CN110024190B - 非水二次电池用电极活性物质及使用其的非水二次电池 - Google Patents

Abstract

包含通式(1)所示的化合物的非水二次电池用电极活性物质为在充放电中不易溶解于电解液、放电容量以及充放电循环特性优异的材料。式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子。R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团。R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

Description

非水二次电池用电极活性物质及使用其的非水二次电池

技术领域

本发明涉及非水二次电池用电极活性物质及使用其的非水二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等非水二次电池被用于各种电源。近年来，正在研究用于电动汽车，需要更高能量密度且安全的电池材料。现在，在锂离子二次电池中，使用以钴酸锂(LiCoO₂)为代表的含稀有重金属的无机系材料作为正极材料(正极活性物质)，使用石墨之类的碳材料作为负极材料。特别是正极中使用的应用了稀有重金属的无机系材料，不仅有资源上的限制，而且对环境的负担也令人担忧。

作为既不使用稀有金属又环境负荷更小的材料，正在关注显示氧化还原活性的有机材料。作为其候选之一，可列举已知显示双电子转移型氧化还原反应的1,4-苯醌类：

[化1]

但是因高升华性而难以电极化。

另一方面，此前即已知通过使氧化还原位点稠合可以改善循环特性，作为一例，已知并五苯四酮(日语：ペンタセンテトロン)的充放电行为(例如，参见专利文献1)。根据这样的见解，使1,4-苯醌类的共轭体系扩大且形成锂盐的萘茜二锂盐：

[化2]

不仅升华性低，而且可以进行4电子转移型氧化还原反应，理论容量可以高达530mAh/g，比1,4-苯醌的理论容量496mAh/g更高。但是，实际得到的容量只有理论值的一半左右，而且循环特性也不足。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-155884号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为上述萘茜二锂盐的充放电特性低的原因，可以列举充放电中活性物质向电解液中的溶解。另外，虽然通过使氧化还原位点稠合可以提高循环特性，但如果在共轭体系中进行稠合，则电压会降低。

从上述观点出发，本发明的目的在于，提供在充放电中不易溶解于电解液、放电容量以及充放电循环特性优异的非水二次电池用电极活性物质。

用于解决问题的技术方案

本发明人为了实现上述目的反复进行了深入研究。结果发现，萘茜(日语：ナフタザリン)骨架与二噻英(日语：ジチイン)环等非共轭体系环缩合得到的化合物可以解决上述课题，可以获得在充放电中不易溶解于电解液、放电容量和充放电循环特性优异的非水二次电池用电极活性物质。本发明是基于这样的见解进行反复研究而完成的。即本发明包含以下构成。

项1.一种非水二次电池用电极活性物质，其包含通式(1)所示的化合物。

[化3]

式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子。R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团。R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

项2.根据项1所述的非水二次电池用电极活性物质，其中，上述通式(1)中，Y¹和Y²均是硫原子。

项3.根据项1或项2所述的非水二次电池用电极活性物质，其中，上述通式(1)中，R¹～R⁴相同，且R⁵～R⁸相同。

项4.根据项1～项3中任一项所述的非水二次电池用电极活性物质，其中，上述通式(1)中，R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基或羧基。

项5.根据项1～项4中任一项所述的非水二次电池用电极活性物质，其是包含通式(1A)所示的化合物的非水二次电池用正极活性物质。

[化4]

式中，Y¹、Y²、R¹～R⁴以及R⁹～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

项6.根据项1～项4中任一项所述的非水二次电池用电极活性物质，其是包含通式(1B)所示的化合物的非水二次电池用负极活性物质。

[化5]

式中，Y¹、Y²、R⁵～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

项7.一种非水二次电池用电极，其含有项1～项6中任一项所述的非水二次电池用电极活性物质。

项8.一种非水二次电池，其具备项7所述的非水二次电池用电极。

项9.根据项8所述的非水二次电池，其是摇椅型。

发明效果

本发明的非水二次电池用电极活性物质，分子平面宽阔，在分子间发挥作用的π-π相互作用强，因此，可以抑制伴随充放电的向电解液的溶解，提高循环特性。

本发明的非水二次电池用电极活性物质，由于含有sp³结构的氧原子、硫原子或硒原子，因此共轭体系被切断，不易发生由稠合导致的电压降低。另外，本发明的非水二次电池用电极活性物质在放电时每分子插入8个Li离子，从而分子的化合价在-8价至0价之间变化。因此，显示每分子显示来源于8个电子反应的400mAh/g以上的放电容量。该值与现有的锂二次电池用正极材料钴酸锂的140mAh/g相比，数值接近3倍。

附图说明

[图1]是显示试验例1(作为正极活性物质使用了实施例1的化合物的半电池的充放电试验：初期放电曲线)的结果的图。

[图2]是显示试验例1(作为正极活性物质使用了实施例1和比较例1的化合物的半电池的充放电试验：循环特性)的结果的图。

[图3]是显示试验例2(作为正极活性物质和负极活性物质使用了实施例1的化合物的完整电池的充放电试验：初期放电曲线)的结果的图。

[图4]是显示试验例2(作为正极活性物质和负极活性物质使用了实施例1的化合物的完整电池的充放电试验：循环特性)的结果的图。

具体实施方式

1.非水二次电池用电极活性物质

本发明的非水二次电池用电极活性物质包含通式(1)所示的化合物。

[化6]

式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子。R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团。R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

通式(1)中，Y¹和Y²是氧原子、硫原子或硒原子。本发明的非水二次电池用电极活性物质由于含有sp³结构的氧原子、硫原子或硒原子，因此共轭体系被切断，不易发生由稠合导致的电压降低。其中，从可以进一步抑制电压降低提高容量(特别是放电容量)的观点出发，优选硫原子。另外，Y¹和Y²可以相同或不同，但是从合成容易的观点出发优选相同。

通式(1)中，作为R⁹～R¹²所示的有机基团，可列举烷基、烷氧基、芳基、羧基等。

就通式(1)中作为R⁹～R¹²所示的有机基团的烷基而言，例如，优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等碳原子数1～6(特别是1～4)的烷基。另外，作为烷基，可以采用直链烷基和支链烷基中的任意一种。该烷基也可以有取代基。作为这样的取代基，没有特别的限制，可以列举羟基、卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)等。烷基具备取代基时，取代基的数量没有特别限制，例如，为1～3个。

就通式(1)中作为R⁹～R¹²所示的有机基团的烷氧基而言，例如，优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等碳原子数1～6(特别是1～4)的烷氧基。另外，作为烷氧基，可以采用直链烷氧基和支链烷氧基中的任意一种。该烷氧基也可以有取代基。作为这样的取代基，没有特别的限制，可以列举羟基、卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)等。烷氧基具备取代基时，取代基的数量没有特别限制，例如，为1～3个。

就通式(1)中作为R⁹～R¹²所示的有机基团的芳基而言，例如，可列举苯基、萘基、蒽基(日语：アントラニル基)、菲基、联苯基、吡啶基等。该芳基也可以有取代基。作为这样的取代基，没有特别的限制，可以列举羟基、卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)等。芳基具备取代基时，取代基的数量没有特别限制，例如，为1～3个。

通式(1)中，作为R⁹～R¹²，从合成容易、容量以及充放电循环特性的观点出发，优选氢原子。

通式(1)中，R¹～R⁸是氧原子或－OLi所示的基团。R¹～R⁸可以相同或不同，从合成容易、容量以及充放电循环特性的观点出发，优选R¹～R⁴相同，且R⁵～R⁸相同。

另外，本发明的非水二次电池用电极活性物质，在完全充电后R¹～R⁸均变成氧原子，容易形成通式(1-1)所示的化合物：

[化7]

式中，Y¹、Y²和R⁹～R¹²与上述相同。

之后，伴随着放电，氧原子的一部分中插入锂原子，经由通式(1-2)所示的化合物：

[化8]

式中，Y¹、Y²和R⁹～R¹²与上述相同。

在完全放电后，R¹～R⁸均变成－OLi所示的基团，容易形成通式(1-3)所示的化合物：

[化9]

式中，Y¹、Y²和R⁹～R¹²与上述相同。

这些通式(1-1)～(1-3)所示的化合物中，通式(1-1)和(1-2)所示的化合物由于氧原子中可以插入锂原子形成－OLi所示的基团，因此可以进行插入锂原子的反应，即可以作为非水二次电池用正极活性物质使用。因此，通式(1A)所示的化合物可以作为非水二次电池用正极活性物质使用。

[化10]

式中，Y¹、Y²、R¹～R⁴以及R⁹～R¹²与上述相同。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

另一方面，这些通式(1-1)～(1-3)所示的化合物中，通式(1-2)和(1-3)所示的化合物由于可以从－OLi所示的基团脱离锂原子形成氧原子，因此可以进行脱离锂原子的反应，即可以作为非水二次电池用负极活性物质使用。因此，通式(1B)所示的化合物，可以作为非水二次电池用负极活性物质使用。

[化11]

式中，Y¹、Y²、R⁵～R¹²与上述相同。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

从以上观点可知，通式(1-2)所示的化合物既可以作为非水二次电池用正极活性物质使用，也可以作为非水二次电池用负极活性物质使用。即，通过使用通式(1-2)所示的化合物作为正极活性物质和负极活性物质，可以制作使用了同种材料作为两极活性物质的非水二次电池。

作为满足以上条件的本发明的非水二次电池用电极活性物质，可列举：

[化12]

等。

满足这样条件的本发明的非水二次电池用电极活性物质是在充放电中向电解液中的溶出少、具有优异的充放电循环特性的化合物。本发明的非水二次电池用电极活性物质，分子平面宽阔，在分子间发挥作用的π-π相互作用强，因此，可以抑制伴随充放电的向有机电解液的溶出，提高充放电循环特性。

上述的本发明的非水二次电池用电极活性物质或者为公知的化合物，或者可以采用公知的反应合成。

例如，通式(1-2)所示的化合物可以通过以下的反应式1合成。

[化13]

式中，Y¹、Y²、R⁹～R¹²与上述相同。X¹和X²相同或不同，表示卤原子。

反应式1中，作为X¹和X²表示的卤原子，可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。

首先，将二卤代二羟基萘醌化合物(2)作为起始物，通过公知的方法(例如使其溶解于乙酸中)，得到二乙酰氧基二卤代萘醌化合物(3)。其后，在碱(三乙胺等胺化合物等)存在下，在溶剂(二甲基甲酰胺等)中，使得二乙酰氧基二卤代萘醌化合物(3)与红氨酸反应，得到四乙酰氧基二苯并噻蒽四酮(日语：ジベンゾチアントレンテトロン)化合物(4)。进而，通过使四乙酰氧基二苯并噻蒽四酮化合物与锂化合物(氢氧化锂等)反应，可以得到通式(1-2)所示的化合物。反应条件没有特别的限制，可以设为通常使用的程度。另外，作为Y¹和Y²，在没有采用硫原子、而采用氧原子或硒原子的情况，可以代替红氨酸使用适当的氧化合物或硒化合物而得到通式(1-2)所示的化合物。另外，要得到通式(1-2)所示的化合物以外的本发明的非水二次电池用电极活性物质时，也可以同样地采用公知的反应合成。

2.非水二次电池

含有本发明的非水二次电池用电极活性物质的非水二次电池，可以通过公知的手法制造，除了将本发明的非水二次电池用电极活性物质作为正极活性物质和/或负极活性物质使用以外，其他可以适用现有已知的非水二次电池采用的构成和结构。通常，本发明的非水二次电池可具备正极、负极、非水电解液以及间隔件。

根据本发明，如后所述，作为正极活性物质可使用本发明的非水二次电极用电极活性物质即通式(1A)所示的化合物，作为负极活性物质可使用本发明的非水二次电池用电极活性物质即通式(1B)所示的化合物。

例如，如果例示正极活性物质和负极活性物质均使用上述通式(1-2)所示的化合物的情况，则在充电时在正极侧锂离子脱离而形成通式(1-1)所示的化合物，在另一方的负极进行锂离子的插入而形成通式(1-3)所示的化合物。另外，放电时，各个电极发生相反的反应。

[化14]

即，使用本发明的非水二次电池用电极活性物质时，充放电时发生锂的插入脱离反应。因此，在正极活性物质和负极活性物质均使用本发明的非水二次电池用电极活性物时，在正极和负极这两电极出入的离子为锂离子，因此，可以形成充放电时电解液的浓度不变化的摇椅式非水二次电池(特别是摇椅式锂离子二次电池)。

另外，在本发明中，作为非水二次电池的一种形态的“锂离子二次电池”的概念，也包含作为负极材料使用了金属锂的“锂二次电池”。另外，在本发明中，作为非水二次电池的一种形态的“锂离子二次电池”的概念，也包含使用了非水电解液的“非水锂离子二次电池”和使用了固体电解质的“全固体锂离子二次电池”任一者。

(2-1)正极

作为正极，可以采用在正极集电体的单面或两面形成了含有正极活性物质、粘合剂等的正极合剂层的构成。

该正极合剂层可以如下得到：在正极活性物质和根据需要添加的导电助剂中加入粘合剂，将其混合成型为片状，压接在金属箔等形成的正极集电体上而得到。另外，也可以经过下述工序制造，即在正极活性物质和根据需要添加的导电助剂中加入粘合剂，使其分散于有机溶剂中调制正极合剂层形成用糊(该情况下，也可以预先将粘合剂溶解或分散在有机溶剂中)，将其涂布在金属箔等形成的正极集电体的表面(单面或双面)，干燥形成正极合剂层，根据需要进行加工。

作为正极活性物质，使用本发明的非水二次电池用电极活性物质时，可以使用上述通式(1A)所示的化合物。另外，不使用本发明的非水二次电池用电极活性物质作为正极活性物质时，作为使用的正极活性物质，没有特别的限制，可以采用在高电位可以进行充放电的材料。可列举例如：LiMnO₂、LiNiO₂、LiCoO₂、Li(Mn_xNi_1-x)O₂、Li(Mn_xCo_1-x)O₂、Li(Ni_yCo_1-y)O₂、Li(Mn_xNi_yCo_1-x-y)O₂等层状氧化物；Li₂MnO₃－LiNiO₂、Li₂MnO₃－LiCoO₂、Li₂MnO₃－Li(Ni_yCo_1-y)O₂等固溶体；Li₂MnSiO₄、Li₂NiSiO₄、Li₂CoSiO₄、Li₂(Mn_xNi_1-x)SiO₄、Li₂(Mn_xCo_1-x)SiO₄、Li₂(Ni_yCo_1-y)SiO₄、Li₂(Mn_xNi_yCo_1-x-y)SiO₄等硅酸盐；LiMnBO₃、LiNiBO₃、LiCoBO₃、Li(Mn_xNi_1-x)BO₃、Li(Mn_xCo_1-x)BO₃、Li(Ni_yCo_1-y)BO₃、Li(Mn_xNi_yCo_1-x-y)BO₃等硼酸盐；V₂O₅；LiV₃O₆；MnO等。上述式中，0<x<1、0<y<1、0<x+y<1。这些正极活性物质，可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。

作为导电助剂，与通常的非水二次电池一样，可以使用石墨、炭黑(乙炔黑、科琴黑等)；在表面生成有无定形碳的碳材料等的无定形碳材料；纤维状碳(气相生长碳纤维、将沥青纺丝后进行碳化处理而得到的碳纤维等)；碳纳米管(各种多层或单层的碳纳米管)等。作为正极的导电助剂，可以单独使用或组合使用2种以上上述例示的物质。

作为粘合剂，可以列举例如：聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、丁苯橡胶等。

作为制造正极合剂时使用的有机溶剂，没有特别的限制，可列举N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，可以使用该有机溶剂、正极活性物质以及粘合剂等制成糊状。

关于正极合剂层的组成，优选例如：上述正极活性物质40～80质量％、粘合剂20～60质量％。另外，使用导电助剂时，优选上述正极活性物质20～60质量％、粘合剂5～20质量％、导电助剂30～70质量％。进而，关于正极合剂层的厚度，在每个集电体的单面优选为1～200μm。

作为正极集电体，可以使用例如：铝、不锈钢、镍、钛或它们的合金制成的箔、网状物、冲压/穿孔金属、延展金属等，通常优选使用厚度为10～200μm的不锈钢网。

(2-2)负极

作为负极，可以采用在负极集电体的单面或双面形成了含有负极活性物质、粘合剂等的负极合剂层的构成。另外，将本发明的非水二次电池设为金属锂二次电池时，金属锂可以直接作为负极使用。

该负极合剂层可以如下得到：在负极活性物质和根据需要添加的导电助剂中加入粘合剂，将其混合成型为片状，压接在金属箔等形成的负极集电体上而得到。另外，也可以经过下述工序制造，即在负极活性物质和根据需要添加的导电助剂中加入粘合剂，使其分散于有机溶剂中调制负极合剂层形成用糊(该情况下，也可以预先将粘合剂溶解或分散在有机溶剂中)，将其涂布在金属箔等形成的负极集电体的表面(单面或双面)，干燥形成负极合剂层，根据需要进行加工。

作为负极活性物质，使用本发明的非水二次电池用电极活性物质时，可以使用上述通式(1B)所示的化合物。另外，在不使用本发明的非水二次电池用电极活性物质作为负极活性物质时，作为使用的负极活性物质，没有特别的限制，可以使用例如石墨(天然石墨，人造石墨等)、难烧结碳、锂金属、锡或硅和含有它们的合金，SiO等。优选在金属锂一次电池以及金属锂二次电池中可以使用锂金属、锂合金等，在锂离子二次电池中，作为活性物质可以使用可以掺杂和去掺杂锂离子的材料(石墨(天然石墨、人造石墨等)、难烧结的碳等)等。这些负极活性物质，可以单独使用，也可以组合使用2种以上。

作为导电助剂，与通常的非水二次电池一样，可以使用石墨、炭黑(乙炔黑、科琴黑等)；在表面生成有无定形碳的碳材料等的无定形碳材料；纤维状碳(气相生长碳纤维、将沥青纺丝后进行碳化处理而得到的碳纤维等)；碳纳米管(各种多层或单层的碳纳米管)等。作为正极的导电助剂，可以单独使用或组合使用2种以上上述例示的物质。

作为粘合剂，可以列举例如：聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、丁苯橡胶等。

作为制造负极合剂时使用的有机溶剂，没有特别的限制，可列举N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，可以使用该有机溶剂、负极活性物质以及粘合剂等制成糊状。

关于负极合剂层的组成，优选例如：上述负极活性物质40～80质量％、粘合剂20～60质量％。另外，使用导电助剂时，优选上述负极活性物质20～60质量％、粘合剂5～20质量％、导电助剂30～70质量％。进而，关于负极合剂层的厚度，在每个集电体的单面优选为1～200μm。

作为负极集电体，可以使用例如：铝、不锈钢、镍、钛或它们的合金制成的箔、网状物、冲压/穿孔金属、延展金属等，通常优选使用厚度为10～200μm的不锈钢网。

(2-3)非水电解液

作为非水电解液，可以使用公知的在包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等中的一种以上的溶剂中溶解有高氯酸锂、LiPF₆等锂盐形成的溶液(有机电解液)。另外，作为固体电解质，也可以使用无机固体电解质(Li₂S－P₂S₅系、Li₂S－GeS₂－P₂S₅系)等。

(2-4)间隔件

上述的正极和负极例如可以以间隔着间隔件的同时进行层叠的积层电极体、或以将其卷绕成螺旋状的卷绕电极体的形式使用。

作为间隔件，优选强度充分且可以大量保持电解液的间隔件，从该观点出发，优选厚度为10～50μm且开口率为30～70％的含有聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物、玻璃等的1种或多种的微多孔膜、无纺布、过滤膜等。

实施例

以下基于实施例对本发明进行详细描述。但是，下述实施例并不用于限制本发明。

实施例1

1,4,8,11-四羟基二苯并[b，i]噻蒽-5,7,12,14-四酮四锂盐(1)通过以下路线合成。首先，将2,3-二氯-5,8-二羟基-1,4-萘醌0.93g溶解于乙酸酐24mL，回流8小时。放冷后，滤取析出物，得到0.92g的5,8-二乙酰氧基-2,3-二氯-1,4-萘醌。将合成的5,8-二乙酰氧基-2,3-二氯-1,4-萘醌0.85g以及红氨酸0.17g溶解于二甲基甲酰胺13mL中，之后，添加1mL三乙胺，在50℃搅拌10小时。放冷后，滤取析出物，用水洗净，得到1,4,8,11-四乙酰氧基二苯并[b,i]噻蒽-5,7,12,14-四酮0.72g。然后，将得到的固形物0.64g溶解于氢氧化锂溶液中，在室温搅拌2小时。蒸馏除去溶剂后，残渣用乙醇洗净，得到1,4,8,11-四羟基二苯并[b，i]噻蒽-5,7,12,14-四酮四锂盐0.39g。熔点>400℃。¹H-NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ6.54(s,4H)。

[化15]

(i)乙酸酐、(ii)红氨酸、(iii)氢氧化锂

比较例1

将公知的正极活性物质萘茜二锂盐作为比较例1的正极活性物质。

[化16]

试验例1：电极评价(半电池)

作为正极活性物质，使用实施例1合成的化合物，将其与作为导电助剂的乙炔黑和作为粘合剂的PTFE按照活性物质:导电助剂:粘合剂(质量比)＝4:5:1的比例进行混合，制作厚度90μm的片，通过压接在不锈钢网(厚度：100μm)上制作正极。将其作为正极材料使用，作为负极材料使用锂箔，作为电解液使用双(三氟甲磺酰基)亚胺锂/四氢吡喃(3mol/L)，作为间隔件使用玻璃过滤膜，制造试验用纽扣电池。对该电池，在30℃的气氛下，以20mA/g的电流密度，在1.5-4.2V(vs.Li⁺/Li)的电位范围进行充放电试验。

图1显示的是初期放电曲线。放电曲线在3.5V(vs.Li⁺/Li)附近具有二段、在2V(vs.Li⁺/Li)附近有一段的电位平坦部，反映是多电子反应。另外，初期放电容量高达413mAh/g，与假定进行每分子8电子移动反应的理论容量462mAh/g接近。与通常的锂离子二次电池的正极材料的钴酸锂的140mAh/g相比，具有近3倍的高放电容量。

图2显示的是使用实施例1的化合物(1)作为正极活性物质制作的电极的放电容量的循环变化与使用萘茜二锂盐(比较例1的化合物)作为正极活性物质的电极的循环特性的比较。将实施例1的化合物作为正极活性物质的电池，即使反复进行充放电时容量降低也小，20循环后容量也维持在353mAh/g左右，具有优异的循环特性。与此相对，将萘茜二锂盐作为正极活性物质的电池，初次容量也只有理论值(530mAh/g)的一半左右，是259mAh/g，进而重复循环时，放电容量慢慢降低，20循环后的容量为67mAh/g。与萘茜二锂盐相比，实施例1的化合物分子平面宽阔，在分子间发挥作用的π-π相互作用强。因此，可认为可以抑制伴随充放电的向有机电解液的溶出，提高循环特性。

试验例2：电极评价(摇椅型完整电池)

按照上述准备2个使用实施例1的化合物(1)作为活性物质而制作的电极分别作为正极和负极，制作完整电池。作为电解液使用双(三氟甲磺酰基)亚胺锂/环丁砜(1mol/L),作为间隔件使用玻璃过滤膜。对制作的完整电池，在30℃的气氛下，以20mA/g的电流密度，在0.0-2.5V电压(电位差)范围进行充放电试验。

在图3中显示充放电曲线。该放电曲线也有二段的电压平坦部，反映是多电子反应。从该图得到的放电容量是173mAh/g，与假定每分子4电子反应的理论值231mAh/g接近。该结果显示，实施例1的化合物(1)具有正极活性物质和负极活性物质双方的功能。另外，如图4中显示的那样循环特性也比较优异。

Claims (13)

1.一种具备正极和负极的非水二次电池，所述正极和所述负极两者均含有非水二次电池用电极活性物质，

所述非水二次电池用电极活性物质包含通式(1)所示的化合物，

式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子，R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团，R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团，实线和虚线所示的键表示单键或双键，

所述非水二次电池为锂离子二次电池，并且，充放电时发生锂的插入脱离反应。

2.根据权利要求1所述的非水二次电池，其中，所述通式(1)中，Y¹和Y²均是硫原子。

3.根据权利要求1或2所述的非水二次电池，其中，所述通式(1)中，R¹～R⁴相同，且R⁵～R⁸相同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水二次电池，其中，所述通式(1)中，R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基或羧基。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水二次电池，其特征在于，所述正极中的所述非水二次电池用电极活性物质是包含通式(1A)所示的化合物的非水二次电池用正极活性物质，

式中，Y¹、Y²、R¹～R⁴以及R⁹～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的非水二次电池，其特征在于，所述负极中的所述非水二次电池用电极活性物质是包含通式(1B)所示的化合物的非水二次电池用负极活性物质，

式中，Y¹、Y²、R⁵～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的非水二次电池，其特征在于，其是摇椅型。

8.一种非水二次电池用电极活性物质的用于正极活性物质和负极活性物质两者的用途，

所述非水二次电池用电极活性物质是包含通式(1)所示的化合物的非水二次电池用电极活性物质，

式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子，R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团，R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团，实线和虚线所示的键表示单键或双键，

所述非水二次电池为锂离子二次电池，并且，充放电时发生锂的插入脱离反应。

9.根据权利要求8所述的用途，其中，所述通式(1)中，Y¹和Y²均是硫原子。

10.根据权利要求8或9所述的用途，其中，所述通式(1)中，R¹～R⁴相同，且R⁵～R⁸相同。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的用途，其中，所述通式(1)中，R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基或羧基。

12.根据权利要求8～11中任一项所述的用途，其中，所述正极活性物质是包含通式(1A)所示的化合物的非水二次电池用正极活性物质，

式中，Y¹、Y²、R¹～R⁴以及R⁹～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

13.根据权利要求8～12中任一项所述的用途，其中，所述负极活性物质是包含通式(1B)所示的化合物的非水二次电池用负极活性物质，

式中，Y¹、Y²、R⁵～R¹²与上述相同，实线和虚线所示的键表示单键或双键。

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