[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

使锂盐溶解于直链状的聚氧化乙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乙烯的结晶性高，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1及2中，作为替代直链状的聚氧化乙烯的基质，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1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乙烯更良好，专利文献1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乙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1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中例示了作为环氧乙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1：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。

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，利用专利文献1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1及2提出的固体电解质还存在强度不充分的问题。

本发明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。

本发明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

本发明的第1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1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1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。

本发明的第2方面的固体电解质用组合物，其为本发明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1交联基团反应的基团。

本发明的第3方面的固体电解质用组合物，其为本发明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1交联基团反应的基团。

本发明的第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：