[发明专利]蓄电装置的制造方法及由其得到的蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电装置的制造方法及由其得到的蓄电装置，详细而言，涉及无需用锂离子对电极进行预掺杂的繁琐操作便具有充分的电池性能的新型蓄电装置的制造方法及由其得到的蓄电装置。

背景技术

近年来，随着便携式电脑、手机、便携信息终端(PDA)等的电子技术的进步、发展，作为这些电子设备的蓄电装置，广泛使用可以重复充放电的二次电池等。在这种二次电池等电化学蓄电装置中，期望作为电极使用的材料的高容量化。

蓄电装置的电极含有具有能嵌入·脱嵌离子的功能的活性物质。活性物质的离子的嵌入·脱嵌也被称为所谓的掺杂(doping)·去掺杂(dedoping)(或者有时也称为“掺杂(dope)·去掺杂(dedope)”)，将每单位特定分子结构的掺杂·去掺杂量称为掺杂率，材料的掺杂率越高，作为电池越可高容量化。

电化学上，使用离子的嵌入·脱嵌量多的材料作为电极，由此作为电池能高容量化。更详细而言，在作为蓄电装置而受到关注的锂二次电池中，使用能够嵌入·脱嵌锂离子的石墨类的负极，每6个碳原子嵌入·脱嵌1个左右的锂离子，可得到高容量化。

这种锂二次电池当中，正极使用锰酸锂、钴酸锂之类的含锂过渡金属氧化物、负极使用能嵌入·脱嵌锂离子的碳材料并使两电极在电解液中相对而得到的锂二次电池具有高能量密度，因此作为上述电子设备的蓄电装置而得以广泛使用。

然而，上述锂二次电池是通过电化学反应获得电能的二次电池，上述电化学反应的速度小，因此存在输出密度低的缺点。进而，由于二次电池的内部电阻高，因此难以快速放电，并且也难以快速充电。此外，电极、电解液会因伴随充放电的电化学反应而劣化，因此通常寿命、即循环特性也不良。

因此，为了改善上述问题，也已知有将具有掺杂物的聚苯胺之类的导电性聚合物用于正极活性物质的锂二次电池(参见专利文献1)。

然而，通常具有导电性聚合物作为正极活性物质的二次电池是在充电时阴离子掺杂到导电性聚合物中、在放电时该阴离子从聚合物中去掺杂的阴离子移动型。因此，负极活性物质使用能嵌入·脱嵌锂离子的碳材料等时，无法构成在充放电时阳离子在两电极间移动的阳离子移动型的摇椅型二次电池。摇椅型二次电池具有即使电解液量较少也可的优点，而上述具有导电性聚合物作为正极活性物质的二次电池则不行，也无法对蓄电装置的小型化作出贡献。

为了解决这种问题，还提出了阳离子移动型的二次电池，其无需大量电解液，目的在于使电解液中的离子浓度实质上不变化，并且由此提高单位体积、重量的容量密度、能量密度。该二次电池使用聚乙烯基磺酸之类的具有聚合物阴离子的导电性聚合物作为掺杂物来构成正极，负极使用锂金属(参见专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-129679号公报

专利文献2：日本特开平1-132052号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述二次电池在性能方面尚不充分。即，与正极使用锰酸锂、钴酸锂之类的含锂过渡金属氧化物的锂二次电池相比，容量密度、能量密度较低。

而正极使用活性炭且负极使用预掺杂(预先掺杂)了锂离子的碳的、被称为锂离子电容器的双电层电容器由于离子分子蓄积电荷，因此能够进行大电流下的充放电。

然而，在上述锂离子电容器中，需要在负极的碳中预掺杂锂离子，该操作繁琐且耗费时间。

本发明是为了解决现有的锂二次电池、双电层电容器之类的蓄电装置中的上述问题而做出的，提供一种新型蓄电装置的制造方法及由其得到的蓄电装置，所述新型蓄电装置无需用锂离子对电极进行预掺杂的繁琐操作，且具有充分的电池性能。

用于解决问题的方案

本发明的第一技术方案为一种蓄电装置的制造方法，所述蓄电装置具有电解质层以及将其夹持而相对设置的正极和负极，该方法具备通过下述a～c形成正极的工序以及通过下述d形成负极的工序。

a.使下述(X)处于还原去掺杂状态的工序。

b.用抗衡离子对下述(Y)的阴离子进行补偿的工序。

c.至少使用由上述a得到的还原去掺杂状态的(X)以及由上述b得到的补偿状态的(Y)来形成正极的工序。

d.使用未掺杂状态的下述(Z)来形成负极的工序。

(X)因离子的嵌入·脱嵌而导电性变化的掺杂状态的正极活性物质(以下有时称为“正极活性物质”)。

(Y)阴离子性材料。