蓄電裝置用電極活性物質(zhì)及蓄電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請設(shè)及蓄電裝置用電極活性物質(zhì)W及使用該電極活性物質(zhì)的蓄電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，W平板型信息終端、智能手機(jī)為代表的各種攜帶型信息終端、攜帶型游戲 機(jī)被廣泛地普及。作為該樣的攜帶型電子設(shè)備的電源，使用了能夠反復(fù)充放電的二次電池。 此外，對于大容量的二次電池的需求也遠(yuǎn)比攜帶型電子設(shè)備高。例如，從節(jié)能的觀點(diǎn)或降低 二氧化碳的排出量的觀點(diǎn)出發(fā)，在W往的使用了內(nèi)燃機(jī)的汽車中，并用由電產(chǎn)生的驅(qū)動力 的混合動力汽車、代替內(nèi)燃機(jī)而使用了電動機(jī)的電動汽車開始普及。因此，不論用途如何， 也要求輸出、容量、反復(fù)壽命等特性更進(jìn)一步優(yōu)異的二次電池。
[0003] 二次電池利用氧化還原反應(yīng)來蓄積電荷，因此可逆地進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)， 即蓄積電荷的蓄電材料對二次電池的該種特性有大的影響。在W往的二次電池中，金屬、 碳、無機(jī)化合物等作為蓄電材料被使用。例如，現(xiàn)在被廣泛使用的裡二次電池的情況下，作 為蓄電材料的正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)，使用了鉆酸裡等金屬氧化物和石墨等。
[0004] 相對于該樣的無機(jī)材料，研究了使用有機(jī)化合物作為蓄電材料。有機(jī)化合物與無 機(jī)化合物相比能夠?qū)崿F(xiàn)多種分子設(shè)計。因此，在使用有機(jī)化合物作為活性物質(zhì)的情況下，可 W認(rèn)為能夠通過分子設(shè)計實(shí)現(xiàn)具有各種特性的活性物質(zhì)。此外，有機(jī)化合物與金屬相比為 輕量，因此在使用由有機(jī)化合物形成的蓄電材料來構(gòu)成二次電池的情況下，可W認(rèn)為可W 實(shí)現(xiàn)輕量的二次電池。
[0005] 例如，專利文獻(xiàn)1、2、3中公開了，使用釀系化合物作為電極活性物質(zhì)的二次電池。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[000引專利文獻(xiàn)1 ;日本特許第3045750號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)2 ;日本特許第3039484號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)3 ;日本特許第3257516號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的課題
[0012] 專利文獻(xiàn)1、2、3所公開的二次電池的放電電壓比使用了鉆酸裡等無機(jī)氧化物的W往的蓄電裝置的放電電壓（3~4V)低。因此，要求包含有機(jī)化合物，可實(shí)現(xiàn)更高的放電 電壓的蓄電裝置用的電極活性物質(zhì)。
[0013] 本申請的未限定的例示的某實(shí)施方式提供包含有機(jī)化合物，可實(shí)現(xiàn)高放電電壓的 蓄電裝置用的電極活性物質(zhì)W及使用該電極活性物質(zhì)的蓄電裝置。
[0014] 用于解決課題的方法
[0015] 作為本發(fā)明的一方式的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)包含雜芳香族化合物，所述雜芳 香族化合物具有2個W上幾基，包含2個W上氮，并且在骨架中包含上述2個W上幾基的碳 和上述2個W上氮。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一方式設(shè)及的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，具有2個W上幾基，包含2 個W上氮的雜芳香族化合物具有高氧化還原電位。因此，可實(shí)現(xiàn)具有高放電電壓的蓄電裝 置。
【附圖說明】
[0018] 圖1為顯示本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電裝置的一例的截面圖。
[0019] 圖2為顯示實(shí)施例1、實(shí)施例2和比較例1設(shè)及的電池的充放電曲線的圖。
[0020] 圖3為顯示實(shí)施例3和比較例2設(shè)及的電池的充放電曲線的圖。
[0021] 圖4為顯示實(shí)施例4和比較例3設(shè)及的電池的充放電曲線的圖。
[0022] 圖5為顯示實(shí)施例7、實(shí)施例8和比較例4設(shè)及的電池的充放電曲線的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本申請發(fā)明人等，作為作為電極活性物質(zhì)起作用的有機(jī)化合物，詳細(xì)地研究了具 有2個W上酬基的環(huán)狀化合物。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國際公開第2009/118990號和國際公開第 2011/11401號所公開的各種環(huán)狀酬化合物可W作為蓄電裝置用的電極活性物質(zhì)使用。此 外發(fā)現(xiàn)，國際公開第2009/118990號和國際公開第2011/11401號所公開的化合物具有 2. 8V(將Li/Li+作為基準(zhǔn)）程度W上的氧化還原，與作為蓄電裝置用的電極活性物質(zhì)而報 告的W往的有機(jī)化合物，特別是釀系化合物相比，可實(shí)現(xiàn)具有高放電電壓的蓄電裝置。
[0024] 本申請發(fā)明人等對提高氧化還原電位的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)骨架中包含幾 基的碳的芳香族化合物進(jìn)一步包含氮的雜芳香族化合物具有高氧化還原電位。發(fā)明的一方 式的概要如下。
[0025] 作為本發(fā)明的一方式的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)包含雜芳香族化合物，所述雜芳 香族化合物具有2個W上幾基，包含2個W上氮，并且在骨架中包含上述2個W上幾基的碳 和上述2個W上氮。
[0026] 上述2個W上氮可W分別結(jié)合在上述2個W上幾基各自所結(jié)合的碳上。
[0027] 上述雜芳香族化合物可W具有n對（n為1W上的整數(shù)）幾基，各對的2個幾基位 于雜芳香族化合物的芳香環(huán)的鄰位。
[002引上述雜芳香族化合物可W包含3個W上芳香環(huán)。
[0029] 上述雜芳香族化合物由下述通式（1)、（1'）、（2)、（3)或（11)表示，在通式（1)、 (1，）、（2)、做和（11)中，Ri~Re、R' 廣R' 6、Ri〇、Ri1、R21~尺24 和尺31~R34可W各自獨(dú) 立地為氨原子、面原子、可W具有取代基的苯基、可W具有取代基的雜環(huán)基、或可W具有取 代基的碳原子數(shù)1~4的姪基。
[0030]
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，其包含雜芳香族化合物，所述雜芳香族化合物具有 2個以上羰基，包含2個以上氮，并且在骨架中包含所述2個以上羰基的碳和所述2個以上 氮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述2個以上氮分別結(jié)合在所述 2個以上羰基各自所結(jié)合的碳上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述雜芳香族化合物具有n對羰 基，n為1以上的整數(shù)，各對的2個羰基位于所述雜芳香族化合物的芳香環(huán)的鄰位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述雜芳香族化合物包含3個以 上芳香環(huán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述雜芳香族化合物由下述通式 (1)、（1 '）、（2)或⑶表示，在通式（1)、（1 '）、（2)和⑶中，&~R6、R'R' 6、R1Q、Rn 和R21~R24各自獨(dú)立地為氫原子、鹵原子、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的雜環(huán) 基、或可以具有取代基的碳原子數(shù)1~4的烴基，

6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述雜芳香族化合物由下述化學(xué) 式（4)、（4'）、（5)或（6)表示，
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)，所述雜芳香族化合 物為高分子化合物。
8. -種蓄電裝置，其具備正極、負(fù)極和電解質(zhì)， 選自所述正極和所述負(fù)極中的至少一者包含權(quán)利要求1~7的任一項(xiàng)所述的蓄電裝置 用電極活性物質(zhì)作為電極活性物質(zhì)。
【專利摘要】本申請所公開的蓄電裝置用電極活性物質(zhì)包含雜芳香族化合物，所述雜芳香族化合物具有2個以上羰基，包含2個以上氮，并且在骨架中包含上述2個以上羰基的碳和上述2個以上氮。
【IPC分類】H01G11-30, H01M4-60
【公開號】CN104704661
【申請?zhí)枴緾N201480002665
【發(fā)明人】大冢友, 北條伸彥, 吉田潤一, 野上敏材, 清水章弘
【申請人】松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年3月11日
【公告號】WO2014141696A1