[发明专利]蓄电装置用电极活性物质及蓄电装置

说明书

技术领域

本申请涉及蓄电装置用电极活性物质以及使用该电极活性物质的蓄电装置。

背景技术

近年来，以平板型信息终端、智能手机为代表的各种携带型信息终端、携带型游戏机被广泛地普及。作为这样的携带型电子设备的电源，使用了能够反复充放电的二次电池。此外，对于大容量的二次电池的需求也远比携带型电子设备高。例如，从节能的观点或降低二氧化碳的排出量的观点出发，在以往的使用了内燃机的汽车中，并用由电产生的驱动力的混合动力汽车、代替内燃机而使用了电动机的电动汽车开始普及。因此，不论用途如何，也要求输出、容量、反复寿命等特性更进一步优异的二次电池。

二次电池利用氧化还原反应来蓄积电荷，因此可逆地进行氧化还原反应的物质，即蓄积电荷的蓄电材料对二次电池的这种特性有大的影响。在以往的二次电池中，金属、碳、无机化合物等作为蓄电材料被使用。例如，现在被广泛使用的锂二次电池的情况下，作为蓄电材料的正极活性物质和负极活性物质，使用了钴酸锂等金属氧化物和石墨等。

相对于这样的无机材料，研究了使用有机化合物作为蓄电材料。有机化合物与无机化合物相比能够实现多种分子设计。因此，在使用有机化合物作为活性物质的情况下，可以认为能够通过分子设计实现具有各种特性的活性物质。此外，有机化合物与金属相比为轻量，因此在使用由有机化合物形成的蓄电材料来构成二次电池的情况下，可以认为可以实现轻量的二次电池。

例如，专利文献1、2、3中公开了，使用醌系化合物作为电极活性物质的二次电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3045750号公报

专利文献2：日本特许第3039484号公报

专利文献3：日本特许第3257516号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1、2、3所公开的二次电池的放电电压比使用了钴酸锂等无机氧化物的以往的蓄电装置的放电电压(3～4V)低。因此，要求包含有机化合物，可实现更高的放电电压的蓄电装置用的电极活性物质。

本申请的未限定的例示的某实施方式提供包含有机化合物，可实现高放电电压的蓄电装置用的电极活性物质以及使用该电极活性物质的蓄电装置。

用于解决课题的方法

作为本发明的一方式的蓄电装置用电极活性物质包含杂芳香族化合物，所述杂芳香族化合物具有2个以上羰基，包含2个以上氮，并且在骨架中包含上述2个以上羰基的碳和上述2个以上氮。

发明的效果

根据本发明的一方式涉及的蓄电装置用电极活性物质，具有2个以上羰基，包含2个以上氮的杂芳香族化合物具有高氧化还原电位。因此，可实现具有高放电电压的蓄电装置。

附图说明

图1为显示本发明的实施方式的蓄电装置的一例的截面图。

图2为显示实施例1、实施例2和比较例1涉及的电池的充放电曲线 的图。

图3为显示实施例3和比较例2涉及的电池的充放电曲线的图。

图4为显示实施例4和比较例3涉及的电池的充放电曲线的图。

图5为显示实施例7、实施例8和比较例4涉及的电池的充放电曲线的图。

具体实施方式

本申请发明人等，作为作为电极活性物质起作用的有机化合物，详细地研究了具有2个以上酮基的环状化合物。其结果发现，国际公开第2009/118990号和国际公开第2011/111401号所公开的各种环状酮化合物可以作为蓄电装置用的电极活性物质使用。此外发现，国际公开第2009/118990号和国际公开第2011/111401号所公开的化合物具有2.8V(将Li/Li⁺作为基准)程度以上的氧化还原，与作为蓄电装置用的电极活性物质而报告的以往的有机化合物，特别是醌系化合物相比，可实现具有高放电电压的蓄电装置。

本申请发明人等对提高氧化还原电位的结构进一步进行研究，发现骨架中包含羰基的碳的芳香族化合物进一步包含氮的杂芳香族化合物具有高氧化还原电位。发明的一方式的概要如下。

作为本发明的一方式的蓄电装置用电极活性物质包含杂芳香族化合物，所述杂芳香族化合物具有2个以上羰基，包含2个以上氮，并且在骨架中包含上述2个以上羰基的碳和上述2个以上氮。

上述2个以上氮可以分别结合在上述2个以上羰基各自所结合的碳上。

上述杂芳香族化合物可以具有n对(n为1以上的整数)羰基，各对的2个羰基位于杂芳香族化合物的芳香环的邻位。