[发明专利]电极保护膜形成剂、电极、电解液、锂二次电池、锂离子电容器和电极保护膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极保护膜形成剂、电极、电解液、锂二次电池、锂离子电容器和电极保护膜的制造方法。

背景技术

锂二次电池等非水电解液二次电池具有高电压、高能量密度这样的特征，因而被广泛用于便携式信息设备领域中，其需求正在迅速扩大。目前，已经确立了作为以移动电话、笔记本型个人电脑为代表的移动信息化设备用的标准电池的地位。当然，伴随着便携设备等的高性能化和多功能化，对于作为其电源的非水电解液二次电池也要求进一步的高性能化(例如，高容量化和高能量密度化)。为了应对该要求，正在研究电极充电率的提高所引起的高密度化、现行活性物质(尤其是负极)的利用深度的提高、新式高容量活性物质的开发等各种方法。并且，现实中正在通过这些方法将非水电解液二次电池确实地高容量化。

近年来，为了应对电动汽车的需求，锂二次电池的高输出功率化成为了当务之急。一般认为锂二次电池的高输出功率化具有两个重要的要素。一个是在电极材料中电子传导性高，另一个是锂离子的传导性高。任一个要素差的情况下，电池的内部电阻升高，无法得到充分的输出特性。成为内部电阻的主要原因的地方是离子传导和电子传导的反应界面集中的电极材料。

在离子传导中，尤其是电阻大的部分是电极表面的界面电阻。负极的界面电阻的原因据说是因为锂离子向负极的插入反应时配位于锂离子的溶剂分子发生脱离的去溶剂化反应成为了控速阶段。作为在负极促进去溶剂化的方法，提出了粘结剂使用聚丙烯酸的方法(专利文献1)、或使用氮杂冠醚的方法(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-287570号公报

专利文献2：日本特开2010-86954号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，关于负极的界面电阻的降低效果(而不是降低正极的界面电阻的方法)，专利文献1的化合物并不充分。而且，在专利文献2的化合物的情况下，氮杂冠醚本身的氧化稳定性不足，因此不适合于正极保护膜形成剂。

本发明的目的在于提供一种输出特性和长期循环特性优异、电极电阻低的锂二次电池或锂离子电容器用的电极或电解液。

用于解决课题的方案

本发明人为了达到上述目的进行了深入研究，结果完成了本发明。即，本发明涉及一种电极保护膜形成剂(D)，其含有化合物(C)，该化合物(C)具有选自由氨基甲酸酯键(a1)、脲键(a2)、脲基甲酸酯键(a3)和缩二脲键(a4)组成的组中的至少一种键(a)、聚合性不饱和键(b)、以及通式(1)所表示的基团(g)；含有上述电极保护膜形成剂(D)的电极或电解液；具有上述电极和/或上述电解液的锂二次电池或锂离子电容器；一种电极保护膜的制造方法，其包括下述工序：使电极和/或电解液中含有上述电极保护膜形成剂(D)后，施加电压。

-AM   (1)

[M为1价的金属离子，A表示-CO₂^-、-SO₃^-、-OPO(OR¹)O^-、-B(O^-)₂、-B(OR²)O^-或-B(OR³)₃^-(R¹～R³是各碳原子数为1～10的烃基，多个R³分别可以相同也可以不同，相互形成或不形成环)。]

发明的效果

通过使用含有本发明的电极保护膜形成剂(D)的电极和/或电解液，可以制作充放电循环特性和输出特性优异、电极电阻低的锂二次电池或锂离子电容器。

具体实施方式

<电极保护膜形成剂(D)>

在锂二次电池或锂离子电容器的负极、正极或其中任一种中均含有本发明的电极保护膜形成剂(D)后，对该电池或该电容器施加电压，则在电极的活性物质的表面上形成聚合膜，通过该聚合膜的作用可以提高充放电循环特性和输出特性，同时可以降低电极电阻。

另外，在锂二次电池或锂离子电容器的电解液中含有电极保护膜形成剂(D)后，对该电池或该电容器施加电压，则在电极的活性物质的表面上形成聚合膜，通过该聚合膜的作用可以提高充放电循环特性和输出特性，同时可以降低电极电阻。