專利名稱：高分子固體電解質(zhì)及利用該電解質(zhì)的鋰二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及改進(jìn)利用高分子固體電解質(zhì)的鋰二次電池。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為移動(dòng)通信儀器、手提電子儀器的主要電源而使用的鋰二次電池具有電力啟動(dòng)大，高能量密度的特性。所用這些鋰二次電池的電解質(zhì)是將六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰等的鋰鹽溶于乙烯碳酸酯和碳酸二乙基酯，碳酸二甲基酯之類的有機(jī)溶劑中而形成的現(xiàn)被廣泛使用的有機(jī)電解質(zhì)溶液。但是，上述電池的現(xiàn)狀是，在電解液中它含有大量有引火或著火的危險(xiǎn)性的有機(jī)溶劑，所以人們常常擔(dān)心它的安全問(wèn)題。另外液體的電解質(zhì)溶液還有漏液、凍結(jié)、蒸發(fā)等問(wèn)題，同時(shí)電池形狀缺乏自由度，又很難使其輕量化等諸類問(wèn)題。
對(duì)此，考慮使用電解質(zhì)中的固體或類似于固體的電解質(zhì)以構(gòu)成電池的技術(shù)是避免用上述液體有機(jī)電解液的上述多種問(wèn)題的一個(gè)優(yōu)選方法，作為其具體情況，積極地研究了利用所謂無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)、“凝膠”高分子固體電解質(zhì)、或“干燥”高分子固體電解質(zhì)的電解質(zhì)等的方法。但是，每一個(gè)方法在具體情況上都存在著各自特有的許多問(wèn)題。
例如，作為無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Li3PO4-Li2S-SiS2和Li3N等是優(yōu)異的離子導(dǎo)電性的化合物。這些無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)其本身就是固體，所以不易發(fā)生如有機(jī)電解質(zhì)溶液一樣的漏液、凍結(jié)、蒸發(fā)的現(xiàn)象。但為了充分發(fā)揮鋰二次電池的功能，將使這些材料均勻地作為導(dǎo)電性高的離子導(dǎo)電層使之發(fā)揮作用，就有必要將上述材料進(jìn)行粉碎，與活性物質(zhì)混合，進(jìn)行極為致密的成形加工等，與溶液類相比就有不同的困難。
作為“凝膠”高分子固體電解質(zhì)，如在特開(kāi)平4-306560號(hào)公報(bào)和特開(kāi)平7-82450號(hào)公報(bào)里公布那樣，已知有溶解鋰鹽的有機(jī)電解質(zhì)溶液如聚丙烯腈那樣保持著極性高分子的電解質(zhì)。如上所述，在“凝膠”高分子電解質(zhì)中，其電解液是不能流動(dòng)，因此漏液的危險(xiǎn)性可以避免的，還可以改善其形狀自由度。但是電解質(zhì)的特性不會(huì)超出電解液所具有的特性，又由于具有有機(jī)溶劑，安全性問(wèn)題和凍結(jié)與蒸發(fā)之類的問(wèn)題基本上還沒(méi)有被解決。
另外，“干燥”高分子固體電解質(zhì)，已知有聚環(huán)氧乙烷中溶解鋰鹽的固體電解質(zhì)和已在特開(kāi)平10-204172號(hào)公報(bào)里公布的、在聚醚共聚物的交聯(lián)劑的高分子骨架中溶解鋰鹽的固體電解質(zhì)等。這些“干燥”高分子固體電解質(zhì)不含液狀電解質(zhì)，所以可以避免漏液和凍結(jié)，或蒸發(fā)等上述溶液類的問(wèn)題，又由于不含有機(jī)溶劑所以安全性大。但是上述類型的“干燥”高分子固體電解質(zhì)，與鋰離子相對(duì)的陰離子沒(méi)有被固定在聚合物鏈上，對(duì)應(yīng)的陰離子與鋰離子同時(shí)移動(dòng)。為此，這種固體電解質(zhì)其陽(yáng)離子的遷移率低。即存在著陽(yáng)離子鋰的遷移率降低，物質(zhì)移動(dòng)因速率而失去高效率充電放電的問(wèn)題。
最重要的是，即，為了實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異離子導(dǎo)電性的“干燥”高分子固體電解質(zhì)，將對(duì)陰離子固定在高分子上，改善其高分子電解質(zhì)的陽(yáng)離子遷移率。在特開(kāi)平11-154416號(hào)公報(bào)公布的高分子固體電解質(zhì)是實(shí)現(xiàn)上述的單一離子導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的構(gòu)想的一種方法。根據(jù)上述公報(bào)，公開(kāi)的固體電解質(zhì)是構(gòu)成聚合物的異丙烯單體的支鏈的碳中的N基和作為吸電子基團(tuán)的CF3,SO2CF3,F,Cl、Br、I,SO3CF3、SO2F5,SO3C2H5相結(jié)合的聚合物的一部分帶有N+電荷，使可移動(dòng)的Li-離子配位到這電荷上，假定可移動(dòng)鋰離子作為單離子導(dǎo)電體。但是上述單離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)其合成不僅復(fù)雜，而且花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，在工業(yè)上還存在著很多實(shí)用性問(wèn)題。
即，為了利用高分子固體電解質(zhì)以實(shí)現(xiàn)其安全性和形狀適應(yīng)力都優(yōu)越的鋰二次電池，要開(kāi)發(fā)易于合成并大量生產(chǎn)性優(yōu)越，同時(shí)還顯示優(yōu)異的導(dǎo)電性的新的單離子導(dǎo)電性高分子固體電解質(zhì)是重要的課題。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明作為解決上述課題的具體方法，就是制備一種在骨架中具有甲硅烷胺(シリルアミド)鍵(Si-N-Si鍵)的高分子的鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)以及利用該電解質(zhì)的鋰二次電池。
上述新高分子固體電解質(zhì)的發(fā)明是根據(jù)這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn)就是通過(guò)有碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物和鋰甲硅烷胺化合物混合而聚合成為鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)。在上述合成體中，鋰離子的對(duì)陰離子成為有甲硅烷胺鍵的官能基團(tuán)而進(jìn)入骨架的高分子鏈而形成化學(xué)結(jié)構(gòu)。其結(jié)果只有鋰離子成為可移動(dòng)離子可以參加電荷的移動(dòng)，因此認(rèn)為形成一種陽(yáng)離子遷移率很高的單離子導(dǎo)電體。
又，含有上述雙鍵的高分子和鋰甲硅烷胺化合物的聚合反應(yīng)是使上述構(gòu)成成分混合，只要保持于干燥狀態(tài)就極易容易發(fā)生反應(yīng)。即，本發(fā)明不僅是高分子固體電解質(zhì)本身的高生產(chǎn)性，而且是一種將上述構(gòu)成成分的混合液涂布于電極表面經(jīng)過(guò)粘接干燥的方法，又是一種制作活性物質(zhì)合劑時(shí)作為離子導(dǎo)電性的粘合劑而使用的方法等，它又可以對(duì)電池的制造給予革新的改進(jìn)。
圖面的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是基于本發(fā)明鋰二次電池實(shí)施例的截面圖。
圖2是鋰甲硅烷胺化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
圖3是本發(fā)明的鋰二次電池的充-放電特性。
實(shí)施發(fā)明的最佳方案下面，為了實(shí)施本發(fā)明用圖來(lái)說(shuō)明其優(yōu)選方案。
在圖1中，顯示基于本發(fā)明的鈕扣型鋰二次電池實(shí)施例的截面圖。
1為正極，2為負(fù)極，3為固體電解質(zhì)，4為上蓋，5為馬蹄狀導(dǎo)體，6為外殼，7為密封圈。
正極1及負(fù)極2是連接于本發(fā)明的高分子固體電解質(zhì)，是可以吸留-放出鋰離子的正極用活性物質(zhì)合劑和負(fù)極用活性物質(zhì)的合劑涂布于各自的電極用的集電體而形成的。上述負(fù)極2是擠壓在馬蹄狀導(dǎo)體5處，該導(dǎo)體位于兼有負(fù)極端子的帽狀上蓋4的地方。同時(shí)正極1擠壓在兼有正極用端子的金屬外殼6。固體電解質(zhì)3來(lái)自不同的合成并處于正極和負(fù)極之間，或者至少在正極1和負(fù)極2之間使合成固體電解質(zhì)的這種的混合物置于其間并與之接合，且可以在接合狀態(tài)下合成而形成。
上述安裝結(jié)束后，配上墊圈，按照常規(guī)法裝上蓋4和外殼7。
下面就主要的構(gòu)成材料進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
首先就本發(fā)明的高分子固體電解質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明。
作為固體電解質(zhì)所用的材料，使用含有碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物和鋰甲硅烷胺化合物配成混合液。將這個(gè)混合液放在容易剝離的平板上用刮刀涂布，填充于所預(yù)定深度的容器里，經(jīng)過(guò)涂布于正極及負(fù)極中的至少一方的工序后，保持在干燥的氖圍里，使之聚合，因此就能合成具有離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)。
上述混合比率是任意的，對(duì)含有1個(gè)摩爾的碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物優(yōu)選0.5個(gè)摩爾以上3個(gè)摩爾以下的鋰甲硅烷胺化合物。又，干燥氣氛是任意的，露點(diǎn)-30℃以下的氣氛是有效進(jìn)行聚合反應(yīng)，是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，作為適宜的碳-碳雙鍵有機(jī)化合物，有甲基丙烯腈、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、衣康酸、乙烯基丙酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲酸乙烯酯、醋酸乙基酯、丁二烯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯乙基酯、二碳酸乙烯乙基酯等都是優(yōu)選的材料。其他有碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物都可以聚合的?？梢詥为?dú)使用或混合2種以上進(jìn)行使用。
作為具有Si-N-Si鍵形式的鋰甲硅烷胺化合物，如圖2所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的鋰雙(三甲基甲硅烷)胺及鋰雙(三乙基甲硅烷)胺是優(yōu)選材料。R1、R2、R3、R4、R5、R6分別是碳數(shù)為1以上4以下的烷基。上述烷基是各自相互獨(dú)立的，即使它們都是同樣的烷基其中一部分為不同的烷基也可以。
下面說(shuō)明正極及負(fù)極的電極材料。對(duì)于活性物質(zhì)來(lái)說(shuō)，必要條件是在接觸上述新的特定高分子固體電解質(zhì)的環(huán)境中，能吸留-放出鋰離子，并且還能顯示優(yōu)良的電位的材料。研究結(jié)果可知，本發(fā)明中，正負(fù)極基本上可以應(yīng)用以往的鋰二次電池的活性物質(zhì)材料。
特別是作為正極活性物質(zhì)材料，優(yōu)選的是含有選自LixCoO2、LixiO2、LixMnO2、LixCoyi1-yO2、LixCoyM1-yOz、LixNi1-yMyOz、LixMn2O4、LixMn2-yMyO4(其中，M=Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、B中的至少一種；x=0-1.2、y=0-0.9、z=2.0-2.3)中的至少一種成分的化合物，這里，上面的x值是表示配制合劑時(shí)的材料，在充-放電開(kāi)始前的階段所含有鋰的組成，在充-放電過(guò)程中，伴隨鋰離子的吸留與放出而進(jìn)行增減其值。
除了上面鈷酸類和錳酸類的含鋰氧化物外，可以使用過(guò)渡金屬硫化物、釩氧化物、鈮氧化物以及其含鋰的氧化物、用有機(jī)導(dǎo)電性物質(zhì)的共軛類聚合物、シェブレル相化合物等作為正極活性物質(zhì)使用。上述材料也可以混合多種材料而使用。正極活性物質(zhì)粒子的平均粒徑雖然沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選于1-30μm。
另外，對(duì)負(fù)極活性物質(zhì)材料來(lái)說(shuō)，除了本發(fā)明的金屬鋰之外，還要求能吸留放出鋰，能顯示與鋰近似的電位。對(duì)上述材料來(lái)說(shuō)，含有選自將熱分解碳類、瀝青焦碳、針焦碳、石油焦碳等的焦碳類石墨類、玻璃狀碳類、苯酚樹(shù)脂和呋喃樹(shù)脂等在適當(dāng)溫度下燒結(jié)炭化而得到的有機(jī)高分子化合物的燒成體、碳纖維、活性炭等的碳類材料、聚乙炔、聚吡咯、多并苯等的聚合物類、Li4/3Ti5/3O4、TiS2等的含鋰過(guò)渡金屬氧化物或過(guò)渡金屬硫化物中的至少一種這樣的單體和化合物作為優(yōu)選材料而應(yīng)用。
其中，碳材料較為適宜，例如，若用(002)面的面間隔為0.340nm以下的石墨，就能夠獲得高能量密度。這樣的材料可以使用1種或2種以上組合使用。
上述正極及負(fù)極的活性物質(zhì)材料同時(shí)與導(dǎo)電性材料和粘合材料混煉配制而成活性物質(zhì)材料的合劑，填充正極及負(fù)極的集電體。
合劑中所用的正極用導(dǎo)電性材料，在所用正極材料的充-放電電位方面，可以廣泛應(yīng)用不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化的電子導(dǎo)電性材料。例如，可以將天然石墨(鱗片狀石墨等)、人造石墨等石墨類、乙炔碳黑、廚煙(ケチェン)、槽法碳黑、爐法碳黑、燈煙、熱裂碳黑等碳黑類、碳纖維、金屬纖維等的導(dǎo)電性纖維類、氟化碳、銅、鎳、鋁、銀等的金屬粉末類、氧化鋅、鈦酸鉀等的導(dǎo)電性晶須類、氧化鈦等的導(dǎo)電性金屬氧化物或者聚亞苯基衍生物等的有機(jī)導(dǎo)電性材料等單獨(dú)使用或者以它們的混合物來(lái)使用。在這些導(dǎo)電劑中，人造石墨、乙炔碳黑、鎳粉是特別優(yōu)選的好材料。
雖然上述的導(dǎo)電劑的添加量沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選1-50重量％。特別是為了平衡容量與特性優(yōu)選為1-30重量％。而碳和石墨以2-15重量％為適宜。
負(fù)極用合劑中所用的導(dǎo)電性材料是可廣泛使用電子導(dǎo)電性的材料。例如，可以將鱗片狀石墨等的天然石墨、人造石墨等的石墨類、乙炔碳黑、廚煙、槽法碳黑、爐法碳黑、燈煙、熱裂碳黑等的碳黑類、碳纖維、金屬纖維等的導(dǎo)電性纖維類、氟化碳、銅、鎳等的金屬粉末類以及聚亞苯基衍生物等有機(jī)導(dǎo)電性材料等進(jìn)行單獨(dú)使用或者以它們的混合物來(lái)使用。其中人造石墨、乙炔碳黑、碳纖維是特別優(yōu)選的材料。
雖然上述導(dǎo)電性材料的添加量沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選1-50重量％。特別是為了兼顧填充容量和其特性優(yōu)選1-30重量％。又在本發(fā)明的負(fù)極活性物質(zhì)層中的碳類其本身具有電子導(dǎo)電性所以即使不再添加導(dǎo)電劑作為負(fù)極也可以發(fā)揮其功能。
正極和負(fù)極在合劑中除了上述導(dǎo)電劑外必要時(shí)還可適當(dāng)使用粘合劑與填料、分散劑、離子導(dǎo)電劑、其他的各種添加劑。
填料是一種增強(qiáng)材料，是在構(gòu)成電池中不會(huì)引起化學(xué)變化的材料，適宜以纖維狀形式使用。通常使用聚丙烯、聚乙烯等的烯烴類聚合物、玻璃、碳等纖維。填料的添加量雖然沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選0-30重量％。
作為離子導(dǎo)電劑可以使用構(gòu)成本發(fā)明高分子固體電解質(zhì)的未聚合或聚合過(guò)程中所用的混合材料，但和此不同的非水性離子導(dǎo)電性材料也可以使用。
可以適當(dāng)使用上述諸材料的混合物和水或有機(jī)溶劑混煉而成的糊狀。合劑按照常規(guī)方法分別被填充于正極用集電體以及負(fù)極用集電體，進(jìn)行干燥，形成正極1及負(fù)極2的活性物質(zhì)層。
對(duì)正極用集電體來(lái)說(shuō)，在使用正極材料的充-放電電位中可以適當(dāng)使用不發(fā)生化學(xué)變化的電子導(dǎo)電性材料。例如，作為材料除了不銹鋼、鋁、鈦、碳、導(dǎo)電性樹(shù)脂等外，可以使用在鋁和不銹鋼的材料上用碳或鈦進(jìn)行表面處理的。其中由于鋁或鋁合金非常輕、導(dǎo)電性能又好所以它是優(yōu)選的材料。
這些材料氧化表面而使用，使表面加工成具有凹凸的形狀而使用，也是優(yōu)選的形態(tài)。其形狀除了箔片還可使用薄膜、薄片、網(wǎng)狀、有孔金屬、條板、多孔體、發(fā)泡體、纖維束、無(wú)紡布的成形體等。雖然厚度沒(méi)有特別限制，但厚度優(yōu)選為1-500μm。
作為另一方的負(fù)極用集電體，其條件是在電池構(gòu)成中，不發(fā)生化學(xué)變化的電子導(dǎo)電性材料。例如，作為材料除了不銹鋼、鎳、銅、鈦、碳、導(dǎo)電性樹(shù)脂等外，還可以使用對(duì)銅和不銹鋼的材料表面進(jìn)行碳、鎳或鈦的表面處理。銅和銅合金的導(dǎo)電性好，是負(fù)極用合劑的涂著性能優(yōu)良的優(yōu)選材料。這些材料氧化表面，通過(guò)表面加工可以形成凹凸形狀而使用。其形狀除了箔片外還可使用薄膜、薄片、網(wǎng)狀、有孔金屬、條板、多孔體、發(fā)泡體、纖維束的成形體等各種形式。雖然厚度沒(méi)有特別的限制，但可以使用厚度為1-500μm。
下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明形式的特征與作用。
實(shí)施例作為本發(fā)明的高分子固體電解質(zhì)材料，將分子量為100.117丙烯酸乙基酯2摩爾和分子量為167.330的鋰雙(三甲基硅烷)胺2摩爾在露點(diǎn)-30℃以下的干燥氣氛下，攪拌混合30分鐘，制成合成固體電解質(zhì)用的混合液。將所得到的混合液在氟樹(shù)脂板上流涎，用刮漿刀延伸厚度為100μA，在上述干燥氖圍中使之聚合1個(gè)小時(shí)，就形成了厚度為95μA的高分子固體電解質(zhì)的薄膜。
首先，為了明確所得到的高分子固體電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性，進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)。將得到的高分子固體電解質(zhì)切成寬1cm，長(zhǎng)2cm，放在玻片上，在長(zhǎng)方的兩端分別涂上寬5mm的導(dǎo)電性碳糊做為測(cè)定電極。用這個(gè)電極按照交流阻抗法測(cè)定其阻抗。
其結(jié)果測(cè)得284.5的kΩ阻抗值。將這個(gè)值換算成電導(dǎo)率就相當(dāng)于3.7×10-4S/cm，可知上述聚合物顯示了優(yōu)異的離子導(dǎo)電性。
下面為了弄清用本發(fā)明高分子固體電解質(zhì)的鋰二次電池的作用，使用上述實(shí)施例所示高分子固體電解質(zhì)用材料構(gòu)成圖1所示結(jié)構(gòu)的鋰二次電池。這里不采用上述測(cè)定阻抗用的聚合的固體電解質(zhì)薄膜而是通過(guò)下面的方法來(lái)制造電池。
正極1的活性物質(zhì)合劑是在鈷酸鋰粉末85重量％中，混合導(dǎo)電劑的碳粉10重量％和作為離子導(dǎo)電材料的按實(shí)施例1配制的同樣的丙烯酸乙基酯和鋰雙(三甲基甲硅烷)胺的混合液5重量％而制備。再將上述合劑涂布在由鋁箔構(gòu)成的正極用集電體上，干燥后擠壓延伸所定厚度，作成正極1。
另一方面，負(fù)極2的活性物質(zhì)合劑是在人造石墨75重量％中，混合配制導(dǎo)電劑的碳粉末20重量％以及作為離子導(dǎo)電材料的按實(shí)施例1配制同樣的丙烯酸乙基酯和鋰雙(三甲基甲硅烷)胺的混合液5重量％而進(jìn)行。將上述混合物涂布在由銅箔構(gòu)成的負(fù)極集電體上，干燥后，擠壓延伸作成負(fù)極2。
在所得到的正極1和負(fù)極2的表面上涂布按實(shí)施例1制作的同樣的丙烯酸乙基和鋰雙(三甲基甲硅烷)胺的混合液，在露點(diǎn)-30℃的干燥氣氛下干燥20分鐘，在留有粘性狀態(tài)下使正極板和負(fù)極板相對(duì)緊壓，再在干燥氣氛下干燥1個(gè)小時(shí)使之完全疊合。將具有上述一對(duì)正極1和負(fù)極2的電池元件裝入外殼內(nèi)，制成圖1所示的硬幣型鋰二次電池。電池直徑為20mm，厚度為1.6mm從活性物質(zhì)的重量計(jì)算其理論容量為20mAh。
然后將電池在充放電電流為1mA、充電結(jié)束電壓為4.1V、放電結(jié)束電壓為3.0V條件下進(jìn)行充放電試驗(yàn)。這時(shí)的充放電的曲線示于圖1。如圖1所示可知，以1mA充放電電流可得到其理論容量約20mAh的充放電容量。
如上所述，本發(fā)明高分子固體電解質(zhì)顯示了優(yōu)異的離子導(dǎo)電性。又明確了利用本發(fā)明新的高分子固體電解質(zhì)的鋰二次電池顯示了與以往的非水電解質(zhì)鋰電池有著同等大小的電池電壓和優(yōu)異的放電電壓特性。
如上所述，本發(fā)明的優(yōu)異作用是由于在高分子骨架中有甲硅烷胺鍵(Si-N-Si鍵)的固體電解質(zhì)的形式帶來(lái)的、或者是由至少含有一個(gè)碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物與鋰甲硅烷胺化合物的混合物聚合而成的聚合體形式帶來(lái)的。只要遵循上述本發(fā)明的基本形式，與實(shí)施例有不同的條件以及它們的組合都不受到限制。
再有，在本實(shí)施例中，雖然使用了硬幣形狀的電池結(jié)構(gòu)，但圓盤(pán)形、鈕扣形、薄片形、層合形、圓筒形、扁平形、方形等任意形狀和大小的電池都是可以使用的。
工業(yè)上的可利用性以上本發(fā)明提供一種既容易合成又生產(chǎn)性好，并具有高離子導(dǎo)電性能的高分子固體電解質(zhì)，同時(shí)也提供具有上述高分子固體電解質(zhì)的安全的具有優(yōu)異充-放電特性的鋰二次電池，它不僅可以廣泛地應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等小型電子儀器，并可用作電動(dòng)汽車、混合式電動(dòng)汽車、電動(dòng)雙輪車、電動(dòng)自行車等的動(dòng)力用電源、家庭用電力儲(chǔ)備或發(fā)電機(jī)等備用電源等。
權(quán)利要求
1．一種鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)，它在高分子骨架中含有甲硅烷胺鍵(Si-N-Si鍵)。
2．鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)，其特征是，由至少含有一個(gè)碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物與鋰甲硅烷胺化合物的混合物聚合而成的。
3．權(quán)利要求2所述的鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)，其特征是，鋰甲硅烷胺化合物是鋰雙(三甲基甲硅烷)胺。
4．一種有鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)的鋰二次電池，該固體電解質(zhì)在其高分子骨架中含有甲硅烷胺鍵(Si-N-Si鍵)。
5．一種具有鋰離子導(dǎo)電性的高分子固體電解質(zhì)的鋰二次電池，該固體電解質(zhì)是由至少含有一個(gè)碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物與鋰甲硅烷胺化合物的混合物聚合而成的。
6．權(quán)利要求4或5所述的鋰二次電池，其特征是，在介于正極和負(fù)極的兩極間接合有由至少含有一個(gè)碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物與鋰甲硅烷胺化合物的混合物聚合而成的鋰離子導(dǎo)電性高分子固體電解質(zhì)。
7．從權(quán)利要求4到權(quán)利要求6任何一項(xiàng)所述的鋰二次電池，其特征是，其電極包括填充有至少含有一個(gè)碳-碳雙鍵的有機(jī)化合物與鋰甲硅烷胺化合物的混合物的合劑干燥聚合成的高分子固體電解質(zhì)。
全文摘要
提供制造既簡(jiǎn)便又有優(yōu)異的導(dǎo)電性“干式”高分子固體電解質(zhì)的方法,并在安全性方面具有優(yōu)異的形狀適應(yīng)能力的高電池電壓的鋰二次電池。為配制這種高分子固體電解質(zhì),要求在高分子骨架中構(gòu)成鋰鹽的鋰離子的對(duì)離子進(jìn)入高分子骨架中使成為只有鋰離子是可動(dòng)離子的單離子的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)該方法之一是由至少有一個(gè)碳－碳雙鍵有機(jī)化合物和鋰甲硅烷胺化合物的混合物在干燥氛圍下聚合的方法,并說(shuō)明簡(jiǎn)便制成甲硅烷胺化合物進(jìn)入高分子骨架中的“干式”高分子固體電解質(zhì)。進(jìn)而明確了應(yīng)用該電解質(zhì)的鋰二次電池的特性。
文檔編號(hào)H01B1/12GK1319264SQ00801554
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月6日
發(fā)明者巖本和也, 尾浦孝文, 中西真二, 上田敦史, 越名秀 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社