固体电解质用组合物、固体电解质、锂离子二次电池及锂离子二次电池的制造方法技术

提供低温下的锂离子传导性以及强度良好的固体电解质用组合物以及固体电解质。此外，提供低温下的充放电性能以及固体电解质层的强度提高的锂离子二次电池以及锂离子二次电池的制造方法。固体电解质的基质具有在高支链聚合物与交联性氧化乙烯多元共聚物化学交联而成的共交联体中保持有非反应性聚亚烷基二醇的微结构。基质中溶解有锂盐。负极活性物质层为在锂离子传导性的固体电解质中分散负极活性物质和导电助剂而成的层。正极活性物质层为在锂离子传导性的固体电解质中分散正极活性物质和导电助剂而成的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂离子传导性的固体电解质用组合物及固体电解质、锂离子二次电池以及锂离子二次电池的制造方法。
技术介绍
使锂盐溶解于直链状的聚氧化こ烯中而成的固体电解质存在低温下锂离子传导性降低的问题。认为这是因为直链状的聚氧化こ烯的结晶性高，故低温下分子链的运动性降低的缘故。为了解决该问题，专利文献I及2中，作为替代直链状的聚氧化こ烯的基质，提出 了具有含聚氧化烯链的分支分子链的高支链聚合物与间隔物(spacer)的共交联体以及使锂盐溶解于该共交联体中而成的固体电解质。专利文献I及2提出的共交联体的分子链的运动性比直链状的聚氧化こ烯更良好，专利文献I及2提出的固体电解质低温下的锂离子传导性比使锂盐溶解于直链状的聚氧化こ烯中而成的固体电解质更良好。专利文献3涉及锂离子二次电池。专利文献3的锂离子二次电池具有在负极活性物质层(负极活性物质电极)与正极活性物质层(正极活性物质电极)之间夹着固体电解质层(聚合物电解质膜)的结构。该负极活性物质层是通过对负极活性物质、导电助剂、锂盐(支持电解质盐)、前体(聚合性聚合物)等的混合物照射电子射线等来形成(段落0014)。正极活性物质层是通过对正极活性物质、导电助剂、锂盐、前体等的混合物照射电子射线等来形成(段落0013)。该固体电解质层是通过对前体等的混合物照射电子射线等来形成。专利文献I中谈及含有醚氧(醚键)、末端基团为交联基团(聚合性官能团)的网眼状的聚合物形成前体(段落 0015)。专利文献3中例示了作为环氧こ烷与环氧丙烷的共聚物、且末端基团为丙烯酰基的聚合物来作为前体(段落0023)。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开2006-344504号公报 专利文献2 :日本特开2008-130529号公报 专利文献3 :日本特开2003-92139号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 但是，利用专利文献I及2提出的固体电解质时，低温下的锂离子传导性依然不充分。此外，专利文献I及2提出的固体电解质还存在強度不充分的问题。本专利技术是为了解决这些问题而提出的，其目的在于，提供低温下的锂离子传导性以及强度良好的固体电解质用组合物以及固体电解质。此外，专利文献3的锂离子二次电池存在低温下充放电性能降低的问题、固体电解质层的强度不充分的问题。本专利技术是为了解决这些问题而提出的，其目的在于，提供低温下的充放电性能以及固体电解质层的强度提高的锂离子二次电池以及锂离子二次电池的制造方法。用于解决技术问题的手段 本专利技术的第I方面的固体电解质用组合物，含有 (a)高支链聚合物，其具有含聚氧化烯链的分支分子链、具有第I交联基团； (b)交联性氧化乙烯多元共聚物，其重均分子量为50000 300000、是包括氧化乙烯和具有与上述第I交联基团反应的第2交联基团的缩水甘油醚的2种以上单体的多元共聚 物； (c)非反应性聚亚烷基二醇，其具有包括低聚亚烷基二醇链的分子链、分子链的全部末端被非反应性的末端基团封端；和 (d)锂盐。本专利技术的第2方面的固体电解质用组合物，其为本专利技术的第一方面所述的固体电解质用组合物，其中进一步含有 (e)非交联性氧化乙烯均聚物，其重均分子量为50000 300000、不具有与上述第I交联基团反应的基团。本专利技术的第3方面的固体电解质用组合物，其为本专利技术的第一方面所述的固体电解质用组合物，其中进一步含有 (f)非交联性氧化乙烯多元共聚物，其重均分子量为50000 300000、是含有氧化乙烯和氧化乙烯以外的氧化烯的2种以上单体的多元共聚物、不具有与上述第I交联基团反应的基团。本专利技术的第4方面的锂离子电池具备负极活性物质层、正极活性物质层和固体电解质层。负极活性物质层是在锂离子传导性的固体电解质中分散负极活性物质和导电助剂而成的层。正极活性物质层是在锂离子传导性的固体电解质中分散正极活性物质和导电助剂而成的层。夹在负极活性物质层与正极活性物质层之间的固体电解质层包含锂离子传导性的固体电解质。锂离子传导性的固体电解质可通过使前体混合物的高支链聚合物和交联性氧化乙烯多元共聚物共交联来得到，所述前体混合物含有 (a)高支链聚合物，其具有含聚氧化烯链的分支分子链、具有第I交联基团； (b)交联性氧化乙烯多元共聚物，其重均分子量为50000 300000、是包括氧化乙烯和具有与上述第I交联基团反应的第2交联基团的缩水甘油醚的2种以上单体的多元共聚物； (c)非反应性聚亚烷基二醇，其具有包括低聚亚烷基二醇链的分子链、分子链的全部末端被非反应性的末端基团封端；和 (d)锂盐。共交联通过可形成化学交联的方法，例如，电子射线交联、UV(紫外线)交联、热交联等来形成。 本专利技术也涉及固体电解质以及锂离子电池的制造方法。专利技术效果 根据本专利技术的第I方面的固体电解质用组合物，由于固体电解质含有分子链的运动性高的高支链聚合物和分子链的运动性比高支链聚合物更高的非反应性聚亚烷基ニ醇，因而固体电解质的锂离子传导性提高。此外，由于固体电解质含有伸縮性高的氧化こ烯多元共聚物，因而固体电解质的强度提高。根据本专利技术的第2方面的固体电解质用组合物，由于非交联性氧化こ烯均聚物进行物理交联，故固体电解质的强度进ー步提高。 根据本专利技术的第3方面的固体电解质用组合物，由于非交联性氧化こ烯多元共聚物进行物理交联，故固体电解质的强度进ー步提高。根据本专利技术的第4方面的锂离子二次电池，锂离子二次电池的低温下的性能以及固体电解质层的强度提高。本专利技术的固体电解质和锂离子二次电池的制造方法也发挥同样的效果。上述以及上述以外的本专利技术的目的、特征、方面以及优点，在与附图一起考虑吋，通过下述本专利技术的具体说明变得更加清楚。附图说明为第I实施方式的锂离子二次电池的截面图。为负极活性物质层的截面图。为正极活性物质层的截面图。为第I实施方式的锂离子传导性的固体电解质的基质的示意图。为说明第I实施方式的固体电解质的制造顺序的流程图。为说明第2实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第2实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第2实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第2实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第2实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第3实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第3实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第3实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第3实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第3实施方式的锂离子二次电池的制造方法的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第4实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为第5实施方式的锂离子二次电池的截面图。为第6实施方式的锂离子传导性的固体电解质的基质的示意图。为说明第7实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第7实施方式的锂离子二次电池的制造顺序的截面图。为说明第7实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：伊藤敬人，宇野贵浩，武田保雄，今西诚之，伊坪明，野村荣一，加藤重光，奥田清次，
申请(专利权)人：国立大学法人三重大学，
类型：发明
国别省市：