[发明专利]聚合物电解质和电池

说明书

技术领域

本发明涉及含电解液和聚合物化合物(polymer compound)的聚合物电解质(electrolyte)以及使用该聚合物电解质的电池。

背景技术

近年来，引入了许多便携式电子设备，例如组合式照相机(录像机)、移动电话和便携式计算机，并已减小了它们的尺寸且减轻了它们的重量。因而，作为电子设备的便携式能源，对电池，特别是二次电池进行了积极地开发。具体而言，锂离子二次电池作为能够实现高能量密度的电池已受到了关注。对薄的、柔性的以及形状具有高自由度的电池已进行了大量的研究。

对于这种形状具有高自由度的电池，采用电解质盐溶解在聚合物化合物中的全固态聚合物电解质、电解液保持在聚合物化合物中的凝胶状聚合物电解质等。具体而言，由于凝胶状聚合物电解质保持电解液，因而与全固态聚合物电解质相比，与活性材料的接触特性和离子电导率优良。此外，凝胶状聚合物电解质产生的液漏小于电解液。因而，凝胶状聚合物电解质已受到了关注。

对于用于凝胶状聚合物电解质的高分子，已对各种材料进行了研究，例如，醚高分子、甲基丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯。在这些材料中，有使用聚乙烯醇缩醛(例如聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩丁醛)的高分子。

例如，在专利文献1和2中，描述了使用聚乙烯醇缩丁醛的物质的离子导电固态组合物。在专利文献3中，描述了含聚乙烯醇缩甲醛和电解液的凝胶状电解质。此外，在专利文献4中，描述了凝胶状电解质，其中通过调整聚乙烯醇缩甲醛中羟基的含量而增大了电解液的量。此外，在专利文献5中，描述了使用环氧交联剂和催化剂的凝胶状电解质。

专利文献1：特开昭57-143355号公报

专利文献2：特开昭57-143356号公报

专利文献3：特开平03-43909号公报

专利文献4：特开2001-200126号公报

专利文献5：美国专利第3985574号说明书

发明内容

然而，在上述聚合物电解质中，存在的缺点在于电解液的含量不足，而不能够得到优良的离子电导率。

此外，在专利文献1～4中，其中所述的聚合物电解质由流延法形成，其中将聚乙烯醇缩醛溶解在稀释溶剂中，形成膜，然后使稀释溶剂挥发。因而，即使在电解液中混合低沸点溶剂，电解液仍会与稀释溶剂一起挥发，因而难以进一步改善离子电导率。

此外，在专利文献5所述的聚合物电解质中，存在的缺点在于具有高反应性的交联剂等在电极处分解，从而劣化了放电特性等。

出于上述考虑，本发明的目的是提供通过改善离子电导率能够获得优良放电特性的聚合物电解质，并提供使用该聚合物电解质的电池。

本发明的第一聚合物电解质包含：含溶剂和六氟磷酸锂的电解液；和具有下述结构的聚合物化合物：其中聚合了选自聚乙烯醇缩醛及其衍生物中的至少一种。

本发明的第二聚合物电解质包含：含溶剂和六氟磷酸锂的电解液；和具有下述结构的聚合物化合物：其中聚合了选自聚乙烯醇缩醛及其衍生物中的至少一种，其中所述聚合物化合物的含量为2wt％～5wt％，包括两端值。

本发明的第一电池在封装构件(package member)内包括阴极、阳极、隔板和聚合物电解质，其中所述聚合物电解质包含：含溶剂和六氟磷酸锂的电解液，和具有下述结构的聚合物化合物，其中聚合了选自聚乙烯醇缩醛及其衍生物中的至少一种。

本发明的第二电池在封装构件内包括阴极、阳极、隔板和聚合物电解质，其中所述聚合物电解质包含：含溶剂和六氟磷酸锂的电解液；和具有下述结构的聚合物化合物，其中聚合了选自聚乙烯醇缩醛及其衍生物中的至少一种，并且所述聚合物电解质中聚合物化合物的含量为2wt％～5wt％，包括两端值。

根据本发明的第一聚合物电解质，使用六氟磷酸锂。因而，可聚合聚乙烯醇缩醛及其衍生物，并且即使聚合物化合物的比率下降，也可抑制液漏。此外，由于可提高电解液的比率，因而可改善离子电导率。此外，例如，由于可容易地包含低沸点溶剂，因而可进一步改善离子电导率。另外，可以不使用交联剂等，可抑制交联剂等在电极处的分解反应所造成的放电容量的降低。因而，根据使用这种聚合物电解质的本发明的第一电池，在抑制液漏的同时，可改善放电特性。