聚合物电解质和电池制造技术

披露能够获得优良放电特性的聚合物电解质和使用该聚合物电解质的电池。将阴极（２１）和阳极（２２）与它们之间的隔板（２４）卷绕在一起。其后，将该卷绕体装在封装构件内。然后，向其中添加电解质组合物，该电解质组合物包含溶剂、聚乙烯醇缩醛或其衍生物和六氟磷酸锂。通过使用六氟磷酸锂作为催化剂，聚合聚乙烯醇缩醛或其衍生物。从而，形成聚合物电解质（２３），并改善放电特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
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，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。根据本专利技术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专利技术的第一电池，在抑制液漏的同时，可改善放电特性。根据本专利技术的第二聚合物电解质，通过使用六氟磷酸锂，聚合了聚乙烯醇缩醛及其衍生物，并且聚合物化合物的含量为2wt％～5wt％，包括两端值。因而，在抑制液漏的同时，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专利技术的第二电池，在抑制液漏的同时，可改善放电特性。具体而言，当聚合物电解质中聚合物化合物的含量为2wt％～3.5wt％(包括两端值)时，可获得更好的效果。附图说明图1为显示根据本专利技术实施方案的二次电池结构的分解透视图；以及图2为沿图1所示电池单元的线I-I截取的截面。图3为显示聚乙烯醇缩甲醛的混合量和放电容量之间关系的特性曲线图。具体实施方式此后将参考附图对本专利技术的实施方案进行详细地说明。根据本专利技术的一类实施方案的聚合物电解质为所谓的凝胶状，其包含：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；以及电解液。聚乙烯醇缩醛是包含下述构成单元作为重复单元的化合物：化学式1(A)所示的含缩醛基团的构成单元，化学式1(B)所示的含羟基的构成单元以及化学式1(C)所示的含乙酰基团的构成单元。具体而言，例如，可采用化学式1(A)中所示的R为氢原子的聚乙烯醇缩甲醛，或化学式1(A)中所示的R-->为丙基的聚乙烯醇缩丁醛。化学式1在所述化学式中，R表示氢原子或碳数为1～3的烷基。在聚乙烯醇缩醛中缩醛的比率优选为60mol％～80mol％。在此范围内，可改善与溶剂的溶解性，并可进一步改善聚合物电解质的稳定性。此外，聚乙烯醇缩醛的重均分子量优选为10000～500000。当分子量过低时，聚合反应难以进行。同时，当分子量过高时，电解液的粘度增大。聚合物化合物的含量优选占整个聚合物电解质总量的2wt％～5wt％(包括两端值)，并且更优选为2wt％～3.5wt％(包括两端值)。如果所述含量低，那么保持电解液的能力可能劣化。如果所述含量高，那么电解液的比率变小，从而导致离子电导率的劣化。所述聚合物化合物可以是聚合了选自聚合聚乙烯醇缩醛和聚合聚乙烯醇缩醛衍生物中的至少一种的化合物，还可以是聚乙烯醇缩醛和/或聚合聚乙烯醇缩醛衍生物与除聚乙烯醇缩醛及其衍生物以外的单体的共聚体。此外，可通过使用六氟磷酸锂(LiPF6)作为催化剂进行聚合，而得到聚合物化合物，其中六氟磷酸锂还起到电解质盐的作用。从而，促进聚合，并且聚合物化合物即使含量较小也仍可保持电解液。通过将电解质盐溶解在溶剂中得到电解液。作为溶剂，例如，可列举非水溶剂，例如内酯溶剂(例如γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯)；碳酸酯溶剂(例如碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、甲基乙基碳酸酯和碳酸二乙酯)，醚溶剂(例如1，2-二甲氧基乙烷、1-乙氧基-2-甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃)，腈溶剂(例如乙腈)，环丁砜溶剂；磷酸类；磷酸酯溶剂；以及吡咯烷酮。可单独使用所述溶剂中的一种，或者可混合使用所述溶剂中的两种或两种以上。可采用溶于溶剂并产生离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物电解质，其包含：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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-3-14 071629/2005;JP 2005-3-14 071630/20051.一种聚合物电解质，其包含：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。2.一种聚合物电解质，其包含：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。3.根据权利要求2的聚合物电解质，其中所述聚合物化合物的含量为3.5wt％或以下。4.一种在封装构件内包括阴极、阳极、隔板和聚合物电解质的电池，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田有治，远藤贵弘，中村智之，山本鑑，诹访刚彦，成瀬义明，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]