CN1604380A - 非水电解质电池 - Google Patents
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Abstract
一种非水电解质电池,是具有正极、负极、聚合物电解质的非水电解质电池,其特征是:所述聚合物电解质是将含有非水溶剂、电解质盐、预聚物的预聚物电解质中的所述预聚物聚合而形成的,所述预聚物包括聚酯类单体,所述预聚物电解质还包括碳酸亚乙烯酯衍生物、环状酸酐。因此,该非水电解质电池的高温循环特性优良,并且不会有漏液的问题。
Description
技术领域
本发明涉及以高温循环特性的提高为目的的对非水电解质电池的改进。
背景技术
近年来,携带电话、个人电脑等移动信息终端的小型·轻量化迅速发展,当然对于作为其电源的电池也要求轻量化。在此种情况下,使用了凝胶状非水电解质(聚合物电解质)的非水电解质电池受到关注。非水电解质电池由于在电解质中使用凝胶状非水电解质,因此没有漏液,由于使用铝层状薄膜等较轻的外包装体,因此与使用以往所使用的金属罐的电池相比,可以大幅度地轻量化。
在此种非水电解质电池中,由于使用在分子末端导入了丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等聚合性的官能团的聚醚类单体(预聚物),该单体具有聚合性的官能团,因此在与非水电解液混合后,可以通过加入热、紫外线或者聚合引发剂等使之聚合,这样就可以制作在离子导电性方面比较优良的凝胶状非水电解质。
但是,使用凝胶状非水电解质的以往的非水电解质电池,电解液中的非水溶剂在充电时,在负极被还原分解而产生气体。由于该气体会随着循环的进行而逐渐蓄积于电极和电解质之间,使两者的接触性变差,因此电池的循环特性恶化。作为抑制由此种原因导致的电池性能的恶化的技术,有在电解质中添加碳酸亚乙烯酯衍生物的技术。根据该技术,由于碳酸亚乙烯酯与负极反应而形成稳定的覆盖膜,抑制负极和非水溶剂的反应,因此,气体的产生被减少。但是,当使用该技术时,会产生碳酸亚乙烯酯自身被正极氧化分解而产生气体的新的问题。
另一方面,作为提高高分子固体电解质的离子导电性的技术,例如有专利文献1的技术。该技术是在将聚酯型多元醇所具有的烃基的至少一部分变换为(甲基)丙烯酸酯的聚酯(甲基)丙烯酸酯的聚合体中,配合周期表第Ia族金属盐的技术,根据该技术,可以获得具有高离子导电率并且保持了电化学的稳定性的具有柔性的高分子固体电解质。
[专利文献1]特开2000-311516号公报(摘要)
但是,由于利用该技术的高分子固体电解质在温度升高时,也会被负极还原分解而产生气体,因此仍然具有正负极的密接性降低并且循环特性恶化的问题。
发明内容
鉴于所述情况,本发明的目的在于提供具有优良的高温循环特性的非水电解质电池。
为了解决所述问题,本发明是具有正极、负极、聚合物电解质的非水电解质电池,其特征是,所述聚合物电解质是将含有非水溶剂、电解质盐、预聚物的预聚物电解质中的所述预聚物聚合而形成的,所述预聚物包括聚酯类单体,所述预聚物电解质还包括碳酸亚乙烯酯衍生物、环状酸酐。
在所述构成中,可以设为,所述环状酸酐为以下述式1表示的化合物。
[化2]
式1
n=0~4,R1、R2、R3、R4独立,表示氢原子、烷基(直链状或分枝状)、链烯基或芳基,R5、R6分别对每个重复单位独立,表示氢原子或碳数4以下的烷基(直链状或分枝状)。
在所述构成中,可以设为,负极活性物质为d(002)值在0.340nm以下的碳物质。
在所述构成中,可以设为,所述预聚物包括聚醚丙烯酸酯及/或聚醚甲基丙烯酸酯。
根据所述本发明构成,碳酸亚乙烯酯(VC)在负极形成覆盖膜,从而抑制非水溶剂和负极的反应。
另外,来自将聚酯类单体聚合而成的聚合物中的聚酯类单体的官能团会抑制碳酸亚乙烯酯的氧化分解。
能够获得此种效果的理由虽然还未确定,但是认为是由于,来自聚酯类单体的官能团的氧化分解生成物堆积在正极表面,从而抑制碳酸亚乙烯酯和正极的反应。
但是,来自聚酯类单体的官能团即使包含碳酸亚乙烯酯,也会与负极反应而被还原分解,使电池性能恶化。
虽然该原因还未确定,但是认为,与碳酸亚乙烯酯的还原分解电位相比,来自聚酯类单体的官能团的还原分解电位更高,来自聚酯类单体的官能团比碳酸亚乙烯酯衍生物先分解,因而内部电阻变高。
这里,当所述聚合物电解质还包含环状酸酐时,聚酯类聚合物的还原分解就被抑制。
该理由虽然还未确定,但是认为,环状酸酐以比碳酸亚乙烯酯衍生物及来自聚酯类单体的官能团高的电位还原分解而形成覆盖膜,该覆盖膜抑制了来自聚酯类单体的官能团和负极的反应。
根据以上情况,使用了将包含所述两种添加剂并且包含聚酯类单体的预聚物聚合而成的聚合物电解质的电池基本上不会因充放电而分解和产生气体,从而可以获得高的循环特性。特别是,虽然在高温条件下会显著发生所述分解反应,但是由于可以通过采用所述构成充分抑制分解反应,因此高温循环特性显著提高。
在所述构成中,当环状酸酐为以所述式1表示的构造时,虽然理由还未确定,但是高温循环特性的提高效果很大。作为该构成的酸酐,可以列举出丁二酸酐、戊二酸酐、羟基乙酸酐等。
另外,所述构成中,当负极活性物质为d(002)值在0.340nm以下的碳物质时,与使用d(002)值大于0.340nm的碳物质的情况相比,可以增大电池容量。另外,当d(002)值在0.340nm以下时,虽然碳物质使聚酯类聚合物分解的作用变大,但是由于环状酸酐抑制了聚酯类聚合物的分解,因此可以不用牺牲高温循环特性地实现高容量化。
另外,所述构成中,由于当将聚合聚醚丙烯酸酯及/或聚醚甲基丙烯酸酯而成的聚合物(聚醚类聚合物)、所述聚酯类聚合物混合使用时,与非水溶剂的相互作用提高,容易获得相分离较少的均一的聚合物电解质,可以抑制电池内的不均一的反应,因此充放电特性(循环特性)提高。
所以,当为了抑制碳酸亚乙烯酯的分解而将足够量的聚酯类单体、聚醚类单体混合,并使用将该混合物聚合而形成的聚合物时,就可以获得充放电特性优良并且同时具有碳酸亚乙烯酯的分解抑制能力的非水电解质电池。
附图说明
图1是表示本发明的非水电解质电池的图,图1(a)是俯视图,图1(b)是侧视图,图1(c)是主视图,图1(d)是仰视图。
图2是本发明的非水电解质电池中使用的层压外包装体的剖面图。
图3是本发明的非水电解质电池中使用的电极体的立体图。
图中:1-电极体,2-保护带,3-铝层压外包装体,4a、4b、4c-密封部,5-正极,6-负极,7-正极引线,8-负极引线。
具体实施方式
下面将参照附图对用于实施本发明的优选方式进行详细说明。本发明并不被下述实施方式做任何的限定,在不更改其主旨的范围内,可以适当更改而实施。
图1是使用了本发明的实施方式的层压外包装体的凝胶状非水电解质电池的主视图,图2是凝胶状非水电解质电池中使用的层压外包装体的剖面图,图3是非水电解质电池中使用的电极体的立体图。
本发明的非水电解质电池具有图3所示的电极体1,该电极体1被配置于层压外包装体的收纳空间内。该收纳空间如图1所示形成,将层压外包装体3进行对折,通过将上端和左右端分别用密封部4a、4b、4c封口而形成。该收纳空间内,与电极体1一起收纳有在包含聚合物的非水溶剂中溶解锂盐(电解质盐)而形成的聚合物电解质。电极体1如图3所示,通过将正极5、负极6、分隔这两个电极的隔膜(未图示)卷绕成扁平螺旋状而制成,所述隔膜由与有机溶剂的反应性低、廉价的烯烃类树脂制成的微多孔膜(膜厚:0.025mm)构成。
另外,所述正极5与由铝制成的正极引线7连接,而所述负极6与由铜制成的负极引线8连接,从而可以将电池内部产生的化学能作为电能向外部输出。
这里,所述层压外包装体3如图2所示,是将树脂层13(尼龙)-胶粘剂层12-铝层11(厚度30μm)-胶粘剂层12-树脂层(聚丙烯)14粘接的五层构造。但是,并不限定于该构成。
另外,所述聚合物电解质是将包含非水溶剂、电解质盐、碳酸亚乙烯酯、环状酸酐、包括聚酯类聚合物的预聚物、的预聚物电解质聚合而形成的。
下面对用于实施本发明的电池制作方法进行说明。
(正极的制作)
将由钴酸锂(LiCoO2)构成的正极活性物质92质量份、由乙炔黑构成的导电剂5质量份、由聚偏氟乙烯(PVdF)构成的胶粘剂3质量份、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合,制成了活性物质料浆。
在将该活性物质料浆利用刮刀均一地涂布在由厚度20μm的铝箔制成的正极芯体的两面上后,通过使之穿过干燥机中而干燥,将料浆制作时必需的有机溶剂除去。然后,按照使厚度达到0.17mm的方式,利用辊式压制机压延该极板而制作了正极5。
(负极的制作)
将由石墨(d(002)=0.335nm)制成的负极活性物质、由聚偏氟乙烯(PVdF)制成的胶粘剂、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合,制成了活性物质料浆。在将该活性物质料浆用刮刀均一地涂布在由厚度20μm的铜箔制成的负极芯体的两面上后,通过使之穿过干燥机中而干燥,将料浆制作时必需的有机溶剂除去。然后,按照使厚度达到0.14mm的方式,利用辊式压制机压延该极板而制作了负极6。
(预聚物电解质的调制)
在将碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯按照质量比3∶7的方式混合的混合溶剂中,作为电解质盐溶解LiPF6,使之达到1M(摩尔/升),制成了电解液。在15质量份的该电解液中以1质量份的比例混合聚合性的单体。相对于100质量份该溶液添加1质量份碳酸亚乙烯酯(VC),另外,作为聚合引发剂,以5000ppm的比例混合叔丁基过氧新戊酸酯,制成了预聚物电解质。
(电极体的制作)
在正负极分别安装正极引线7、负极引线8,并粘贴了聚苯硫化物(polyphenyl sulfide)制的保护带2后,将两极重合,使由烯烃类树脂制成的微多孔膜(厚度0.025mm)构成的隔膜夹在该两极其间,并且使各极板的宽度方向的中心线一致。其后,利用卷绕机卷绕,通过用带固定最外周,制成了扁平螺旋状电极体1。
准备图2所示的由5层构造制成的薄片状的层压材料,将铝层压材料对折,使其上端和左右端对齐。然后,使正负极引线7、8从该筒状铝层压材料的上端部突出,将电极体1插入该收纳空间内,其后,将正负极引线7、8突出的上端4a及单侧端4b焊接。然后,在从尚未被焊接的开口(密封后成为密封部4c的部分)注入所述预凝胶溶液后,焊接密封部4c。在各端部的密封中,使用了高频感应焊接装置。
其后,在60℃的恒温槽中保持3小时,使单体聚合,制成了非水电解质电池。
而且,所述的实施方式中,虽然利用刮刀涂布料浆,但是也可以是金属型涂料机。另外,也可以不使用活性物质料浆,而使用活性物质膏,利用滚涂法进行涂布。另外,不使用铝箔,而使用铝网,也可以同样地制作。
下面将使用实施例对本发明进一步详细说明。
(实施例1~17、比较例1~9)
如下述表1所示,除了使正极活性物质的种类、预聚物的种类、配合比、碳酸亚乙烯酯的添加量、环状酸酐的种类、添加量变化以外,与所述实施方式相同地制作了电池。
使用按照所述方式制作的实施例1~17及比较例1~9的电池,测定了下述条件下的高温循环特性(70℃)。将其结果表示在下述表1中。
高温循环特性实验
1 以1It(500mA)充电至4.2V,其后以4.2V充电,共充电3小时。
2 暂停10分钟。
3 以1It(500mA)放电至2.75V。
4 暂停10分钟。返回1。
高温循环特性(%)=(500次循环时放电容量÷1次循环时放电容量)×100
[表1]
正极活性物质 | 聚酯类单体 | 聚醚类单体 | VC(%) | 环状酸酐 | 高温循环特性(%) | |||
单体-1 | 单体-2 | 种类 | 添加量(%) | |||||
实施例1 | X | 化学式120m% | 化学式380m% | 1.0 | A | 1.5 | 76 | |
实施例2 | X | 化学式120m% | 化学式480m% | 1.0 | A | 1.5 | 74 | |
实施例3 | X | 化学式2100m% | 1.0 | A | 1.5 | 77 | ||
实施例4 | X | 化学式270m% | 化学式330m% | 1.0 | A | 1.5 | 77 | |
实施例5 | X | 化学式270m% | 化学式3’30m% | 1.0 | A | 1.5 | 74 | |
实施例6 | X | 化学式3”100m% | 1.0 | A | 1.5 | 75 | ||
实施例7 | X | 化学式4100m% | 1.0 | A | 1.5 | 73 | ||
实施例8 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | A | 1.5 | 81 | |
实施例9 | X | 化学式350m% | 化学式650m% | 1.0 | A | 1.5 | 80 |
实施例10 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | A | 1.5 | 67 | |
实施例11 | X50m%Y50m% | 化学式330m% | 化学式670m% | 0.5 | A | 1.5 | 78 | |
实施例12 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 2.0 | A | 1.5 | 82 | |
实施例13 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | B | 1.5 | 79 | |
实施例14 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | C | 1.5 | 78 | |
实施例15 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | A | 0.5 | 72 | |
实施例16 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | A | 1.0 | 76 | |
实施例17 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | A | 2.0 | 80 |
[表2]
正极活性物质 | 聚酯类单体 | 聚醚类单体 | VC(%) | 环状酸酐 | 高温循环特性(%) | |||
单体-1 | 单体-2 | 种类 | 添加量(%) | |||||
比较例1 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | - | - | - | 44 | |
比较例2 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | - | - | 48 | |
比较例3 | X50m%Y50m% | 化学式330m% | 化学式670m% | 1.0 | - | - | 39 | |
比较例4 | X | 化学式330m% | 化学式670m% | - | A | 1.5 | 53 | |
比较例5 | X | 化学式6100m% | 1.0 | - | - | 32 | ||
比较例6 | X | 化学式6100m% | 1.0 | - | - | 41 | ||
比较例7 | X | 化学式6100m% | 1.0 | - | - | 35 | ||
比较例8 | X | 化学式6100m% | - | A | 1.5 | 40 | ||
比较例9 | X | 化学式6100m% | 1.0 | A | 1.5 | 43 |
在所述表1及表2中,X表示LiCoO2,Y表示LiMn2O4,A表示丁二酸酐,B表示羟基乙酸酐,C表示戊二酸酐。另外,m%表示体积%。另外,所述化学式1~4及6的结构式如下述化3~9所示。
[化3]
CH2=CR-CO-(O-A1-CO)m-O-R1
化学式1
R:H,R1:CH3,A1:C5H10,m=6
[化4]
CH2=CR-CO-(O-A1-CO)m-CH2-CH2-(CO-A1-O)m-CO-CR=CH2
化学式2
R:H,A1:C5H10,m=4
[化5]
化学式3
R:H,A1:C5H10,m=2
[化6]
化学式3’
R:CH3,A1:C5H10,m=2
[化7]
化学式3”
R:CH3,A1:C5H10,m=4
[化8]
化学式4
R:H,A1:C5H10,m=4
[化9]
CH2=CR-CO-O-(A2-O)m-CO-CR=CH2
化学式6
R:H,A2:C3H6,m=4
(1)从所述表1及表2可以看到,仅使用聚酯类单体聚合而成为聚合物(聚酯类聚合物)并添加有碳酸亚乙烯酯(VC)及丁二酸酐的实施例1~7的电池高温循环特性十分优良,达到73~77%,与之相反,仅使用聚醚类单体聚合而成为聚合物(聚醚类聚合物)并含有碳酸亚乙烯酯的比较例6、7、9的电池高温循环特性大幅度降低至35~43%。
对于该情况可以如下考虑。聚醚类聚合物由于没有抑制碳酸亚乙烯酯的分解的作用,因此碳酸亚乙烯酯分解而产生气体,极板的密接性降低,容量降低。另一方面,聚酯类聚合物可以抑制碳酸亚乙烯酯的分解。由于该碳酸亚乙烯酯的分解抑制作用,高温循环特性提高。
(2)另外发现,实施例1~7的电池高温循环特性十分优良,达到73~77%,与之相反,仅使用聚醚类单体聚合、成为聚合物(聚醚类聚合物)并且不含有碳酸亚乙烯酯的比较例5、8高温循环特性大幅度降低至32~40%。
对于该情况可以如下考虑。当不含有碳酸亚乙烯酯时,负极和非水溶剂反应而生成气体,极板的密接性降低,容量降低。另一方面,当含有碳酸亚乙烯酯时,碳酸亚乙烯酯在负极表面形成覆盖膜,可以抑制非水溶剂和负极的反应。由于该非水溶剂和负极的反应抑制作用,高温循环特性提高。
(3)另外发现,仅是聚酯类单体和聚醚类单体的混合比不同的实施例8、9高温循环特性为81~82%,没有很大的差别。另外发现,实施例8、9比仅使用聚酯类单体的实施例1~7的74~77%更为优良。
该情况被认为是因为,由于将聚醚类单体加入聚合物构造中的聚合物与溶剂的相互作用提高,可以获得相分离少的均一的聚合物电解质,因此可以抑制电池内的不均一的反应。另外发现,如果全部单体成分中的聚酯类单体的混合比在30体积%以上,则可以充分地抑制碳酸亚乙烯酯的分解,获得高的循环特性。
(4)另外发现,在实施例8、除了不含碳酸亚乙烯酯以外为同一组成的比较例4、除了不含丁二酸酐和碳酸亚乙烯酯以外为同一组成的比较例1中,前者的高温循环特性为81%,与之相反,后者的高温循环特性为44~53%,有很大的差别。
该情况被认为是因为,实施例8中,碳酸亚乙烯酯在负极表面形成覆盖膜,抑制了非水溶剂和负极的反应,与之相反,由于比较例1及4不含碳酸亚乙烯酯,因此非水溶剂和负极反应,产生气体,正负极的密接性降低,使得电池容量降低。
(5)另外发现,在实施例8和除了不含丁二酸酐以外为同一组成的比较例2中,前者的高温循环特性为81%,与之相反,后者的高温循环特性为48%,有很大的差别。
该情况被认为是因为如下原因。当不含丁二酸酐时,聚酯类聚合物就会和负极反应而生成气体,正负极的密接性降低,容量降低。另一方面,当含有丁二酸酐时,丁二酸酐在负极表面形成覆盖膜,可以抑制聚酯类聚合物和负极的反应。由于该聚酯类聚合物和负极的反应抑制作用,高温循环特性提高。
(6)另外发现,使用了以R为氢原子的化学式3表示的化合物的实施例4的电池和使用了以R为甲基的化学式3’表示的化合物的实施例5的电池高温循环特性为74~77%,没有较大的差别。
从该情况可以看到,只要R为氢原子或甲基(单体为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯),就可以获得具有良好的高温循环特性的电池。
(7)另外发现,使用了以m=2的化学式3表示的化合物的实施例4的电池和使用了以m=4的化学式3”表示的化合物的实施例6的电池高温循环特性为75~77%,没有较大的差别。
从该情况可以看到,在烯酯的重复数和高温循环特性之间没有关联关系。
(8)另外发现,在仅使用了钴酸锂的实施例8、比较例2,除了使用了钴酸锂和锰酸锂的体积比为1∶1的混合物以外为同一组成的比较例2中,前者的高温循环特性与后者的高温循环特性相比,有9~14%的差。
该情况被认为是因为,由于在70℃的高温条件下进行充放电循环,因此会产生锰溶解在电解液中的问题,溶解的锰使电解液恶化,从而使电池容量降低。
(9)另外发现,在仅环状酸酐的种类不同的实施例8、13、14中,高温循环特性为78~81%,没有较大的差别。从该情况可以看到,如果是环状酸酐,则可以与其种类无关地获得优良的高温循环特性。
(10)另外发现,仅丁二酸酐的添加量不同的实施例8、11、12中,高温循环特性为78~82%,没有较大的差别。
(11)另外发现,在仅碳酸亚乙烯酯的添加量不同的实施例8、15~17中,高温循环特性为72~81%,没有较大的差别。
[其他事项]
(1)所示情况中,虽然作为环状酸酐,使用了丁二酸酐、羟基乙酸酐、戊二酸酐,但是除此以外,使用苯二甲酸酐、3-甲基苯二甲酸酐等芳香族环状酸酐、马来酸酐、甲基马来酸酐等在环状部分具有不饱和键的环状酸酐、可以用下述式1表示的甲基丁二酸酐、2,2-二甲基丁二酸酐、1,2-环己烷二羧酸酐、cis-1,2,3,6四氢戊二酸酐、苯基丁二酸酐、2-苯基戊二酸酐、壬烯(nonenyl)丁二酸酐等环状酸酐,也可以获得相同的效果。
式1
n=0~4,R1、R2、R3、R4独立,表示氢原子、烷基(直链状或分枝状)、链烯基或芳基,R5、R6分别对每个重复单位独立,表示氢原子或碳数4以下的烷基(直链状或分枝状)。
但是,当环状酸酐的添加量过多时,就会使电池性能降低,另外当过少时,就无法获得足够的效果。所以,环状酸酐的添加量优选相对于100质量份聚合物电解质为0.01~10质量份,更优选为0.05~5质量份。
(2)另外,在所述实施例中,作为碳酸亚乙烯酯衍生物虽然使用了碳酸亚乙烯酯,但是,也可以使用像甲基碳酸亚乙烯酯、乙基碳酸亚乙烯酯等那样,将碳酸亚乙烯酯的氢原子的一方或双方用烷基(碳数1~4的烷基:直链状及分枝状)置换的化合物。但是,当碳酸亚乙烯酯衍生物的添加量过多时,形成于负极的覆盖膜的电阻变大,使电池性能降低,另外,当过少时,就无法获得足够的效果。所以,碳酸亚乙烯酯衍生物的添加量优选相对于100质量份聚合物电解质为0.01~10质量份,更优选为0.05~5质量份。
(3)另外,所述实施例中,作为非水溶剂,虽然使用了碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯,但是除它们以外,也可以将碳酸二甲酯、碳酸丁烯酯等碳酸酯类、γ-丁内酯、γ-戊内酯等内酯类、γ-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚类、环己酮等酮类、甲酸乙酯、乙酸乙酯等酯类等单独或者混合2种以上使用。它们当中,优选碳酸酯类、内酯类、醚类、酮类,特别更优选碳酸酯类。
另外,为了形成提高聚酯类聚合物和非水溶剂的相互作用、相分离少的均一的聚合物电解质,非水溶剂的介电常数优选25以上。
(4)另外,所述实施例中,虽然作为正极活性物质,使用了钴酸锂(LiCoO2)、钴酸锂和尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)的混合物,但是除此以外,也可以使用镍酸锂(LiNiO2)、铁酸锂(LiFeO2)等其他的含有锂的过渡金属氧化物,也可以是它们的混合物。另外,也可以是像LiCo0.5Ni0.5O2那样在晶格中具有其他的金属元素的含有锂的过渡金属氧化物。这里,为了抑制锰向电解液中的溶出,锰酸锂的体积配合比率最好为0~60%。
(5)另外,虽然作为负极活性物质使用了石墨,但是也可以使用碳黑、焦炭、玻璃状碳、碳纤维或者它们的烧制体等碳物质、锂合金、可以吸贮放出锂的金属氧化物、硅、硅化合物等。
(6)另外,作为电解质盐,可以将LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiClO4、LiPF6、LiBF4等单独或混合2种以上使用。特别优选LiPF6、LiBF4。另外,在非水溶剂中的溶解量最好设为0.5~2.0摩尔/升。
(7)另外,聚酯类单体和聚醚类单体并不受所述实施例中使用的官能团和重复数限定,作为R也可以是氢原子或甲基,作为R1也可以是甲基或乙基,作为A1也可以是以CnHn表示的碳数2以上的亚烷基(直链状或分枝状),作为A2也可以是以CpHp表示的碳数2以上的亚烷基(直链状或分枝状),m只要是1以上的整数即可。另外,作为聚醚类单体,也可以取代所述实施例中使用的化合物6,而是下面所示的化学式5、7、8。另外,也可以将不同种类的聚酯类单体或聚醚类单体分别混合2种以上使用。但是,上述及下述化学式1~8全都是聚酯类单体、聚醚类单体的示例,也可以是除此以外的构成。
[化11]
CH2=CR-CO-O-(A2-O)m-R1
化学式5
[化12]
化学式7
[化13]
化学式8
(8)另外,聚酯类单体和聚醚类单体的体积配合比虽然不被限定于所述实施例的范围内,但是为了提高对碳酸亚乙烯酯的分解的抑制作用及与溶剂的相互作用,优选在100∶0~10∶90的范围内,更优选在60∶40~15∶85的范围内,最优选在40∶60~20∶80的范围内。
(9)另外,所述实施例中,虽然在93质量份该电解液中以7质量份混合了聚合性的单体(7质量%),但是并不限定于该值,当将电解液和单体的总质量设为100时,只要在1.5~30的范围内即可。
(10)另外,虽然作为聚合引发剂,配合了5000ppm的叔丁基过氧新戊酸酯,但是除此以外,也可以使用二酰过氧化物、过氧酯·二烷基过氧化合物、过氧缩酮、过氧二碳酸酯、过氧单碳酸酯、叔己基过氧新戊酸酯等有机过氧化物。另外,配合比也不限定于5000ppm。另外,即使不使用聚合引发剂,利用加热、紫外线照射等也可以使之聚合物化。
(11)另外,也可以添加使电池特性提高的各种添加剂(乙烯基碳酸乙烯酯衍生物、乙烯硫衍生物等)。
[工业上的利用可能性]
如上说明所示,根据本发明,可以提供高温循环特性优良并且轻量的电池。
Claims (4)
1.一种非水电解质电池,是具有正极、负极、聚合物电解质的非水电解质电池,其特征是:所述聚合物电解质是将含有非水溶剂、电解质盐、和预聚物的预聚物电解质中的所述预聚物聚合而形成的,所述预聚物包括聚酯类单体,所述预聚物电解质还包括碳酸亚乙烯酯衍生物、环状酸酐。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池,其特征是:所述环状酸酐为以下述式1表示的化合物。
[化1]
式1
n=0~4,R1、R2、R3、R4独立,表示氢原子、直链状或分枝状的烷基、链烯基或芳基,R5、R6分别在每个重复单位独立,表示氢原子或碳数4以下的直链状或分枝状的烷基。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解质电池,其特征是:负极活性物质为d(002)值在0.340nm以下的碳物质。
4.根据权利要求1、2或3所述的非水电解质电池,其特征是:所述预聚物包括聚醚丙烯酸酯及/或聚醚甲基丙烯酸酯。
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