电极材料、电极、蓄电装置以及浆料组合物制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包含配位化合物的电极材料，该配位化合物含有至少一种过渡金属离子和配体，该配体具有2个以上能够与该过渡金属离子配位的官能团(A)，并且具有2对以上具有氧化还原性的官能团(B)的共轭对。在此，2个以上的官能团(A)可以相同也可以不同，2对以上的官能团(B)的共轭对可以相同也可以不同，进而，官能团(A)的至少一部分与上述官能团(B)的至少一部分可以相同也可以不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极材料、电极、蓄电装置以及浆料组合物
本专利技术涉及电极材料、电极、蓄电装置以及浆料组合物。
技术介绍
电池和电容器这样的蓄电装置能够在广泛的用途中使用。因此近年来为了使其进一步高性能化，正在研究对电极等蓄电装置的构成构件进行改进。在此，上述那样的蓄电装置的电极通常具有电极复合材料层。电极复合材料层包含例如活性物质、粘结剂(粘结材料)以及根据需要能够配合的导电材料等。因此，一直以来，为了实现蓄电装置的性能的进一步提高，正在尝试进行活性物质的改进。另一方面，最近如下所述的配位性高分子配位化合物备受瞩目，该配位性高分子配位化合物是由2官能团以上的刚性有机配体通过配位键交联在2个以上的金属离子间而形成的，具有被控制了尺寸的纳米孔规律性重复的框架结构。这样的配位性高分子配位化合物也称为金属有机结构体(MOF：Metal-OrganicFramework)或多孔性配位高分子(PCP：PorousCoordinationPolymer)，期待应用于广泛的用途中。例如，在专利文献1中，提出了由氧代碳酸(Oxocarbonicacid)的金属配位化合物形成的烃气体的分离材料。专利文献1的金属配位化合物的烃气体的分离性能优异。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-12251号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，近年来，能够重复充放电的蓄电装置的用途正在逐渐扩大。该蓄电装置需要进行重复充放电后、自初次放电容量起的放电容量的降低也少，即循环特性优异。因此，本专利技术目的在于提供一种电极材料，其在用作蓄电装置的电极材料的情况下，能够提供循环特性优异的蓄电装置。此外，本专利技术目的在于提供一种能够形成循环特性优异的蓄电装置的电极、以及能够用于制造该电极的浆料组合物。进而，本专利技术目的还在于提供一种循环特性优异的蓄电装置。用于解决问题的方案本专利技术人为了实现上述目的而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现如下的电极材料能够呈现高的氧化还原能力，该电极材料包含配位化合物，上述配位化合物含有至少一种过渡金属离子和具有特定数量以上的特定官能团的配体，从而完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的电极材料的特征在于，其包含配位化合物，该配位化合物含有至少一种过渡金属离子和配体，该配体具有2个以上能够与该过渡金属离子配位的官能团(A)并且具有2对以上具有氧化还原性的官能团(B)的共轭对。在此，2个以上的上述官能团(A)能够相同也能够不同，2对以上的上述官能团(B)的共轭对能够相同也能够不同，进而，上述官能团(A)的至少一部分与上述官能团(B)的至少一部分能够相同也能够不同。包含含有至少一种过渡金属离子和具有特定官能团的配体的配位化合物的电极材料在用作蓄电装置的电极材料的情况下，能够提供循环特性优异的蓄电装置。在此，本专利技术的电极材料优选具有结晶性。如果电极材料具有结晶性，则能够提高将电极材料用作蓄电装置的电极材料的情况下得到的蓄电装置的耐热性。在此，电极材料是否“具有结晶性”能够通过本说明书的实施例记载的方法确认。此外，本专利技术的电极材料优选上述配位化合物的单元结构中每1个上述过渡金属离子的水合水个数为0.50以下。如果配位化合物的每1个过渡金属离子的水合水个数少至0.50以下，则能够进一步提高得到的蓄电装置的循环特性。另外，配位化合物的单元结构中每1个过渡金属离子的水合水个数能够根据本说明书的实施例记载的热重量分析法进行测定。此外，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的电极的特征在于包含上述任一种电极材料作为活性物质。通过使用包含上述任一种电极材料的电极，能够提高蓄电装置的循环特性。在此，本专利技术的电极中，优选在上述电极中含有的上述配位化合物的单元结构中的每1个上述过渡金属离子的水合水个数为0.50以下。如果在电极中包含的配位化合物的每1个过渡金属离子的水合水个数少至0.50以下，则能够进一步提高具有该电极的蓄电装置的循环特性。此外，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的蓄电装置的特征在于包含电解质和上述任一种电极。包含上述任一种电极的蓄电装置的循环特性优异。在此，本专利技术的蓄电装置优选上述电解质不溶解上述电极材料。如果电解质不溶解电极材料，则能够进一步提高蓄电装置的循环特性。此外，本专利技术的蓄电装置优选还包含上述电极的对电极，该对电极包含一种金属或者含有多种金属的合金。如果蓄电装置具有包含本专利技术电极材料的正极和包含金属或合金的对电极，则能够实现高的放电容量。此外，本专利技术的蓄电装置优选上述电极还包含纤维素系聚合物和聚醚系聚合物中的至少一种。如果蓄电装置的电极还包含纤维素系聚合物和聚醚系聚合物中的至少一种，则能够实现更高的循环特性。此外，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的浆料组合物特征在于包含纤维素系聚合物和聚醚系聚合物中的至少一种以及上述任一种电极材料。根据包含纤维素系聚合物和聚醚系聚合物中的至少一种以及上述任一种电极材料的浆料组合物，能够形成可以使蓄电装置发挥高的循环特性的电极。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种电极材料，其在用作蓄电装置的电极材料的情况下，能够提供循环特性优异的蓄电装置。此外，根据本专利技术，能够提供一种可以形成循环特性优异的蓄电装置的电极、以及能够用于制造该电极的浆料组合物。进而，根据本专利技术，还能够提供一种循环特性优异的蓄电装置。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细地说明。在此，本专利技术的电极材料能够优选地用作蓄电装置用电极的活性物质。而且，本专利技术的蓄电装置特征在于具有包含本专利技术的电极材料的电极。该蓄电装置能够为将例如质子、氢离子、锂离子、钠离子、镁离子、铝离子、锌离子、银离子、铅离子或有机氮阳离子作为载体离子的蓄电装置。而且，蓄电装置能够为采用了上述各种载体离子的二次电池、电容器。(电极材料)本专利技术的电极材料特征在于包含配位化合物，该配位化合物含有至少一种过渡金属离子和配体，该配体具有2个以上能够与该过渡金属离子配位的官能团(A)并且具有2对以上具有氧化还原性的官能团(B)的共轭对。在此，2个以上的官能团(A)能够相同也能够不同，2对以上的官能团(B)的共轭对能够相同也能够不同，进而，官能团(A)的至少一部分与官能团(B)的至少一部分能够相同也能够不同。[过渡金属离子]本专利技术的电极材料包含至少一种过渡金属离子。进而，本专利技术的电极材料优选仅包含一种过渡金属离子，但是也可以包含多种过渡金属离子。在此，作为本专利技术的电极材料中可包含的过渡金属离子，可举出例如Cu、Fe、Ni、Co、Mn、V、Cr、Ti。其中，优选Cu(Cu1+、Cu2+)、Fe(Fe2+、Fe3+)、Mn(Mn+、Mn2+、Mn3+、Mn4+)、Ti(Ti+、Ti2+、Ti3+、Ti4+)，特别优选Cu(Cu2+)和Fe(Fe2+、Fe3+)。[配位化合物]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极材料，其包含配位化合物，所述配位化合物含有配体和至少一种过渡金属离子，所述配体具有2个以上能够与所述过渡金属离子配位的官能团(A)，并且具有2对以上具有氧化还原性的官能团(B)的共轭对，/n2个以上的所述官能团(A)能够相同也能够不同，/n2对以上的所述官能团(B)的共轭对能够相同也能够不同，进而，/n所述官能团(A)的至少一部分与所述官能团(B)的至少一部分能够相同也能够不同。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180524 JP 2018-0999091.一种电极材料，其包含配位化合物，所述配位化合物含有配体和至少一种过渡金属离子，所述配体具有2个以上能够与所述过渡金属离子配位的官能团(A)，并且具有2对以上具有氧化还原性的官能团(B)的共轭对，
2个以上的所述官能团(A)能够相同也能够不同，
2对以上的所述官能团(B)的共轭对能够相同也能够不同，进而，
所述官能团(A)的至少一部分与所述官能团(B)的至少一部分能够相同也能够不同。


2.根据权利要求1所述的电极材料，其中，所述电极材料具有结晶性。


3.根据权利要求1或2所述的电极材料，其中，所述配位化合物的单元结构中的每1个所述过渡金属离子的水合水个数为0.50以下。


4.一种电极，其包含权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：米丸裕之，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP