蓄电材料和蓄电装置制造方法及图纸

一种蓄电装置，具有正极３１、负极３２和配置在上述正极和上述负极之间的电解液２９，正极３１和负极３２中的至少一者含有含聚合物的蓄电材料，所述聚合物的主链的结构单元中具有四硫属元素富瓦烯骨架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及蓄电材料和使用该蓄电材料的蓄电装置。
技术介绍
近年来，便携音响装置、手机、笔记本电脑之类的便携型电子设备广泛普及，作为这些便携型电子设备的电源使用各种二次电池。另外，对大容量的二次电池的需求远远比 对便携型电子设备的需求大。例如，从节能方面考虑或从降低二氧化碳的排出量方面考虑， 在现有的使用内燃机的车辆中已经开始普及混合动力车，并用电驱动力。因此，无论何种用 途，都需要输出、容量、反复寿命等的特性更加优异的二次电池。二次电池利用氧化还元反应来存储电荷，所以进行可逆氧化还元反应的物质、即 存储电荷的蓄电材料对二次电池的上述特性有很大影响。在以往的二次电池中使用金属、 碳、无机化合物等作为蓄电材料。例如，现在在广泛应用的锂二次电池中，作为蓄电材料即 正极活性物质和负极活性物质使用金属氧化物和石墨等。相对于这种无机材料，已研究了使用有机化合物作为蓄电材料。由于有机化合物 可以比无机化合物进行更多样的分子设计，所以人们认为在使用有机化合物作为活性物质 时，可以通过分子设计来实现具有各种特性的活性物质。另外，由于有机化合物比金属重量轻，所以在使用由有机化合物形成的蓄电材料 构成二次电池时，可以实现重量轻的二次电池。因此，人们认为其适合在例如，充电密度不 高也可以、但要求重量轻的混合动力车用的二次电池中使用。已研究了使用电容器作为混 合动利车用蓄电装置，该优点在利用化学反应的电容器中使用由有机化合物形成的蓄电材 料的情况中也可以得到。本申请的专利技术人在专利文献1和2中提出了作为可期待高速充放电的新型蓄电材 料的、具有η电子共轭云的有机化合物，其反应机理已逐渐清楚。专利文献专利文献1 特开2004-111374号公报专利文献2 特开2004-342605号公报
技术实现思路
为了扩大可利用的电压范围，蓄电装置的电解液使用非水系溶剂。因此，在使用有 机化合物作为蓄电材料的情况中产生了蓄电材料溶解在电解液中的问题。即使蓄电材料在 电解液中的溶解度非常低，但在通过反复充放电而蓄电材料慢慢溶解的情况中，反复充放 电特性不好。本专利技术的目的在于提供解决上述现有技术的课题的新型活性物质和使用该活性 物质的蓄电装置，所述新型活性物质中含有在电解液中不溶解，输出、容量、反复寿命等的 特性优异的有机化合物。本专利技术的蓄电材料含有聚合物，所述聚合物的主链的结构单元中具有四硫属元素富瓦烯骨架。在一个优选的实施方式中，上述四硫属元素富瓦烯骨架彼此直接结合，构成了上 述聚合物的主链。在一个优选的实施方式中，上述聚合物是2种以上具有带不同取代基的上述四硫 属元素富瓦烯骨架的单体的共聚物。在一个优选的实施方式中，上述聚合物是具有乙炔骨架和噻吩骨架中的至少一者 的单体、与上述具有四硫属元素富瓦烯骨架的单体形成的共聚物。在一个优选的实施方式中，上述四硫属元素富瓦烯骨架是四硫富瓦烯骨架。在一个优选的实施方式中，上述聚合物的聚合度是4以上。在一个优选的实施方式中，上述四硫属元素富瓦烯骨架以下面的通式(1)表示，FMyx /Yr1TMTR3^X X^R2 . . . (1)通式(1)中，X是氧原子、硫原子、硒原子或碲原子，选自Rl R4中的2个基团表 示与相邻的结构单元结合的键，另外2个基团分别是选自独立的链状饱和烃基、链状不饱 和烃基、环状饱和烃基、环状不饱和烃基、苯基、氢原子、羟基、氰基、氨基、硝基和亚硝基中 的至少一种，上述链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基和环状不饱和烃基分别含 有选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子和硅原子中的至少一种。在一个优选的实施方式中，上述聚合物以下述通式(2)表示，<formula>formula see original document page 8</formula>通式(2)中，X是氧原子、硫原子、硒原子或碲原子，R5和R6分别是选自独立的链 状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基、环状不饱和烃基、苯基、氢原子、羟基、氰基、 氨基、硝基和亚硝基中的至少一种，上述链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基和 环状不饱和烃基分别含有选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子和硅原子中的至少一种。在一个优选的实施方式中，上述X是硫原子，上述R5和R6是链状烃基或芳香族 基。在一个优选的实施方式中，上述X是硫原子，上述R5和R6是C6H13、CltlH21、C8H17、或 C6H50在一个优选的实施方式中，上述聚合物是含有下述通式(3)和(4)所示的结构单元的共聚物，<formula>formula see original document page 9</formula>通式(3)和(4)中，X是氧原子、硫原子、硒原子或碲原子，R5 R8分别是选自独立 的链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基、环状不饱和烃基、苯基、氢原子、羟基、氰 基、氨基、硝基和亚硝基中的至少一种，上述链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基 和环状不饱和烃基分别含有选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子和硅原子中的至少一种， 并且R5和R6的组合与R7和R8的组合不同。在一个优选的实施方式中，上述X是硫原子，上述R5和R6分别是苯基，上述R7和 R8分别是链状烃基。在一个优选的实施方式中，上述聚合物以下述通式(5)表示，<formula>formula see original document page 9</formula>通式(5)中，X是氧原子、硫原子、硒原子或碲原子，R5、R6分别独立地是选自链 状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基、环状不饱和烃基、苯基、氢原子、羟基、氰基、 氨基、硝基和亚硝基中的至少一种，上述链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基和 环状不饱和烃基分别含有选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子和硅原子中的至少一种，R9 是含有乙炔骨架的链状不饱和烃基或环状不饱和烃基，并且含有选自碳原子、氧原子、氮原 子、硫原子和硅原子中的至少一种。在一个优选的实施方式中，上述X是硫原子，上述R5和R6分别是苯基或链状烃 基，上述R9具有下述化学式(6)所示的结构。<formula>formula see original document page 9</formula>在一个优选的实施方式中，上述聚合物以下述通式(7)表示，<formula>formula see original document page 10</formula>. (7 )通式(7)中，X是氧原子、硫原子、硒原子或碲原子，R5、R6分别是选自独立的链 状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基、环状不饱和烃基、苯基、氢原子、羟基、氰基、 氨基、硝基和亚硝基中的至少一种，上述链状饱和烃基、链状不饱和烃基、环状饱和烃基和 环状不饱和烃基分别含有选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子和硅原子中的至少一种，R10 是含有噻吩骨架的链状不饱和烃基或环状不饱和烃基，并且含有选自碳原子、氧原子、氮原 子、硫原子和硅原子中的至少一种。在一个优选的实施方式中，上述X是硫原子，上述R5和R6分别是苯基或链状烃 基，上述R10具有下述化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电材料，含有聚合物，所述聚合物的主链的结构单元中具有四硫属元素富瓦烯骨架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：北条伸彦，大塚友，山本隆一，清水贵央，佐々木隆行，柳田朋亮，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]