直链或支链的任意种，优选为直链。在该方式中，PFPE优选分别独立地为－(OC₂F₄－OC₃F₆)_q－或－(OC₂F₄－OC₄F₈)_q－。

上述式中，R¹在各个出现处分别独立地表示氢原子或碳原子数1～22的烷基，优选表示碳原子数1～4的烷基。

上述式中，R²在各个出现处分别独立地表示羟基或能够水解的基团。

上述“能够水解的基团”在本说明书中使用时，是指能够通过水解反应从化合物的主骨架上脱离的基团。作为能够水解的基团的例子，可以列举－OR、－OCOR、－O－N＝CR₂、－NR₂、－NHR、卤素(这些式子中，R表示取代或非取代的碳原子数1～4的烷基)等，优选为－OR(即，烷氧基)。R的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基；氯甲基等取代烷基。这些之中，优选烷基、特别是非取代烷基，更优选甲基或乙基。羟基没有特别限定，可以为能够水解的基团发生水解而生成的羟基。

上述式中，R¹¹在各个出现处分别独立地表示氢原子或卤素原子。卤素原子优选为碘原子、氯原子或氟原子，更优选为氟原子。

上述式中，R¹²在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，例如可以列举甲基、乙基、丙基等。

上述式中，n在每个(－SiR¹ _nR² _3-n)单元中独立地为0～3的整数，优选为0～2的整数，更优选为0。其中，式中全部的n不同时为0。换言之，在式中，存在至少1个R²。

上述式中，t分别独立地为1～10的整数。在优选的方式中，t为1～6的整数。在其他的优选的方式中，t为2～10的整数，优选为2～6的整数。

上述式中，X²在各个出现处分别独立地表示单键或2价的有机基团。X²优选为碳原子数1～20的亚烷基，更优选为－(CH₂)_u－(式中，u为0～2的整数)。

上述式中，R^a在各个出现处分别独立地表示－Z－SiR⁷¹ _pR⁷² _qR⁷³ _r。

式中，Z在各个出现处分别独立地表示氧原子或2价的有机基团。

上述Z优选为2价的有机基团。在优选的方式中，上述Z不包括与式(C1)或式(C2)中的分子主链的末端的Si原子(R^a所键合的Si原子)形成硅氧烷键的基团。

上述Z优选为C_1-6亚烷基，－(CH₂)_g－O－(CH₂)_h－(式中，g为1～6的整数，h为1～6的整数)或－亚苯基－(CH₂)_i－(式中，i为0～6的整数)，更优选为C_1-3亚烷基。这些基团例如可以被选自氟原子、C_1-6烷基、C_2-6烯基和C_2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。

式中，R⁷¹在各个出现处分别独立地表示R^a’。R^a’与R^a是相同含义。

R^a中，经由Z基连结成直链状的Si最多为5个。即，在上述R^a中至少存在1个R⁷¹的情况下，R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子存在2个以上，但经由该Z基连结成直链状的Si原子数最多为5个。需要说明的是，“R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子数”与在R^a中连结成直链状的－Z－Si－的重复数相等。

例如，下面表示R^a中Si原子经由Z基连结的一例。

在上述式中，*意指与主链的Si键合的部位，…意指键合ZSi以外的规定的基团，即在Si原子的3个价键均为…时，意指ZSi的重复的结束部位。另外，Si的右上角的数字意指从*起算经由Z基连结成直链状的Si的出现数。即，Si²表示：ZSi重复结束的链中“R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子数”为2个，同样地，Si³、Si⁴和Si⁵表示：ZSi重复结束的链中“R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子数”分别为3、4和5个。其中，从上述式可知，R^a中存在多个ZSi链，但它们并不需要都为同样的长度，可以分别为任意的长度。

在优选的方式中，如下所述，“R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子数”在所有的链中为1个(左式)或2个(右式)。

在一个方式中，R^a中经由Z基连结成直链状的Si原子数为1个或2个，优选为1个。

式中，R⁷²在各个出现处分别独立地表示羟基或能够水解的基团。

优选R⁷²为－OR(式中，R表示取代或非取代的C_1-3烷基，更优选表示甲基)。

式中，R⁷³在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，进一步优选为甲基。

式中，p在各个出现处分别独立地为0～3的整数；q在各个出现处分别独立地为0～3的整数；r在各个出现处分别独立地为0～3的整数。其中，p、q和r之和为3。

在优选的方式中，在R^a中的末端的R^a’(不存在R^a’的情况下，为R^a其自身)中，上述q优选为2以上，例如为2或3，更优选为3。

在优选的方式中，R^a是在末端部可以具有至少1个－Si(－Z－SiR⁷² _qR⁷³ _r)₂或－Si(－Z－SiR⁷² _qR⁷³ _r)₃，优选具有－Si(－Z－SiR⁷² _qR⁷³ _r)₃。式中，(－Z－SiR⁷² _qR⁷³ _r)的单元优选为(－Z－SiR⁷² ₃)。在进一步优选的方式中，R^a的末端部可以全部为－Si(－Z－SiR⁷² _qR⁷³ _r)₃，优选为－Si(－Z－SiR⁷² ₃)₃。

上述式(C1)和(C2)中，存在至少1个R⁷²。

上述式中，R^b在各个出现处分别独立地表示羟基或能够水解的基团。

上述R^b优选为羟基、－OR、－OCOR、－O－N＝C(R)₂、－N(R)₂、－NHR、卤素(这些式子中，R表示取代或非取代的碳原子数1～4的烷基)，优选为－OR。R包含：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基；氯甲基等取代烷基。这些之中，优选烷基，特别优选非取代烷基，更优选甲基或乙基。羟基没有特别限定，可以为能够水解的基团发生水解而生成的羟基。更优选R^c为－OR(式中，R表示取代或非取代的C_1-3烷基，更优选表示甲基)。

上述式中，R^c在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，更优选为甲基。

式中，k在各个出现处分别独立地为0～3的整数；l在各个出现处分别独立地为0～3的整数；m在各个出现处分别独立地为0～3的整数。其中，k、l和m之和为3。

上述式中，R^d在各个出现处分别独立地表示－Z’－CR⁸¹ _p’R⁸² _q’R⁸³ _r’。

式中，Z’在各个出现处分别独立地表示氧原子或2价的有机基团。

上述Z’优选为C_1-6亚烷基、－(CH₂)_g－O－(CH₂)_h－(式中，g为0～6的整数，例如为1～6的整数，h为0～6的整数，例如为1～6的整数)或－亚苯基－(CH₂)_i－(式中，i为0～6的整数)，更优选为C_1-3亚烷基。这些基团例如可以被选自氟原子、C_1-6烷基、C_2-6烯基和C_2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。

式中，R⁸¹在各个出现处分别独立地表示R^d’。R^d’与R^d是相同含义。

R^d中，经由Z’基连结成直链状的C最多为5个。即，在上述R^d中存在至少1个R⁸¹的情况下，在R^d中存在2个以上经由Z’基连结成直链状的Si原子，但经由该Z’基连结成直链状的C原子数最多为5个。需要说明的是，“R^d中经由Z’基连结成直链状的C原子数”与在R^d中连结成直链状的－Z’－C－的重复数相等。

在优选的方式中，如下所述，“R^d中经由Z’基连结成直链状的C原子数”在所有的链中为1个(左式)或2个(右式)。

在一个方式中，R^d中经由Z’基连结成直链状的C原子数为1个或2个，优选为1个。

式中，R⁸²表示－Y－SiR⁸⁵ _jR⁸⁶ _3-j。

Y在各个出现处分别独立地表示2价的有机基团。

在优选的方式中，Y为C_1-6亚烷基、－(CH₂)_g’－O－(CH₂)_h’－(式中，g’为0～6的整数、例如为1～6的整数，h’为0～6的整数、例如为1～6的整数)或－亚苯基－(CH₂)_i’－(式中，i’为0～6的整数)。这些基团例如可以被选自氟原子、C_1-6烷基、C_2-6烯基和C_2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代。

在一个方式中，Y可以为C_1-6亚烷基或－亚苯基－(CH₂)_i’－。Y为上述基团的情况下，耐光性、特别是耐紫外线性能够变得更高。

上述R⁸⁵在各个出现处分别独立地表示羟基或能够水解的基团。作为上述“能够水解的基团”，可以列举与上述同样含义的基团。

优选R⁸⁵为－OR(式中，R表示取代或非取代的C_1-3烷基，更优选表示乙基或甲基，特别优选表示甲基)。

上述R⁸⁶在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，进一步优选为甲基。

j在每个(－Y－SiR⁸⁵ _jR⁸⁶ _3-j)单元中独立地表示1～3的整数，优选为2或3，更优选为3。

上述R⁸³在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，进一步优选为甲基。

式中，p’在各个出现处分别独立地为0～3的整数；q’在各个出现处分别独立地为0～3的整数；r’在各个出现处分别独立地为0～3的整数。其中，p’、q’和r’之和为3。

在优选的方式中，在R^d中的末端的R^d’(在不存在R^d’的情况下，为R^d其自身)中，上述q’优选为2以上，例如为2或3，更优选为3。

上述式中，R^e在各个出现处分别独立地表示－Y－SiR⁸⁵ _jR⁸⁶ _3-j。其中，Y、R⁸⁵、R⁸⁶和j与上述R⁸²中的记载是相同含义。

上述式中，R^f在各个出现处分别独立地表示氢原子或低级烷基。该低级烷基优选为碳原子数1～20的烷基，更优选为碳原子数1～6的烷基，进一步优选为甲基。

式中，k’在各个出现处分别独立地为0～3的整数；l’在各个出现处分别独立地为0～3的整数；m’在各个出现处分别独立地为0～3的整数。其中，k’、l’和m’之和为3。

在一个方式中，至少1个k’为2或3，优选为3。

在一个方式中，k’为2或3，优选为3。

在一个方式中，l’为2或3，优选为3。

上述式(D1)和(D2)中，至少1个q’为2或3，或者，至少1个l’为2或3。即，式中，存在至少2个－Y－SiR⁸⁵ _jR⁸⁶ _3-j基。

上述式中，A在各个出现处分别独立地表示－OH、－SH、－NH₂、－COOH或－SO₃H。优选A可以为－OH。

上述式中，X¹分别独立地表示单键或2～10价的有机基团。该X¹应被理解为：在式(A1)和(A2)所示的化合物中，将主要提供拒水性和表面滑动性等的全氟聚醚部分(即，Rf－PFPE部或－PFPE－部)和提供与基材的结合能力的硅烷部分(即，标注α并用括号括起来的基团)连结的连接基。因此，该X¹只要是能够使式(A1)和(A2)所示的化合物稳定存在的基团，就可以是任意的有机基团。

上述式中，α为1～9的整数，α’为1～9的整数。这些α和α’可以根据X¹的价数而变化。式(A1)中，α和α’之和与X¹的价数相同。例如，在X¹为10价的有机基团的情况下，α和α’之和为10，例如可以是α为9且α’为1、α为5且α’为5、或α为1且α’为9。另外，在X¹为2价的有机基团的情况下，α和α’为1。式(A2)中，α为从X¹的价数减去1而得到的值。

上述X¹优选为2～7价、更优选为2～4价、进一步优选为2价的有机基团。

在一个方式中，X¹为2～4价的有机基团，α为1～3，α’为1。

在其他的方式中，X¹为2价的有机基团，α为1，α’为1。在该情况下，式(A1)和(A2)由下述式(A1’)和(A2’)表示。

上述式中，X⁵分别独立地表示单键或2～10价的有机基团。该X⁵可以被理解为：在式(B1)和(B2)所示的化合物中，将主要提供拒水性和表面滑动性等的全氟聚醚部分(Rf－PFPE部或－PFPE－部)和提供与基材的结合能力的硅烷部分(具体来说，－SiR¹ _nR² _3-n)连结的连接基。因此，该X⁵只要是能够使式(B1)和(B2)所示的化合物稳定存在的基团，就可以是任意的有机基团。

上述式中的β为1～9的整数，β’为1～9的整数。这些β和β’根据X⁵的价数而确定，在式(B1)中，β和β’之和与X⁵的价数相同。例如，在X⁵为10价的有机基团的情况下，β和β’之和为10，例如可以是β为9且β’为1、β为5且β’为5、或β为1且β’为9。另外，在X⁵为2价的有机基团的情况下，β和β’为1。在式(B2)中，β为从X⁵的价数的值减去1而得到的值。

上述X⁵优选为2～7价、更优选为2～4价、进一步优选为2价的有机基团。

在一个方式中，X⁵为2～4价的有机基团，β为1～3，β’为1。

在其他的方式中，X⁵为2价的有机基团，β为1，β’为1。该情况下，式(B1)和(B2)由下述式(B1’)和(B2’)表示。

Rf-PFPE-X⁵-SiR¹ _tlR² _3-n…(B1’)

R² _3-nR¹ _nSi-X⁵-PFPE-X⁵SiR¹ _nR² _3-n…(B2’)

上述式中，X⁷分别独立地表示单键或2～10价的有机基团。该X⁷可以被理解为：在式(C1)和(C2)所示的化合物中，将主要提供拒水性和表面滑动性等的全氟聚醚部分(Rf－PFPE部或－PFPE－部)和提供与基材的结合能力的硅烷部分(具体来说，－SiR^a _kR^b _lR^c _m基)连结的连接基。因此，该X⁷只要是能够使式(C1)和(C2)所示的化合物稳定存在的基团，就可以是任意的有机基团。

上述式中，γ为1～9的整数，γ’为1～9的整数。这些γ和γ’根据X⁷的价数而确定，在式(C1)中，γ和γ’之和与X⁷的价数相同。例如，在X⁷为10价的有机基团的情况下，γ和γ’之和为10，例如可以是γ为9且γ’为1、γ为5且γ’为5、或γ为1且γ’为9。另外，在X⁷为2价的有机基团的情况下，γ和γ’为1。在式(C2)中，γ为从X⁷的价数的值减去1而得到的值。

上述X⁷优选为2～7价、更优选为2～4价、进一步优选为2价的有机基团。

在一个方式中，X⁷为2～4价的有机基团，γ为1～3，γ’为1。

在其他的方式中，X⁷为2价的有机基团，γ为1，γ’为1。该情况下，式(C1)和(C2)由下述式(C1’)和(C2’)表示。

Rf-PFPE-X⁷-SiR^a _kR^b ₁R^c _m…(C1')

R^c _mR^b ₁R^a _kSi-X⁷-PFPE-X⁷-SiR^a _kR^b ₁R^c _m…(C2')

上述式中，X⁹分别独立地表示单键或2～10价的有机基团。该X⁹可以被理解为：在式(D1)和(D2)所示的化合物中，将主要提供拒水性和表面滑动性等的全氟聚醚部分(即，Rf－PFPE部或－PFPE－部)和提供与基材的结合能力的部分(即，标注δ并用括号括起来的基团)连结的连接基。因此，该X⁹只要是能够使式(D1)和(D2)所示的化合物稳定存在的基团，就可以是任意的有机基团。

上述式中，δ为1～9的整数，δ’为1～9的整数。这些δ和δ’可以根据X⁹的价数而变化。式(D1)中，δ和δ’之和与X⁹的价数相同。例如，X⁹为10价的有机基团的情况下，δ和δ’之和为10，例如可以是δ为9且δ’为1、δ为5且δ’为5、或δ为1且δ’为9。另外，在X⁹为2价的有机基团的情况下，δ和δ’为1。式(D2)中，δ为从X⁹的价数减去1而得到的值。

上述X⁹优选为2～7价、更优选为2～4价、进一步优选为2价的有机基团。

在一个方式中，X⁹为2～4价的有机基团，δ为1～3，δ’为1。

在其他的方式中，X⁹为2价的有机基团，δ为1，δ’为1。该情况下，式(D1)和(D2)由下述式(D1’)和(D2’)表示。

Rf-PFPE-X⁹-CR^d _k’R^e _1’R^f _m’…(D1’)

R^f _m’R^e _1’R^d _k’C_δ-X⁹-PFPE-X⁹-CR^d _k’R^e _1’R^f _m’…(D2’)

上述式中，X³分别独立地表示单键或2～10价的有机基团。该X³可以被理解为：在式(E1)和(E2)所示的化合物中，将主要提供拒水性和表面滑动性等的全氟聚醚部分(即，Rf-PFPE部或-PFPE-部)和提供与基材的结合能力的部分(即，A基)连结的连接基。因此，该X³只要是能够使式(E1)和(E2)所示的化合物稳定存在的基团，就可以是任意的有机基团。

上述式中，ε为1～9的整数，ε’为1～9的整数。这些ε和ε’可以根据X³的价数而变化。式(E1)中，ε和ε’之和与X³的价数相同。例如，X³为10价的有机基团的情况下，ε和ε’之和为10，例如可以是ε为9且ε’为1、ε为5且ε’为5、或ε为1且ε’为9。另外，X³为2价的有机基团的情况下，ε和ε’为1。式(E2)中，ε为从X⁹的价数减去1而得到的值。

上述X³优选为2～7价、更优选为2～4价、进一步优选为2价的有机基团。

在一个方式中，X³为2～4价的有机基团，ε为1～3，ε’为1。

在其他的方式中，X³为2价的有机基团，ε为1，ε’为1。该情况下，式(E1)和(E2)由下述式(E1’)和(E2’)表示。

Rf-PFPE-X³-A…(E1’)

A-X³-PFPE-X³-A…(E2’)

在优选的方式中，上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立，没有特别限定，例如可以是下述式：

－(R³¹)_p1－(X^a)_q1－所示的2价基团

[式中：

R³¹表示单键、－(CH₂)_s’－或邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基，优选为－(CH₂)_s’－，

s’为1～20的整数，优选为1～6的整数，更优选为1～3的整数，进一步更优选为1或2，

X^a表示－(X^b)_l’－，

X^b在各个出现处分别独立地表示选自－O－、－S－、邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基、－C(O)O－、－Si(R³³)₂－、－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－、－CONR³⁴－、－O－CONR³⁴－、－NR³⁴－和－(CH₂)_n’－中的基团，

R³³在各个出现处分别独立地表示苯基、C_1-6烷基或C_1-6烷氧基，优选为苯基或C_1-6烷基，更优选为甲基，

R³⁴在各个出现处分别独立地表示氢原子、苯基或C_1-6烷基(优选甲基)，

m”在各个出现处分别独立地为1～100的整数、优选为1～20的整数，

n’在各个出现处分别独立地为1～20的整数，优选为1～6的整数，更优选为1～3的整数，

l’为1～10的整数，优选为1～5的整数，更优选为1～3的整数，

p1为0或1，

q1为0或1，

其中，p1和q1的至少一方为1，标注p1或q1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序为任意的]。

这里，R³¹和X^a(典型的是R³¹和X^a的氢原子)可以被选自氟原子、C_1-3烷基和C_1-3氟烷基中的1个或1个以上的取代基取代。

优选上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立地为－(R³¹)_p1－(X^a)_q1－R³²－。R³²表示单键、－(CH₂)_t’－或邻亚苯基、间亚苯基或对亚苯基，优选为－(CH₂)_t’－。t’为1～20的整数，优选为2～6的整数，更优选为2～3的整数。这里，R³²(典型的是R³²的氢原子)可以被选自氟原子、C_1-3烷基和C_1-3氟烷基中的1个或1个以上的取代基取代。

优选上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立地为

C_1-20亚烷基、

－R³¹－X^c－R³²－、或

－X^d－R³²－

[式中，R³¹和R³²与上述是相同含义。]。

更优选上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立地为

C_1-20亚烷基、

－(CH₂)_s’－X^c－、

－(CH₂)_s’－X^c－(CH₂)_t’－

－X^d－、或

－X^d－(CH₂)_t’－

[式中，s’和t’与上述是相同含义。]。

上述式中，X^c表示

－O－、

－S－、

－C(O)O－、

－CONR³⁴－、

－O－CONR³⁴－、

－Si(R³³)₂－、

－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－、

－O－(CH₂)_u’－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－、

－O－(CH₂)_u’－Si(R³³)₂－O－Si(R³³)₂－CH₂CH₂－Si(R³³)₂－O－Si(R³³)₂－、

－O－(CH₂)_u’－Si(OCH₃)₂OSi(OCH₃)₂－、

－CONR³⁴－(CH₂)_u’－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－、

－CONR³⁴－(CH₂)_u’－N(R³⁴)－、或

－CONR³⁴－(邻-、间-或对-亚苯基)－Si(R³³)₂－

[式中、R³³、R³⁴和m”与上述是相同含义，

u’为1～20的整数、优选为2～6的整数、更优选为2～3的整数。]。X^c优选为－O－。

上述式中，X^d表示

－S－、

－C(O)O－、

－CONR³⁴－、

－CONR³⁴－(CH₂)_u’－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－、

－CONR³⁴－(CH₂)_u’－N(R³⁴)－、或

－CONR³⁴－(邻-、间-或对-亚苯基)－Si(R³³)₂－

[式中，各记号与上述是相同含义。]。

更优选上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹可以分别独立地为

C_1-20亚烷基、

－(CH₂)_s’－X^c－(CH₂)_t’－、或

－X^d－(CH₂)_t’－

[式中，各记号与上述是相同含义。]。

进一步更优选上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立地为

C_1-20亚烷基、

－(CH₂)_s’－O－(CH₂)_t’－、

－(CH₂)_s’－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－(CH₂)_t’－、

－(CH₂)_s’－O－(CH₂)_u’－(Si(R³³)₂O)_m”－Si(R³³)₂－(CH₂)_t’－、或

－(CH₂)_s’－O－(CH₂)_t’－Si(R³³)₂－(CH₂)_u’－Si(R³³)₂－(C_vH_2v)－

[式中，R³³、m”、s’、t’和u’与上述是相同含义，v为1～20的整数，优选为2～6的整数，更优选为2～3的整数。]。

上述式中，－(C_vH_2v)－可以是直链，也可以是支链，例如可以是－CH₂CH₂－、－CH₂CH₂CH₂－、－CH(CH₃)－、－CH(CH₃)CH₂－。

上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹基分别独立，可以被选自氟原子、C_1-3烷基和C_1-3氟烷基(优选C_1-3全氟烷基)中的1个或1个以上的取代基取代。

在一个方式中，X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹基可以分别独立地为－O－C_1-6亚烷基以外的基团。

在其他的方式中，作为X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹基，例如可以列举下述的基团：

[式中，R⁴¹分别独立地为氢原子、苯基、碳原子数1～6的烷基或C_1-6烷氧基，优选为甲基；

D为选自

－CH₂O(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃－、

－CF₂O(CH₂)₃－、

－(CH₂)₂－、

－(CH₂)₃－、

－(CH₂)₄－、

－CONH－(CH₂)₃－、

－CON(CH₃)－(CH₂)₃－、

－CON(Ph)－(CH₂)₃－(式中，Ph是指苯基)、和

(式中，R⁴²分别独立地表示氢原子、C_1-6的烷基或C_1-6的烷氧基，优选表示甲基或甲氧基，更优选表示甲基。)中的基团，

E为－(CH₂)_n－(n为2～6的整数)，

D与分子主链的PFPE键合，E与PFPE相反侧的基团键合。]。

作为上述X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹的具体例子，例如可以列举：

－CH₂O(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃－、

－CH₂O(CH₂)₆－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂OSi(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₃Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₁₀Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₂₀Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂OCF₂CHFOCF₂－、

－CH₂OCF₂CHFOCF₂CF₂－、

－CH₂OCF₂CHFOCF₂CF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF₂CF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CF₂CF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂CF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF₂CF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂CF₂－、

－CH₂OCH₂CHFCF₂OCF(CF₃)CF₂OCF₂CF₂CF₂－

－CH₂OCH₂(CH₂)₇CH₂Si(OCH₃)₂OSi(OCH₃)₂(CH₂)₂Si(OCH₃)₂OSi(OCH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₂OSi(OCH₃)₂(CH₂)₃－、

－CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₂OSi(OCH₂CH₃)₂(CH₂)₃－、

－CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₂OSi(OCH₃)₂(CH₂)₂－、

－CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₂OSi(OCH₂CH₃)₂(CH₂)₂－、

－(CH₂)₂－、

－(CH₂)₃－、

－(CH₂)₄－、

－(CH₂)₅－、

－(CH₂)₆－、

－CONH－(CH₂)₃－、

－CON(CH₃)－(CH₂)₃－、

－CON(Ph)－(CH₂)₃－(式中，Ph是指苯基)、

－CONH－(CH₂)₆－、

－CON(CH₃)－(CH₂)₆－、

－CON(Ph)－(CH₂)₆－(式中，Ph是指苯基)、

－CONH－(CH₂)₂NH(CH₂)₃－、

－CONH－(CH₂)₆NH(CH₂)₃－、

－CH₂O－CONH－(CH₂)₃－、

－CH₂O－CONH－(CH₂)₆－、

－S－(CH₂)₃－、

－(CH₂)₂S(CH₂)₃－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂OSi(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₃Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₁₀Si(CH₃)₂(CH₂)₂－、

－CONH－(CH₂)₃Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)₂₀Si(CH₃)₂(CH₂)₂－

－C(O)O－(CH₂)₃－、

－C(O)O－(CH₂)₆－、

－CH₂－O－(CH₂)₃－Si(CH₃)₂－(CH₂)₂－Si(CH₃)₂－(CH₂)₂－、

－CH₂－O－(CH₂)₃－Si(CH₃)₂－(CH₂)₂－Si(CH₃)₂－CH(CH₃)－、

－CH₂－O－(CH₂)₃－Si(CH₃)₂－(CH₂)₂－Si(CH₃)₂－(CH₂)₃－、

－CH₂－O－(CH₂)₃－Si(CH₃)₂－(CH₂)₂－Si(CH₃)₂－CH(CH₃)－CH₂－、

－OCH₂－、

－O(CH₂)₃－、

－OCFHCF₂－、

等。

在另一其他的方式中，X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹分别独立地为式：－(R¹⁶)_x－(CFR¹⁷)_y－(CH₂)_z－所示的基团。式中，x、y和z分别独立地为0～10的整数，x、y和z之和为1以上，用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。

上述式中，R¹⁶在各个出现处分别独立地为氧原子、亚苯基、亚咔唑基、－NR²⁶－(式中，R²⁶表示氢原子或有机基团)或2价的有机基团。优选R¹⁶为氧原子或2价的极性基团。

作为上述“2价的极性基团”，没有特别限定，可以列举－C(O)－、－C(＝NR²⁷)－和－C(O)NR²⁷－(这些式中，R²⁷表示氢原子或低级烷基)。该“低级烷基”例如是碳原子数1～6的烷基、例如甲基、乙基、正丙基，这些可以被1个或1个以上的氟原子取代。

上述式中，R¹⁷在各个出现处分别独立地为氢原子、氟原子或低级氟烷基，优选为氟原子。该“低级氟烷基”例如为碳原子数1～6、优选碳原子数1～3的氟烷基，优选为碳原子数1～3的全氟烷基，更优选为三氟甲基、五氟乙基，进一步优选为三氟甲基。

在另一其他的方式中，作为X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹基的例子，可以列举下述的基团：

[式中，

R⁴¹分别独立地为氢原子、苯基、碳原子数1～6的烷基或C_1-6烷氧基，优选为甲基；

各X¹基中，T之中的任意几个是结合在分子主链的PFPE上的以下的基团：

－CH₂O(CH₂)₂－、

－CH₂O(CH₂)₃－、

－CF₂O(CH₂)₃－、

－(CH₂)₂－、

－(CH₂)₃－、

－(CH₂)₄－、

－CONH－(CH₂)₃－、

－CON(CH₃)－(CH₂)₃－、

－CON(Ph)－(CH₂)₃－(式中，Ph是指苯基)、或

[式中，R⁴²分别独立地表示氢原子、C_1-6的烷基或C_1-6的烷氧基，优选表示甲基或甲氧基，更优选表示甲基。]，其他的T中的若干个是结合在与分子主链的PFPE相反侧的基团(即，在式(A1)、(A2)、(D1)和(D2)中，为碳原子；另外，在下述的式(B1)、(B2)、(C1)和(C2)中，为Si原子；在(E1)和(E2)中，为A)上的－(CH₂)_n”－(n”为2～6的整数)，如果存在的情况下，剩余的T分别独立地为甲基、苯基、C_1-6烷氧基或自由基捕捉基团或紫外线吸收基团。

自由基捕捉基团只要是能够捕捉因光照射而生成的自由基的基团，就没有特别限定，例如可以列举二苯甲酮类、苯并三唑类、苯甲酸酯类、水杨酸苯酯类、巴豆酸类、丙二酸酯类、有机丙烯酸酯类、受阻胺类、受阻酚类或三嗪类的残基。

紫外线吸收基团只要是能够吸收紫外线的基团，就没有特别限定，例如可以列举苯并三唑类、羟基二苯甲酮类、取代和未取代苯甲酸或者水杨酸化合物的酯类、丙烯酸酯或肉桂酸烷氧基酯类、草酰胺类、草酰替苯胺类、苯并噁嗪酮类、苯并噁唑类的残基。

在优选的方式中，作为优选的自由基捕捉基团或紫外线吸收基团，可以列举

在该方式中，X¹、X³、X⁵、X⁷和X⁹可以分别独立地为3～10价的有机基团。

本实用新型所使用的反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物的数均分子量优选为1,000～30,000，优选为1,500～30,000，更优选为2,000～10,000。

本实用新型所使用的反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物的分散度(重均分子量/数均分子量(Mw/Mn))没有特别限定，优选可以为1.0以上3.0以下，更优选可以为1.0以上2.0，进一步优选可以为1.0～1.5以下。通过使分散度为3.0以下，膜的均匀性进一步提高。分散度越小，膜的均匀性越提高。

本实用新型所使用的反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物中的全氟聚醚部分(Rf－PFPE－部分或－PFPE－部分)的数均分子量没有特别限定，优选为500～30,000，优选为1,000～30,000，更优选为1,500～10,000。

在优选的方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物可以是下述式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)或(D2)所示的化合物、所谓的反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物。通过使用这样的硅烷化合物，能够进一步提高循环特性。另外，能够提高反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物的膜对于电极的密合性。

在一个方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物是上述式(A1)或(A2)所示的化合物。

在一个方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物是上述式(B1)或(B2)所示的化合物。

在一个方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物是上述式(C1)或(C2)所示的化合物。

在一个方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物是上述式(D1)或(D2)所示的化合物。

在一个方式中，反应性含全氟聚醚基的化合物是上述式(E1)或(E2)所示的化合物。

上述式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)、(D2)、(E1)和(E2)所示的化合物能够通过公知的方法制造。

作为上述含全氟聚醚基的化合物，例如可使用KP－801(商品名、信越化学公司制)、X-71(商品名、信越化学公司制)、KY 178(商品名、信越化学公司制)、KY－130(商品名、信越化学公司制)、KY－185(商品名、信越化学公司制)；OPTOOL(注册商标)DSX、OPTOOLAES、OPTOOL UD509和OPTOOL UF866(均为商品名、大金公司制)；SURECO 1系列和2系列、S-550(AGC旭硝子公司制)等。

作为在电极的表面形成含全氟聚醚基的化合物的覆盖层的方法，例如可以列举：在电极材料上形成反应性含全氟聚醚基的化合物的膜，将该膜根据需要进行后处理，由此形成覆盖层的方法。

在电极材料上形成含全氟聚醚基的化合物的膜的方法能够通过将反应性含全氟聚醚基的化合物以覆盖该表面的方式适用于电极材料的表面而实施。覆盖方法没有特别限定。例如能够使用湿润覆盖法和干燥覆盖法。

反应性含全氟聚醚基的化合物可以直接适用其本身，或者，也可以与其他的成分例如溶剂混合作为组合物而适用。

作为用于上述组合物的溶剂，例如可以使用以下的溶剂：C_5-12的全氟脂肪族烃(例如全氟己烷、全氟甲基环己烷和全氟－1,3－二甲基环己烷)；多氟芳香族烃(例如双(三氟甲基)苯)；多氟脂肪族烃(例如C₆F₁₃CH₂CH₃(例如，旭硝子株式会社制的ASAHIKLIN(注册商标)AC－6000)、1,1,2,2,3,3,4－七氟环戊烷(例如日本瑞翁株式会社制的ZEORORA(注册商标)H)；氢氟烃(HFC)(例如1,1,1,3,3－五氟丁烷(HFC－365mfc))；氢氯氟烃(例如HCFC－225(ASAHIKLIN(注册商标)AK225))；氢氟醚(HFE)(例如全氟丙基甲基醚(C₃F₇OCH₃)(例如住友3M株式会社制的Novec(商标名)7000)、全氟丁基甲基醚(C₄F₉OCH₃)(例如住友3M株式会社制的Novec(商标名)7100)、全氟丁基乙基醚(C₄F₉OC₂H₅)(例如住友3M株式会社制的Novec(商标名)7200)、全氟己基甲基醚(C₂F₅CF(OCH₃)C₃F₇)(例如住友3M株式会社制的Novec(商标名)7300)等的烷基全氟烷基醚(全氟烷基和烷基可以是直链或支链状)、或者CF₃CH₂OCF₂CHF₂(例如旭硝子株式会社制的ASAHIKLIN(注册商标)AE－3000))、1,2－二氯－1,3,3,3－四氟－1－丙烯(例如，Dupont-Mitsui Fluoro chemicals Co.,Ltd.制的Vertrel(注册商标)Sion)等。这些溶剂可以单独使用，或者将2种以上组合作为混合物使用。另外，例如为了调整反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物的溶解性，也可以与其他的溶剂混合。

上述组合物可以含有其他的成分。作为该其他的成分没有特别限定，可以列举催化剂等。

作为上述催化剂，可以列举酸(例如乙酸、三氟乙酸等)、碱(例如氨、三乙胺、二乙胺等)、过渡金属(例如Ti、Ni、Sn等)等。

催化剂促进反应性含全氟聚醚基的硅烷化合物的水解和脱水缩合，促进覆盖层的形成。

作为湿润覆盖法的例子，可以列举浸涂、旋涂、流涂、喷涂、辊涂、凹版涂敷和类似的方法。

作为干燥覆盖法的例子，可以列举PVD法、CVD法和类似的方法。PVD法是指将固体原料在真空中加热(真空蒸镀)，或者用高速的电子、离子进行照射，或者向固体表面的原子施加物理能量使其气化，使其在电极材料上再结合而形成薄膜的方法。作为PVD法没有特别限定，例如可以列举蒸镀法(通常为真空蒸镀法)和溅射等。作为蒸镀法(通常为真空蒸镀法)的具体例，可以列举电阻加热、电子束、使用微波等的高频加热、离子束和类似的方法。作为CVD方法的具体例，可以列举等离子体－CVD、光学CVD、热CVD和类似的方法。其中，优选PVD法，特别优选蒸镀法，例如优选电阻加热蒸镀或电子束蒸镀，更优选电子束蒸镀。

另外，也可以利用常压等离子体法进行覆盖。

接下来，根据需要，对膜进行后处理。该后处理没有特别限定，例如可以是加热、供给水分或者其两者。

该后处理可以是为了提高覆盖层的耐久性(进而提高锂离子二次电池的循环特性或保存稳定性)而实施的，但需注意这并不是必须的工序。例如，也可以在适用反应性含全氟聚醚基的化合物后，仅直接静置。

如上所述，在电极材料上形成来自反应性含全氟聚醚基的化合物的膜的覆盖层。

本实用新型的电极可以通过利用反应性含全氟聚醚基的化合物对电极材料进行表面处理而得到，或者，也可以在形成电极材料的材料中混合反应性含全氟聚醚基的化合物而形成电极。

覆盖层的厚度没有特别限定，优选为0.1～50nm，优选为0.3～50nm，更优选为0.5～30nm，进一步优选为1～10nm的范围。通过进一步加大厚度，能够更有效地阻碍电极材料与电解质的接触，能够提高电化学器件的功能或电特性。另外，通过进一步减小厚度，能够减小活性物质与电解质的距离，能够进一步增大容量。

在优选的方式中，覆盖层为单分子膜。通过使覆盖层为单分子膜，能够制成更薄、更致密的膜，由此能够以更高水平兼顾电特性的提高和容量的增大。

本实用新型的电极通过含有具有全氟聚醚基的化合物，在用于电化学器件时，能够提高电池化学器件的循环容量保持率、抑制电阻增加率。进一步而言，可以抑制由于高温保存导致的性能劣化。本实用新型不受任何理论所约束，但作为可以得到上述效果的理由，可以认为是由于通过使本实用新型的电极含有具有全氟聚醚基的化合物，能够抑制电极材料与电解液的直接接触。

·电极材料

电极材料是指构成电化学器件的电极的主要部分的部件，是在各种电化学器件中广泛使用的部件。关于这样的电极材料，只要是本领域技术人员，就能够根据电化学器件的种类，进行适当的选择。例如，在碱金属离子电池中，电极材料可以是含有活性物质(下面，包括正极活性物质和负极活性物质而使用)的活性物质含有部分。另外，在双电层电容器中，电极材料可以是在与电解质的界面处形成双电层的部分例如含有碳或石墨的部分。

本实用新型的电极在电化学器件中可以作为正极和负极的任意一者使用。在作为正极使用的情况下，能够抑制电解液的氧化分解，能够抑制因电解液的分解导致的电池的劣化和正极结构的分解。另外，在作为负极使用的情况下，能够使形成在电极/电解液界面处的固体电解质界面(SEI)的结构稳定化，能够使锂离子的移动变得良好从而抑制电阻的上升。

本实用新型的电极中，如上所述，由于在其表面含有含全氟聚醚基的化合物，通过将其作为电化学器件的正极和/或负极使用，在电化学器件中，能够达到良好的电特性和大的容量。

＜电化学器件＞

上述这样的本实用新型的电极能够在各种电化学器件中使用。

因此，本实用新型还提供具有本实用新型的电极而成的电化学器件。

电化学器件是指具有至少一对电极和夹在该一对电极之间的电解质而成的器件。

作为上述电化学器件没有特别限定，例如可以列举电池、电化学传感器、电致色变元件、电化学开关元件、电解电容器、电化学电容器等。

作为上述电池，只要是具有电极和电解质的电池就没有特别限定，例如可以列举碱金属电池、碱金属离子电池、碱土金属离子电池、自由基电池、太阳能电池、燃料电池等。在优选的方式中，上述电池特别优选碱金属电池、碱金属离子电池或碱土金属电池，例如可以是锂电池、锂离子电池、钠离子电池、镁电池、锂空气电池、钠硫电池、锂硫电池，优选可以为锂离子电池。上述的电池可以是一次电池，也可以是二次电池。优选上述电池为碱金属离子二次电池，特别是锂离子二次电池。

作为上述电化学传感器，是指检出或测定自然现象或人工物的机械、电磁、热、音响、化学性质或者由这些所示的空间信息·时间信息的传感器，是应用了电化学原理的具有电极和电解质的传感器。作为该电化学传感器，例如可以列举驱动器、湿度传感器、煤气浓度传感器、离子浓度传感器、气味传感器等。

作为上述电致色变元件是在施加了电压或电流的情况下能够可逆地发生光学吸收的元件，是利用了电化学反应的具有电极和电解质的元件。作为该电致色变元件例如可以列举由于电而发生变色的电致色变元件等。

作为上述电化学开关元件，只要是具有电极和电解质的电化学开关元件，就没有特别限定，例如可以列举电化学晶体管、场效应型晶体管等。

作为上述电解电容器，只要是具有电极和电解质的电解电容器就没有特别限定，例如可以列举铝电解电容器、钽电解电容器等。

作为上述电化学电容器，只要是具有电极和电解质的电化学电容器就没有特别限定，例如可以列举双电层电容、氧化还原电容器或锂离子电容器这样的混合电容器等。

在一个方式中，本实用新型的电化学器件可以是仅在一方的电极使用本实用新型的电极的器件。例如，本实用新型的电化学器件可以是仅在负极或仅在正极使用了本实用新型的电极的器件。在一个方式中，本实用新型的电化学器件可以是仅在正极使用了本实用新型的电极的器件。在其他的方式中，本实用新型的电化学器件可以是在正极和负极的双方使用了本实用新型的电极的器件。

本实用新型的电化学器件不限于上述的例示，只要是至少具有一对电极和夹在该一对电极之间的电解质而成的器件就没有特别限定。另外，本实用新型的电化学器件中，作为至少1个电极使用本实用新型的电极即可，其他的构成在没有特殊记载的情况下，可以是与现有技术相同的构成。

＜碱金属离子二次电池＞

下面，对于本实用新型的电化学器件，以碱金属离子二次电池为例，进行更详细的说明。

在一个方式中，本实用新型提供正极和负极的至少一方为本实用新型的电极的碱金属离子二次电池，优选是锂离子二次电池。

本实用新型的碱金属离子二次电池可以具有作为碱金属离子二次电池的一般结构。例如，本实用新型的碱金属离子二次电池可以在外装壳中具有正极、负极、隔膜、电解液等。另外，本实用新型的碱金属离子二次电池中，还可以具有正极集电片、负极集电片、电池盖等其他的部件、或者内压释放阀或PTC元件等用于保护电池的部件等。

碱金属离子二次电池中的电极材料可以是含有活性物质(下面，包括正极活性物质和负极活性物质而使用)的活性物质含有部分。典型而言，电极材料可以由活性物质含有部分和集电体构成。在一个方式中，活性物质含有部分在集电体上以层状存在。

·正极

正极具有正极材料，正极材料包含含有正极活性物质的活性物质含有部分。在正极为本实用新型的电极的情况下，在正极材料的表面进一步具有含全氟聚醚基的化合物。

作为上述正极活性物质，只要是能够在电化学上吸收·释放碱金属离子的物质就没有特别限制，例如优选含有碱金属和至少1种过渡金属的物质。作为具体例，可以列举含有碱金属的过渡金属复合氧化物、含有碱金属的过渡金属磷酸化合物。其中，作为正极活性物质，特别优选产生高电压的含有碱金属的过渡金属复合氧化物。作为上述碱金属离子，可以列举锂离子、钠离子、钾离子等。在优选的方式中，碱金属离子可以为锂离子。即，在该方式中，碱金属离子二次电池是锂离子二次电池。

作为上述含有碱金属的过渡金属复合氧化物，例如可以列举：

式：M_aMn_2-bM¹ _bO₄所示的锂·锰尖晶石复合氧化物(式中，M为选自Li、Na或K中的至少1种的金属；0.9≤a；0≤b≤1.5；M¹为选自Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si和Ge中的至少1种金属)，

式：MNi_1-cM² _cO₂所示的锂·镍复合氧化物(式中，M为选自Li、Na或K中的至少1种的金属；0≤c≤0.5；M²为选自Fe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si和Ge中的至少1种金属)、或

式：MCo_1-dM³ _dO₂所示的锂·钴复合氧化物(式中，M为选自Li、Na或K中的至少1种的金属；0≤d≤0.5；M³为选自Fe、Ni、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si和Ge中的至少1种金属)。在上述之中，M优选为选自Li、Na或K中的1种金属，更优选为Li或Na，更优选为Li。

其中，从能够提供能量密度高、高输出的碱金属离子二次电池的观点出发，优选MCoO₂、MMnO₂、MNiO₂、MMn₂O₄、MNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂或MNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂。

作为其他的正极活性物质，可以列举MFePO₄、MNi_0.8Co_0.2O₂、M_1.2Fe_0.4Mn_0.4O₂、MNi_0.5Mn_1.5O₂、MV₃O₆、M₂MnO₃等。特别是，在超过4.4V的电压或在4.6V以上的电压下使锂离子二次电池工作的情况下，M₂MnO₃、MNi_0.5Mn_1.5O₂等正极活性物质由于结晶构造不容易被破坏，所以优选。因此，具备使用了含有上述例示的正极活性物质的正极材料的本实用新型的正极的锂离子二次电池等电化学器件即使是在高温下进行保管的情况下，残留容量也不易降低，电阻增加率也不易变化，即使在高电压下进行工作，电池性能也不易劣化，因此优选。

·负极

负极具有负极材料，负极材料包含含有负极活性物质的活性物质含有部分。在负极为本实用新型的电极的情况下，在负极材料的表面进一步具有含全氟聚醚基的化合物。

作为上述负极活性物质，可以列举各种在热分解条件下的有机物的热分解物、人造石墨、天然石墨等的能够吸收·释放碱金属、优选吸收·释放锂的碳质材料；氧化锡、氧化硅等的能够吸收·释放碱金属的金属氧化物材料；碱金属；各种的碱金属合金；含有碱金属的金属复合氧化物材料等。这些负极活性物质也可以将2种以上混合使用。

作为能够吸收·释放碱金属的碳质材料优选从各种原料得到的易石墨化沥青通过高温热处理制造的人造石墨或精制天然石墨、或者对这些石墨使用沥青等有机物进行表面处理后碳化而得到的材料；选自天然石墨、人造石墨、将人造碳质物质以及人造石墨质物质在400～3200℃的范围进行1次以上热处理后的碳质材料、负极活性物质层由至少2种以上的具有不同结晶性的碳质构成且/或具有所述结晶性不同的碳质相接的界面的碳质材料、负极活性物质层具有至少2种以上的取向性不同的碳质相接的界面的碳质材料中的材料，由于其初始不可逆容量、高电流密度充放电特性的平衡良好，因此更优选。另外，这些碳材料可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的组合和比例同时使用。

作为上述将人造碳质物质以及人造石墨质物质在400～3200℃的范围进行1次以上热处理后的碳质材料，可以列举煤炭系焦碳、石油系焦碳、煤炭系沥青、石油系沥青和将这些沥青氧化处理后的物质、针状焦、沥青焦和将它们部分石墨化而得到的碳剂、炉黑、乙炔黑、沥青系碳纤维等有机物的热分解物、能够碳化的有机物和它们的碳化物、或将能够碳化的有机物溶解于苯、甲苯、二甲苯、喹啉、正己烷等低分子有机溶剂而得到的溶液和它们的碳化物等。

作为用作上述负极活性物质的金属材料，只要能够吸收·释放碱金属，可以是碱金属单体、形成碱金属合金的单体金属和合金、或它们的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物、硫化物或磷化物等化合物中的任意一种，没有特别限制。作为形成碱金属合金的单体金属和合金，优选是含有IIIA族和IVA族的金属·半金属元素的材料，更优选为铝、硅和锡(下面简称为“特定金属元素”)的单体金属和含有这些原子的合金或化合物。这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意的组合和比例同时使用。

作为具有选自特定金属元素的至少1种原子的负极活性物质，可以列举任意1种的特定金属元素的金属单体、由2种以上的特定金属元素构成的合金、由1种或2种以上的特定金属元素与其他的1种或2种以上的金属元素构成的合金、以及、含有1种或2种以上的特定金属元素的化合物、和这些化合物的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物、硫化物或磷化物等复合化合物。通过使用这些金属单体、合金或金属化合物作为负极活性物质，能够使电池的高容量化成为可能。

另外，可以列举这些复合化合物与金属单体、合金或非金属元素等多种元素复杂地结合而成的化合物。具体来说，例如对于硅、锡来说，能够使用这些元素与不作为负极发挥作用的金属的合金。例如，在锡的情况下，能够使用将锡与硅以外的作为负极发挥作用的金属、以及不作为负极发挥作用的金属、非金属元素组合而含有5～6种元素这样的复杂的化合物。

具体来说，可以列举Si单体、SiB₄、SiB₆、Mg₂Si、Ni₂Si、TiSi₂、MoSi₂、CoSi₂、NiSi₂、CaSi₂、CrSi₂、Cu₆Si、FeSi₂、MnSi₂、NbSi₂、TaSi₂、VSi₂、WSi₂、ZnSi₂、SiC、Si₃N₄、Si₂N₂O、SiO_v(0＜v≤2)、LiSiO或者锡单体、SnSiO₃、LiSnO、Mg₂Sn、SnO_w(0＜w≤2)。

另外可以列举将Si或Sn作为第一构成元素、另外再含有第二、第三构成元素的复合材料。第二构成元素为例如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓和锆之中的至少1种。第三构成元素为例如硼、碳、铝和磷之中的至少1种。

特别是，由于能够得到高电池容量和优异的电池特性，作为上述金属材料，优选硅或锡的单体(可以含有微量的杂质)、SiO_v(0＜v≤2)、SnO_w(0≤w≤2)、Si－Co－C复合材料、Si－Ni－C复合材料、Sn－Co－C复合材料、Sn－Ni－C复合材料。

作为负极活性物质使用的含有碱金属的金属复合氧化物材料，只要是能够吸收·释放碱金属，就没有特别限制，但从高电流密度充放电特性的观点出发，优选含有钛和碱金属的材料，更优选含有钛的含有碱金属的复合金属氧化物材料，进一步优选碱金属与钛的复合氧化物(下面，简称为“碱金属钛复合氧化物”)。即，由于使具有尖晶石结构的碱金属钛复合氧化物包含在电解液电池用负极活性物质中而使用时，输出电阻会大大降低，因此特别优选。

作为上述碱金属钛复合氧化物，优选为通式：M_xTi_yM³ _zO₄所示的化合物[式中，M为选自Li、Na或K中的至少1种的金属；M³表示选自Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn和Nb中的至少1种元素。]。

上述式中，M优选为选自Li、Na或K中的1种金属，更优选为Li或Na，进一步优选为Li。

上述组成之中，满足

(i)1.2≤x≤1.4，1.5≤y≤1.7，z＝0

(ii)0.9≤x≤1.1，1.9≤y≤2.1，z＝0

(iii)0.7≤x≤0.9，2.1≤y≤2.3，z＝0

的化合物由于电池性能的平衡良好，所以特别优选。

关于上述化合物的特别优选的组成，在(i)中为M_4/3Ti_5/3O₄，在(ii)中为M₁Ti₂O₄，在(iii)中为M_4/5Ti_11/5O₄。另外，关于Z≠0的结构例如可以优选列举M_4/3Ti_4/3Al_1/3O₄。

含有上述负极活性物质的活性物质含有部分优选由含有上述负极活性物质的负极合剂形成。例如，能够通过将负极合剂涂布在集电体上进行干燥而得到。

上述负极合剂优选进一步含有结合剂、增粘剂、导电材料。

·碱金属离子二次电池中的本实用新型的电极

在上述碱金属离子二次电池中，至少1个电极是本实用新型的电极。

通过将本实用新型的电极作为正极使用，能够抑制电解液的氧化分解，能够抑制由于电解液的分解导致的电池劣化和正极结构的分解。另外，通过将本实用新型的电极作为负极使用，能够使形成在电极/电解液界面处的固体电解质界面(SEI：SolidElectrolyte Interphase)的结构稳定化，能够使锂离子的移动变得良好，由此抑制电阻的上升。

用于碱金属离子二次电池的本实用新型的电极优选在电极材料上、更具体来说在活性物质含有部分上具有含全氟聚醚基的化合物。

在一个方式中，在本实用新型的碱金属离子二次电池中，仅有正极是本实用新型的电极。通过仅在正极使用本实用新型的电极，能够抑制电解液的氧化分解，能够抑制电池劣化和正极结构的分解。而且，该效果能够在较高电压工作时的电池中表现出来。

在其他的方式中，在本实用新型的碱金属离子二次电池中，仅有负极是本实用新型的电极。通过仅在负极使用本实用新型的电极，能够使形成于电极/电解液界面处的SEI的结构稳定化，在一定程度以上抑制电解液的还原分解，能够抑制SEI膜的电阻上升。

在另外其他的方式中，在本实用新型的碱金属离子二次电池中，正极和负极的双方是本实用新型的电极。通过在正极和负极的双方使用本实用新型的电极，能够抑制电解液的氧化分解，而且能够使形成于电极/电解液界面处的固体电解质界面的结构稳定化。

通过使正极为本实用新型的电极，即，通过使正极含有含全氟聚醚基的化合物，特别是在高电压工作时，能够抑制电解液的氧化分解，能够抑制电池的劣化。另外，提高电池的残留容量率。

用于碱金属离子二次电池的正极和/或负极的本实用新型的电极可以通过将涂布有活性物质的电极材料利用反应性含全氟聚醚基的化合物进行表面处理而制造，或者，也可以在形成电极合剂的涂布层的工序中，通过涂布混合了反应性含全氟聚醚基的化合物的电极合剂而制造。

本实用新型的电极中由于如上所述在其表面含有含全氟聚醚基的化合物，因此作为碱金属离子二次电池、优选作为锂离子二次电池的正极和/或负极使用时，碱金属离子二次电池可以具有良好的循环特性、大的电池容量和良好的保存特性。

·隔膜

隔膜是隔离正极和负极、防止两极接触引起的电流短路并使碱金属离子、优选锂离子通过的材料。该隔膜例如可以是由合成树脂或陶瓷构成的多孔质膜，也可以是层叠有2种以上的多孔质膜的层叠膜。作为该合成树脂，例如可以列举聚四氟乙烯、聚丙烯或者聚乙烯等。

·电解液

上述的正极、负极和隔膜中优选含浸有作为液状电解质的电解液。该电解液是在溶剂中溶解电解质盐而成的，也可以根据需要含有各种添加剂等其他的材料。

上述溶剂例如可以是有机溶剂等非水溶剂中的任意1种，或者也可以含有2种以上的非水溶剂。

作为上述溶剂，例如为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、γ－丁内酯、γ－戊内脂、1,2－二甲氧基乙烷或四氢呋喃。可以列举2－甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3－二氧戊环、4－甲基－1,3－二氧戊环、1,3－二噁烷或1,4－二噁烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯或三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3－甲氧基丙腈、N,N－二甲基甲酰胺、N－甲基吡咯烷酮、N－甲基噁唑烷酮、N,N’－二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲基亚砜。通过使用这些溶剂，可以得到优异的电池容量、循环特性和保存特性等。

其中，优选使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少1种以上。通过使用这些，可以得到更优异的特性。这种情况下，更优选碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等高粘度(高介电常数)溶剂(例如相对介电常数ε≥30)与碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸二乙酯等低粘度溶剂(例如粘度≤1mPa·s)的组合。通过使用这些的组合，会提高电解质盐的解离性和离子的移动度。

特别是，上述溶剂优选含有不饱和碳键环状碳酸酯。通过使溶剂含有不饱和碳键环状碳酸酯，在充放电时会在负极的表面形成稳定的保护膜，能够抑制电解液的分解反应。不饱和碳键环状碳酸酯是具有1个或2个以上的不饱和碳键的环状碳酸酯，例如可以列举碳酸亚乙烯酯或碳酸乙烯基亚乙酯等。需要说明的是，溶剂中的不饱和碳键环状碳酸酯的含量没有特别限定，例如可以是0.01重量％以上10重量％以下。通过使溶剂中的不饱和碳键环状碳酸酯的含量在上述的范围，能够在不过于降低电池容量的同时，抑制电解液的分解反应。

另外，上述溶剂优选含有卤代链状碳酸酯和卤代环状碳酸酯中的至少一方。通过含有它们，在充放电时能够在负极的表面形成稳定的保护膜，由此能够抑制电解液的分解反应。卤代链状碳酸酯是具有1个或2个以上卤素基团的链状碳酸酯，卤代环状碳酸酯是具有1个或2个以上卤素基团的环状碳酸酯。卤素基团的种类没有特别限定，其中，优选为氟基、氯基或溴基，更优选为氟基。通过使卤素基团的种类为上述的基团，可以得到更高的效果。其中，关于卤素基团的个数，2个优于1个，而且也可以是3个以上。通过增加卤素基的个数，能够更牢固地形成稳定的保护膜，因此电解液的分解反应得到进一步抑制。卤代链状碳酸酯例如是碳酸氟甲基甲基酯、碳酸双(氟甲基)酯或碳酸二氟甲基甲基酯等。卤代环状碳酸酯是4－氟－1,3－二氧戊环－2－酮或4,5－二氟－1,3－二氧戊环－2－酮等。需要说明的是，溶剂中的卤代链状碳酸酯和卤代环状碳酸酯的含量没有特别限定，例如为0.01重量％以上50重量％以下。通过使含量在上述的范围，能够在不过分降低电池容量的同时，进一步抑制电解液的分解反应。

另外，上述溶剂可以含有磺内酯(环状磺酸酯)。通过使溶剂含有磺内酯(环状磺酸酯)，电解液的化学稳定性得到进一步提高。磺内酯例如是丙烷磺内酯或丙烯磺内酯等。需要说明的是，溶剂中的磺内酯的含量没有特别限定，例如为0.5重量％以上5重量％以下。通过使含量在上述范围，能够抑制电池容量的降低，能够抑制电解液的分解反应。

而且，上述溶剂可以含有酸酐。通过使溶剂含有酸酐，电解液的化学稳定性得到进一步提高。酸酐例如为二羧酸酐、二磺酸酐或羧酸磺酸酐等。二羧酸酐例如为琥珀酸酐、戊二酸酐或马来酸酐等。二磺酸酐例如为乙烷二磺酸酐或丙烷二磺酸酐等。羧酸磺酸酐例如为磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐或磺基丁酸酐等。需要说明的是，溶剂中的酸酐的含量没有特别限定，例如为0.5重量％以上5重量％以下。通过使含量在上述范围，能够抑制电池容量的降低，能够抑制电解液的分解反应。

·电解质盐

上述电解质盐例如可以含有在下面说明的碱金属盐的任意1种或2种以上。其中，电解质盐也可以是碱金属盐以外的其他的盐(例如碱金属盐以外的轻金属盐)。

作为上述碱金属盐，例如可以列举下面的化合物。

MPF₆、MBF₄、MClO₄、MAsF₆、MB(C₆H₅)₄、MCH₃SO₃、MCF₃SO₃、MAlCl₄、M₂SiF₆、MCl、MBr。

(式中，M为选自Li、Na或K中的至少1种的金属，优选为选自Li、Na或K中的1种金属，更优选为Li或Na，进一步优选为Li。)

通过使用这些碱金属盐，能够得到优异的电池容量、循环特性和保存特性等。其中，优选选自MPF₆、MBF₄、MClO₄和MAsF₆中的至少1种，更优选为MPF₆。通过使用这些碱金属盐，能够使内部电阻进一步降低，能够得到进一步高的效果。

关于上述电解质盐的含量，相对于溶剂优选为0.1mol/kg以上3.0mol/kg以下。通过具有这样的含量，能够得到高的离子传导性。

＜电池设计＞

电极组可以是将正极板和负极板隔着隔膜层叠而成的层结构和将正极板和负极板隔着隔膜卷成螺旋状的结构中的任意一种。电极组的体积占电池内容积的比例(下面，称为“电极组占有率”)通常为40％以上，优选为50％以上，另外，通常为90％以下，优选为80％以下。

当电极组占有率低于上述范围时，电池容量会变小。另外，当超过上述范围时，空隙空间变少，由于电池达到高温，部件会膨胀，或电解质的液体成分的蒸气压变高，导致内部压力上升，有时作为电池的充放电重复性能、高温保存等诸特性降低，而且，有时还会使将内部压力向外释放的气体释放阀工作。

上述集电结构没有特别限制，为了更有效地实现由上述电解液带来的高电流密度的充放电特性的提高，优选制成布线部分、接合部分的电阻降低的结构。

上述电极组为上述的层叠结构的情况下，优选使用将各电极层的金属芯部分扎起后焊接在端子上而形成的结构。在一片电极面积变大的情况下，由于内部电阻变大，也可以在电极内设置多个端子来降低电阻。在电极组是上述的卷绕结构的情况下，在正极和负极上分别设置多个导线结构，通过在端子处扎起，由此能够降低内部电阻。

外装壳的材质只要是对于所使用的电解液是稳定的物质就没有特别限制。具体来说，可以使用镀镍钢板、不锈钢、铝或铝合金、镁合金等金属类、或树脂与铝箔的层叠膜(层压膜)。从轻量化的观点出发，优选使用铝或铝合金的金属、层压膜。

作为使用了金属类的外装壳，可以列举通过激光焊接、电阻焊接、超声波焊接将金属彼此熔接而制成密封密闭结构的外装壳、或者夹着树脂制密封垫使用上述金属类制成敛缝(“敛缝”的日语原文为“かしめ”)结构的外装壳。作为使用上述层压膜的外装壳，可以列举将树脂层彼此热熔接而制成密封密闭结构的外装壳等。为了提高密封性，也可以在上述树脂层之间夹着与用于层压膜的树脂不同的树脂。特别是，在夹着集电端子而将树脂层热熔接来制成密封结构的情况下，由于是金属与树脂的接合，作为夹在其间的树脂优选使用具有极性基团的树脂、导入极性基团的改性树脂。

本实用新型的碱金属离子二次电池的形状是任意的，例如可以列举圆筒型、方型、层压型、硬币型、大型等的形状。需要说明的是，正极、负极、隔膜的形状和构成能够根据各种电池的形状进行变更而使用。

＜电子设备和组件＞

上述的电化学器件可以在各种电子设备或组件中使用。因此，本实用新型还提供具有本实用新型的电化学器件、特别是锂离子二次电池的电子设备或组件。

实施例

接着，列举实施例来说明本实用新型，但本实用新型并不仅限定于这些实施例。

(电解液的制备)

将作为高介电常数溶剂的碳酸亚乙酯和作为低粘度溶剂的碳酸甲乙酯以体积比为30比70的比例进行混合，向其中添加LiPF₆使其浓度达到1.0摩尔/升，得到非水电解液。

(锂离子二次电池的制作)

作为正极活性物质使用LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂，作为导电材料使用炭黑，作为结合剂使用聚偏氟乙烯(PVdF)的N－甲基－2－吡咯烷酮分散液，以使活性物质、导电材和结合剂的固体成分比成为92/3/5(质量％比)的方式混合，准备了正极合剂浆料。在厚度20μm的铝箔集电体上均匀地涂布得到的正极合剂浆料，干燥后利用压制机进行压缩成型，制成正极叠层体。使用冲压机将正极叠层体冲压成直径1.6cm的大小，制成圆状的正极材料。

作为负极活性物质使用人造石墨粉末和非晶硅(SiO)，作为增粘剂使用羧甲基纤维素钠的水性分散液(羧甲基纤维素钠的浓度1质量％)，作为结合剂使用苯乙烯－丁二烯橡胶的水性分散液(苯乙烯－丁二烯橡胶的浓度为50质量％)，以活性物质、增粘剂和结合剂的固体成分比成为93/4.6/1.2/1.2(质量％比)的方式混合，准备了制成浆料状的负极合剂浆料。均匀地涂布于厚度20μm的铜箔，干燥后，利用压制机进行压缩成型，制成负极。利用冲压机冲压成直径1.6cm的大小，制作圆状的负极材料。

利用下述表1所示的涂敷化合物，对上述得到的正极材料和负极材料进行下述那样的处理。

涂敷处理(浸渍(Dip)法)

将下述氟化合物(化合物1～5)利用氢氟醚(住友3M株式会社制，HFE7200)稀释成固体成分为0.1％，将电极材料浸渍1分钟后，利用HFE7200清洗附着在电极材料表面的多余的化合物后，进行干燥，得到了利用氟化合物进行了表面处理的电极。

涂敷剂处理(物理气相沉积(PVD)法)

在铜制容器中称量下述氟化合物(化合物1～5)，放在真空腔室内的电阻加热容器中，将电极材料安装在腔室上部后，利用真空泵使腔室内部压力达到10^－3Pa后，通过电阻加热对铜容器内的化合物进行加热、蒸镀，得到了利用下述化合物进行了表面处理的电极。需要说明的是，通过使化合物以固体成分换算时为每1m²成为50mg的处理量(每1枚电极为0.01mg)的方式进行处理，能够得到9～10nm的膜厚。该膜厚是利用设置在蒸镀机腔室内部的水晶振子测定的膜厚。

·化合物1(PFPE－Si)：

CF₃CF₂CF₂O－(CF₂CF₂CF₂O)_n－CF₂CF₂(CH₂CH(Si(OMe)₃))n－H

CF₃CF₂CF₂O－(CF₂CF₂CF₂O)n－CF₂CF₂部分的n＝25

·化合物2(PFPE－OH)：

CF₃CF₂CF₂O－(CF₂CF₂CF₂O)_n－CF₂CF₂CF₂OH

n＝25

·化合物3(PFPE－COOH)：

CF₃CF₂CF₂O－(CF₂CF₂CF₂O)_n－CF₂CF₂CF₂COOH

n＝25

·化合物4：

CF₃CF₂CF₂O－(CF₂CF₂CF₂O)_n－CF₃

n＝25

·化合物5：

CF₃CF₂CF₂CF₂CF₂CF₂CH₂CH₂－Si(OMe)₃

使上述圆状的正极和负极隔着厚度20μm的微孔性聚乙烯膜(隔膜)而相对，注入上述得到的非水电解液，使电解液充分渗透于隔膜等后，进行封装并进行预充电，进行熟化，制作硬币型的锂离子二次电池。

上述电池中，通过加压机进行压缩成型处理后的正极活性物质层的厚度为50μm，负极活性物质层的厚度为60μm，覆盖层的厚度为0.01μm。此外，使用的正极活性物质的平均一次粒径为12μm，负极活性物质的平均一次粒径为10μm。此外，正极活性物质层的密度为3.30g/cm³，负极活性物质层的密度为1.50g/cm³。使用的隔膜的平均孔径为0.01μm。

(电池特性的测定)

对于得到的硬币型锂离子二次电池，如下述的方式调查了循环容量保持率和电阻增加率。

(循环容量保持率)

将上述制造的二次电池在25℃以相当于0.5C的电流定电流－定电压充电(下面，标记为“CC/CV充电”。)(0.1C截止)至4.2V后，以0.5C的定电流放电至3V，以此作为1个循环，从第1个循环的放电容量求得初始放电容量。这里，1C表示以1小时放电电池的基准容量时的电流值，例如，0.5C表示其1/2的电流值。再次进行以CC/CV充电(0.1C截止)至4.2V后，以同样的方法进行充放电，测定了200个循环后的放电容量。基于下述式，求出200个循环后的放电容量相对于初始放电容量的比例，将其作为循环容量保持率(％)。测定温度为60℃。将结果示于下述表1。

(200个循环后的放电容量)/(初始放电容量)×100＝循环容量保持率(％)

(电阻增加率)

将以规定的充放电条件(以0.5C、以规定的电压充电至充电电流达到0.1C，以相当于1C的电流放电至3.0V)进行的充放电循环作为1个循环，测定了3个循环后的电阻和200个循环后的电阻。测定温度为25℃。基于下述式，求得电阻增加率。将结果示于下述表1。

电阻增加率(％)＝200个循环后的电阻(Ω)/3个循环后的电阻(Ω)×100

[表1]

＊“－”表示无涂敷。

＊PVD处理量表示每个电极的重量。

(电解液的制备)

将作为高介电常数溶剂的碳酸亚乙酯、碳酸单氟亚乙酯和作为低粘度溶剂的碳酸甲乙酯以体积比为20比10比70的比例进行混合，向其中添加LiPF₆使其浓度达到1.0摩尔/升，得到非水电解液。

(锂离子二次电池的制作)

作为正极活性物质使用LiNi_0.5Mn_1.5O₂，作为导电材料使用炭黑，作为结合剂使用聚偏氟乙烯(PVdF)的N－甲基－2－吡咯烷酮分散液，以使活性物质、导电材料和结合剂的固体成分比成为90/4/6(质量％比)的方式混合，准备了正极合剂浆料。在厚度20μm的铝箔集电体上均匀地涂布得到的正极合剂浆料，干燥后利用压制机进行压缩成型，制成正极叠层体。使用冲压机将正极叠层体冲压成直径1.6cm的大小，制作圆状的正极。

其他利用与上述相同的方法，制作了锂离子二次电池。

＜活性物质层的厚度测定＞

用最小刻度1μm的千分尺对通过使用辊压机进行加压而得到的正极结构体的总厚测定10个点，由这些测定值减去正极集电体的厚度而得的值求出平均值。在双面涂布电极的情况下，采用将所算出的平均值除以2而得的值。

＜活性物质层的密度测定＞

切取通过使用辊压机进行加压而得到的正极结构体，制作试验片，测定试验片的质量和面积。然后，根据试验片和正极集电体的质量、试验片的面积以及通过上述方法求出的正极合剂层的厚度，算出正极合剂层的密度。

＜覆盖层的厚度测定＞

在对电极进行DIP、PVD处理时，对玻璃板也实施同样的处理，之后，通过椭圆光度法测定该玻璃板，将其作为覆盖层的厚度。

(电池特性的测定)

对于得到的硬币型锂离子二次电池，如下所述调查了循环容量保持率和电阻增加率。

(残留容量率)

将上述制造的锂离子二次电池在25℃以相当于0.5C的电流定电流－定电压充电(下面，标记为“CC/CV充电”。)(0.1C截止)至4.9V后，以0.5C的定电流放电至3V，以此作为1个循环，从第3个循环的放电容量求得初始放电容量。这里，1C表示以1小时放电电池的基准容量时的电流值，例如，0.5C表示其1/2的电流值。再次进行CC/CV充电(0.1C截止)至4.9V后，在85℃18小时的条件下进行高温保存。将保存后的电池在25℃以0.5C放电至3V，将其作为残留容量。测定高温保存后的残留容量，求得残留容量相对于初始放电容量的比例，将其作为残留容量率(％)。

(残留容量)/(初始放电容量)×100＝残留容量率(％)

(电阻增加率)

将以规定的充放电条件(以0.5C、以规定的电压充电至充电电流达至0.1C的方式进行充电，以相当于1C的电流放电至3.0V)进行的充放电循环作为1个循环，测定了3个循环后的电阻和200个循环后的电阻。测定温度为25℃。基于下述式，求得电阻增加率。将结果示于下述表2。

电阻增加率(％)＝200个循环后的电阻(Ω)/3个循环后的电阻(Ω)×100

[表2]

由上述结果可知，通过使用利用含全氟聚醚基的化合物涂敷的本实用新型的电极，改善了电池的循环容量特性或残留容量率和电阻增加率。其中，使用了含有全氟聚醚基的硅烷化合物和含有全氟聚醚基的醇化合物，特别是使用了含有全氟聚醚基的硅烷化合物的情况下，其效果显著。

产业上的可利用性

本实用新型的碱金属电池由于循环特性优异，因此能够很有用地用于各种电子设备、特别是使用频次高的智能手机、便携式电话、平板型终端、笔记本电脑等。

Claims (9)

1.一种电极，其特征在于，

所述电极具有：

集电体层；

形成于所述集电体层的至少一面的活性物质层；以及

形成于所述活性物质层的与所述集电体层相反侧的面的覆盖层，

所述集电体层的厚度为3～30μm，

所述活性物质层的厚度为10～150μm，

所述覆盖层的厚度为0.0001～0.05μm。

2.一种电极，其特征在于，

所述电极具有：

集电体层；

形成于所述集电体层的至少一面的活性物质层；以及

形成于所述活性物质层的与所述集电体层相反侧的面的覆盖层，

所述覆盖层的厚度为所述活性物质层的厚度的0.001～2％。

3.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述覆盖层含有含全氟聚醚基的化合物。

4.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述覆盖层由含全氟聚醚基的化合物构成。

5.根据权利要求1或2所述的电极，其中，所述活性物质层中的活性物质的平均一次粒径为0.05～50μm。

6.一种电化学器件，其特征在于，含有权利要求1～5中任一项所述的电极。

7.根据权利要求6所述的电化学器件，其中，所述电化学器件进一步具有厚度为3～50μm的隔膜。

8.根据权利要求7所述的电化学器件，其中，所述隔膜的平均孔径为0.005～0.1μm。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的电化学器件，其中，仅正极为权利要求1～5中任一项所述的电极。

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