[发明专利]蓄电装置用电极以及使用其的蓄电装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电装置用电极以及使用其的蓄电装置。

背景技术

近年来，伴随便携型PC、手机、便携信息终端(PDA)等的电子技术的进步、发展，作为这些电子设备的蓄电装置，能够反复充放电的二次电池等被广泛使用。对于这样的二次电池等电化学蓄电装置，期望作为电极使用的材料的高容量化、高速充放电特性。

蓄电装置的电极含有具有可以嵌入·脱嵌离子的功能的活性物质。活性物质的离子的嵌入·脱嵌也被称为所谓的掺杂·去掺杂，将每单位特定分子结构的掺杂·去掺杂量称为掺杂率(或dopingratio)，掺杂率越高的材料，作为电池越可以高容量化。

电化学中，将离子的嵌入·脱嵌的量多的材料用作电极，由此作为电池能够高容量化。更详细而言，在作为蓄电装置而受到关注的锂二次电池中，使用能够嵌入·脱嵌锂离子的石墨系的负极，每六个碳原子嵌入·脱嵌一个左右的锂离子，进行高容量化。

这样的锂二次电池之中，作为正极的电极活性物质使用锰酸锂、钴酸锂之类的含锂过渡金属氧化物、在负极使用能嵌入·脱嵌锂离子的碳材料、并且使两电极在电解液中对置而得到的锂二次电池，由于具有高能量密度而被广泛用作上述电子设备的蓄电装置。

此外，近年来，基于对进一步高容量化的要求，进行了提高电极活性物质的每单位重量的容量密度的研究。例如，报道有：将蓄电装置的正极设为使用含锂的过渡金属氧化物作为电极活性物质的锰硅系正极，结果该蓄电装置的容量密度显示出220mAh/g(参照非专利文献1)。

此外，还报道有：作为蓄电装置的正极的电极活性物质，使用二硫化物类、醌类、二嗪类或轴烯(radialene)类的有机低分子化合物，结果，该蓄电装置的容量密度最大显示出500mAh/g左右(参照非专利文献2)。

然而，将如上所述的有机低分子化合物用作电极活性物质时，放电时的电压与将含锂的过渡金属氧化物用作电极活性物质的蓄电装置相比显著减小，从能量密度的观点出发是不利的。因此，还提出有：将如上所述的有机低分子化合物和可期待更高电压的有机导电性高分子复合化而成的电极(参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-259864号公报

专利文献2：日本特开平6-20692号公报

非专利文献

非专利文献1：GSYuasaTechnicalReport，2010年12月第7卷第2号，P.12～18

非专利文献2：日経エレクトロニクス，2010年12月13日号，P.73～82

发明内容

发明要解决的问题

然而，在使用上述专利文献公开的电极时，存在反复充放电时蓄电装置的容量渐渐减少的问题。认为这是由于如下原因而产生的：作为电极活性物质的前述有机低分子化合物在电解液中的溶解性大，因此，通过反复充放电而逐渐溶解于电解液的电极活性物质变得不能有助于电极反应。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其提供新型的蓄电装置用电极以及使用其的蓄电装置，该蓄电装置用电极能抑制由反复充放电导致的容量减少，具有高容量密度、高能量密度。

用于解决问题的方案

本发明的第一技术方案是一种蓄电装置用电极，其层叠有集电体和由将下述(A)成分作为电极活性物质、将下述(B)成分作为粘结剂的复合体形成的层。

(A)有机硫化物。

(B)具有硫醚基的有机高分子。

此外，本发明的第二技术方案是一种蓄电装置，其具有电解质层以及夹持该电解质层而设置的正极和负极，上述正极为上述第一技术方案的蓄电装置用电极，且上述负极含有选自能嵌入·脱嵌离子的化合物以及金属中的至少一种物质。

即，本发明人等为了解决前述问题而反复进行了深入研究。研究过程中，本发明人等发现：由使用有机硫化物作为电极活性物质、且使用具有硫醚基的有机高分子作为粘结剂的复合体构成蓄电装置的电极时，显示出高容量密度、高能量密度，并且也能抑制由反复充放电导致的上述电极活性物质在电解液中的溶解，因此，也能抑制由反复使用导致的容量减少。

发明的效果