用作电解质的化合物、电解质、其制备方法和使用这种电解质的电池技术

一个负电极（１１）和一个正电极（１２）对面安置并以电解质（１３）置于其间。所述电解质（１３）通过将用作电解质的化合物聚合来获得，所述用作电解质的化合物包括具有醚键和能形成交联的官能团的化合物、硅氧烷衍生物和锂盐。具有醚键和能形成交联的官能团的化合物通过聚合形成了三维网络结构。所述硅氧烷衍生物和锂盐可与所述结构相配伍。这在增加离子传导性的同时维持了高的形成高膜强度的膜的能力。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作电解质的化合物，所述电解质包括一种聚合物化合物和电解质盐。本专利技术也涉及一种电解质、其制备方法和使用这种电解质的电池。
技术介绍
近来，便携式电子产品诸如camcorder(录像机)、蜂窝状电话和袖珍计算机正在快速普及。这些电子产品需要其电化学装置具有更高的性能。常规的电化学装置诸如蓄电池使用通过将作为控制离子导电性的物质的电解质盐溶解于例如水或可燃性有机溶剂中来获得液体电解质。但是，因为液体电解质具有诸如泄漏的问题，所以需要通过使用金属容器来确保不漏液。因此，电化学装置通常变得较重，并且具有较少可能的形态特征的多样性。此外，其密封方法通常较复杂。已经有人对包括离子导电固体物的所谓的固体电解质进行了研究。固体电解质没有液体泄漏的问题。固体电解质也具有几个其它的优点，即简化的密封方法、更轻的装置和聚合物形成膜的优异的能力造成的形式选择的灵活性。一般来说固体电解质包括模板聚合物和电解质盐，其可离解出离子。所述模板聚合物具有离子解离能力并具有两个功能保持这种离子导电固体处在固态并起电解质盐的溶剂的作用。法国Grenoble大学的Armand等人在1978年作了一个关于固体电解质的实例的报告；他们在一个高氯酸锂溶解于聚烯化氧的体系中获得了数量级为1×10-7S/cm的离子电导率。从那以后，还积极地检验了各种聚合物材料，特别是具有聚醚键的聚合物。所述固体电解质使用具有聚烯化氧特征的正链聚醚作为模板。这种类型的固体电解质通过聚合物链的局部链段的移动而将离解离子在高于所述模板聚合物的玻璃化转变点以上的温度下、在无定形相中传递来获得离子传导性。但是，所述解离成正链模板诸如身为半结晶聚合物的聚烯化氧的离子、特别是阳离子通过与聚合物链相互作用而强配位并形成假交联点。这导致部分结晶而减少所述链段移动。为了提高室温下的离子传导性，需要增加所述电解质盐的离子解离能力和发展所需的聚合物的分子设计而使所述聚合物具有许多离子可在模板内容易地移动的非晶形区域并使所述聚合物的玻璃化转变点保持在较低水平。在一种分子设计中，支链结构被导入到聚烯化氧架构中以便增加离子传导性(参见Masayoshi Watanabe，Netsu Sokutei 24(1)pp12-21，1996)。但是，这种类型的聚合物的合成需要复杂的方法。在另一种分子设计中，一种三维网络结构被导入到模板聚合物中以防止聚合物的结晶。这种分子设计应用到例如通过丙烯酸或甲基丙烯酸单体与聚氧化烯组分的聚合获得的聚合物上(参见日本未审查的专利申请号5-25353)。但是，因为碱金属盐不能良好地溶解于单体中，所以不能获得足够的离子传导性。因此，需要获得一种替代的固体电解质。本专利技术的公开本专利技术针对这些问题而产生。本专利技术的一个目标是提供用作电解质的化合物、和一种电解质、制备这种电解质的方法和使用这种能获得高离子传导性的电解质的电池。按照本专利技术的用作电解质的化合物包括具有醚键和能形成交联的官能团的可交联化合物、高分子化合物和电解质盐。按照本专利技术的用作电解质的化合物包括具有醚键和能形成交联的官能团的可交联化合物、高分子化合物和电解质盐。这使得获得具有高离子传导性的电解质成为可能。按照本专利技术的一种电解质包括通过交联基团使其交联的具有醚键和交联基团的化合物、高分子化合物和电解质盐。在按照本专利技术的电解质中，所述高分子化合物和解离的电解质盐可与通过交联基团交联的具有醚键和交联基团的化合物相配伍。这使所述电解质获得高的离子传导性。一种制备按照本专利技术的电解质的方法包括将具有醚键和可形成交联的官能团的可交联化合物、高分子化合物和电解质盐相混合；并使所述可交联化合物交联。在制备按照本专利技术的电解质的方法中，将具有醚键和可形成交联的官能团的可交联化合物、高分子化合物和电解质盐混合并且使所述可交联化合物交联。制备按照本专利技术的电解质的另一种方法包括将具有醚键和可形成交联的官能团的可交联化合物和一种高分子化合物混合；使所述可交联化合物交联；并加入电解质盐。在制备按照本专利技术的电解质的所述方法中，先混合具有醚键和可形成交联的官能团的可交联化合物和一种高分子化合物，并且使所述可交联化合物交联。然后，加入电解质盐。按照本专利技术的一种电池包括正电极和负电极以及电解质，其中所述电解质包括通过交联基团交联的具有醚键和交联基团的化合物、高分子化合物和电解质盐。当从所述电解质盐解离的离子在负电极和正电极之间的电解质中移动时，按照本专利技术的电池放电。包括按照本专利技术的电解质的电池展现出高的离子传导性并具有高的性能。本专利技术的种种目标、特征和优点通过下面的说明将更全面地展现出来。附图的简要说明附图说明图1是说明使用按照本专利技术一种实施方案的电解质的蓄电池的组成的剖视图。实施本专利技术的最佳模式现在将详细说明本专利技术的实施方案。按照本专利技术一种实施方案的电解质包括具有三维网络结构的化合物(其中具有醚键和交联基团的化合物通过交联基团交联)、高分子化合物和电解质盐。所述电解质包括具有三维网络结构交联化合物的原因为如果所述电解质只包括高分子化合物，则该电解质不能形成膜，因为高分子化合物随其分子量降低而展现出流动性；此外，即使高分子化合物具有高的分子量也难以获得足够大的膜强度。换句话说，具有三维网络结构的交联化合物的目的是所述三维网络结构可与高分子化合物和电解质相配伍以确保形成膜的能力和大的膜强度。所述交联化合物为一种其结构中至少正链化合物或梳形化合物可通过交联基团交联的化合物。所述交联化合物可包括一侧链。此外，只要所述交联化合物具有其中包括至少部分线性原子排列的化合物被交联的结构就已经足够。所述交联化合物并不限于线性化合物被交联的化合物。所述交联化合物可具有其中含有环状原子排列的化合物被交联的结构。就是说，所述交联化合物可在其主链或在其侧链具有环状原子排列。只要所述交联化合物是其中具有至少一个交联基团的化合物被交联就能满足要求。交联基团的位置并不限定。例如，如果正链化合物被交联，那么可接受的是两端具有交联基团的化合物被交联，或者在一端具有交联基团的化合物被交联。如果梳形化合物被交联，那么可接受的是至少一端具有交联基团的化合物被交联。简言之，只要所述交联化合物形成一种可与高分子化合物和电解质盐相配伍的三维网络结构就能满足要求。然而，为了获得较高的离子传导性，优选所述交联化合物具有这样一种结构，在结构中化合物没有交联基团但具有至少一个包括醚键的自由端。这样将一个分支结构导入到了所述三维网络结构中，并且因此所述三维网络结构变成具有包括醚键的自由端侧链。例如，如果正链化合物被交联，那么除了具有两端均具有交联基团的化合物被交联的结构外，优选所述交联化合物还具有一端具有交联基团的化合物被交联的结构。如果梳形化合物被交联，那么优选所述交联化合物具有这样一种结构，在结构中具有至少一个没有交联基团的自由端的梳形化合物被交联。还有，如果正链化合物和梳形化合物被交联，优选交联化合物具有一种结构，在该结构中在一端具有交联基团的正链化合物被交联，或者优选交联化合物具有另一种结构，在该结构中具有至少一个没有交联基团的自由端的梳形化合物被交联。所述交联化合物也可具有任何键的交联结构，包括醚键、酯键或氨酯键。例如，所述交联化合物可以是具有一种交联结构的化合物，结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
用作电解质的化合物，所述化合物包括： 具有醚键和能形成交联的官能团的可交联化合物； 高分子化合物；和 电解质盐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野田和宏，堀江毅，安田寿和，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]