[发明专利]电化学装置

说明书

根据本发明，电化学装置具备：正极，包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质；负极，包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质；和电解液，包含阴离子和锂离子。在电化学装置的充电状态下，掺杂至正极中所含的导电性高分子中的阴离子的量A(mol)、与电解液中所含的阴离子的量B(mol)满足如下关系式：1.1≤B/A≤2.8。

技术领域

本发明涉及将包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质的正极、和包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质的负极组合而成的电化学装置。

背景技术

近年来，具有锂离子二次电池和双电层电容器的中间性能的电化学装置受到关注，例如研究了使用导电性高分子作为正极活性物质。由于通过包含导电性高分子的正极中的阴离子的吸附(掺杂)和脱离(脱掺杂)进行充放电，因此反应电阻小，具有比通常的锂离子二次电池的正极更高的输出。作为导电性高分子，已知有聚苯胺、聚吡咯等(参照专利文献1和2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-146255号公报

专利文献2：日本特开2014-35836号公报

发明内容

电化学装置在充放电的过程中，正极和电解液中所含的阴离子的量各自发生变化。因此，为了在充电时从电解液向导电性高分子中充分掺杂阴离子，要求良好地保持正极中的阴离子量与电解液中的阴离子量的平衡，但对此的研究依然未充分进行。因此，在充电时未从电解液向导电性高分子中充分掺杂阴离子，实际得到的放电容量相对于导电性高分子的理论容量依然很低。

鉴于上述，本发明的一个方面为一种电化学装置，其具备：正极，包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质；负极，包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质；和电解液，包含所述阴离子和所述锂离子。在所述电化学装置的充电状态下，掺杂至所述正极中所含的所述导电性高分子中的所述阴离子的量A(mol)、与所述电解液中所含的所述阴离子的量B(mol)满足下述关系式：1.1≤B/A≤2.8。

本发明的另一方面为一种电化学装置，其具备：正极，包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质；负极，包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质；和电解液，包含所述阴离子和所述锂离子。在所述电化学装置的放电状态下所述电解液中所含的所述阴离子的量C(mol)、与在所述电化学装置的充电状态下所述电解液中所含的所述阴离子的量D(mol)满足下述关系式：1.1≤D/(C-D)≤2.8。

本发明的又一方面为一种电化学装置，其具备：正极，包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质；负极，包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质；和电解液，包含所述阴离子和所述锂离子。所述电化学装置中，构成所述正极中所含的所述导电性高分子的单体单元的总量E(mol)、与所述电化学装置中所含的所述阴离子的总量F(mol)满足下述关系式：0.7≤F/E≤1.3。

根据本发明，对于将包含可掺杂和脱掺杂阴离子的导电性高分子作为正极活性物质的正极、和包含可吸储和放出锂离子的负极活性物质的负极组合而成的电化学装置，通过在充电时向导电性高分子中充分掺杂阴离子，能够得到优异的放电特性。

附图说明

图1为实施方式的电化学装置的截面示意图。

图2为用于说明同一实施方式的电化学装置的构成的概略图。

图3为示出实施方式的电化学装置的、B/A与放电容量的关系的图。

图4为示出实施方式的电化学装置的、D/(C-D)与放电容量的关系的图。

图5为示出实施方式的电化学装置的、F/E与放电容量的关系的图。

具体实施方式