鋰聚合物二次電池及其製造方法
2023-04-30 03:41:21 3
專利名稱：鋰聚合物二次電池及其製造方法
技術領域：
本發明涉及使用離子傳導性高分子的鋰聚合物二次電池，更詳細地，涉及具有將可電化學嵌入/脫嵌鋰的碳材料作為活性物質的負極、將含有鋰的硫族化物作為活性物質的正極、及配置於正極與負極之間且在離子傳導性高分子基質中保持非水電解液的聚合物電解質層的鋰聚合物二次電池及其製造方法。
現今市售的鋰二次電池等非水電解液電池的電解質，一般採用在有機溶劑中溶解了電解質鹽的溶液，但是此非水電解液，因為較容易產生洩漏到部件外面、溶出電極物質、或揮發等現象，導致長期可靠性等問題、或在封口工序中產生電解液飛散等等問題。
為改良此問題所作的開發有進展的是開發採用宏觀上為固體的聚合物電解質的鋰二次電池。它是呈將非水電解液(一般是將鋰鹽溶解於蜚質子性極性溶劑中的溶液)浸漬或保持在多孔離子傳導性高分子基質中狀態的電池。
此外，近年來，作為鋰二次電池用負極的碳材料，因為與其他電極材料相比，鋰吸藏-放出的電位更接近鋰的析出-溶解電位，已被大量研究，作為鋰離子蓄電池的負極材料已達到了實用化。
在大多數的碳材料之中，石墨材料理論上可以按照六個碳原子便有一個鋰原子的比例，將鋰納入其晶格中，所以屬於每單位重量及單位體積具有高容量的碳材料。另外，鋰的嵌入-脫嵌電位平坦，且化學穩定，對電池的循環穩定性有頗大的幫助。
上述的石墨系材料，在以碳酸乙烯酯(EC)為主體的非水電解液中，雖可獲得幾乎接近於理論容量的放電容量，但是因為其結晶性較高，所以仍留有引起非水電解液分解的問題。
例如屬非水電解液用的溶劑的碳酸丙烯酯(PC)，雖因為其電位窗較寬，凝固點低(-70℃)或化學穩定性較高，而被廣泛用作鋰電池用的電解液溶劑，但是當負極活性物質採用石墨系碳材料時，PC的分解反應將明顯產生，而電解液中僅存在10％PC，故由石墨系碳材料所構成的負極不能充放電，此在J.Electrochem.Soc.，142卷，1746(1995)中有報導。
另外，就考慮為改善低溫下的離子傳導性，及在單獨的EC中因粘度問題而在非水電解液滲入電極內部時將產生問題等方面，雖有關於將各種低粘度溶劑與EC混合的非水電解液的報導，但卻仍存在其揮發性問題、漏液性問題等電池製作過程中出現的問題。
採用宏觀上為固體的聚合物電解質，與作為負極材料的碳材料，雖可克服目前為止因使用非水電解液本身，而在電池上所產生的諸多缺點，但已知將產生新的問題。
聚合物電解質是通過將離子傳導性高分子的前體單體在與非水電解液的混合液中交聯聚合而製得的。不管是通過熱聚合或光聚合進行聚合，此時的聚合引發劑是必要的。但因為使所使用的單體與引發劑的全部量在聚合反應中完全消耗殆盡實際上是不可能的，因此在所產生的聚合物電解質中，便無法避免地殘留某種程度的單體與引發劑。
所殘留的單體的聚合部位的碳-碳雙鍵與負極和/或正極的活性物質發生反應，而在其上面形成增加電極與聚合物電解質的界面阻抗的鈍態膜，且通過上述反應也將產生氫氣。對於所殘留的聚合引發劑也存在相同的問題。
因為這些因素將對電池性能，尤其是對充放電循環特性及高負荷放電時的特性造成不良影響，所以最好儘可能地使聚合物電解質中殘留的單體與引發劑為低水平。
在日本特開平10-218913號公報中，提出通過將聚合照射時的紫外線強度設定為20mW/cm2以上，將聚合物電解質中未反應的單體及聚合性寡聚物的量抑制在30重量％以下。但是，此方法根據聚合條件的設定，無非是提高了所添加單體的反應率，並非對聚合後所殘留的單體進行二次減量，因此仍無法避免或者緩和因殘留引發劑而對電池性能所造成的不良影響。
在日本特開平10-158418號公報中，提出利用單體的交聯聚合而製作離子傳導性高分子獨立膜，並將其在如150℃下施行加熱處理，或在四氫呋喃中施行超聲波洗淨，而減少殘留引發劑和儲存穩定劑的總量。因為經此種處理過的薄膜將不含電解質，所以必須將其在非水電解液中浸漬。
此方法與將單體與非水電解液的混合溶液流延到電極的活性物質層表面上，再經紫外線照射等而形成與電極一體化的凝膠狀聚合物電解質層的方法相比，不僅工序多，生產效率不利之外，亦因浸漬不佳、與電極的機械或電性接觸不充分等，將有產生對電池性能造成不良影響的顧慮。
本發明的課題是不存在現有技術中存在的缺點，且避免或緩和因聚合物電解質中所殘留的單體和引發劑對電池性能的不良影響。
本發明的公開本發明提供一種鋰聚合物二次電池，具有將可電化學嵌入/脫嵌鋰的碳材料作為活性物質的負極、將含有鋰的硫族化物作為活性物質的正極、及配置於正極與負極之間且由保持非水電解液的離子傳導性高分子基質所構成的高分子電解質層，該鋰聚合物二次電池的特徵在於，電池製作後於40～60℃溫度下施行加熱處理。
此外，本發明也涉及此鋰聚合物二次電池的製造方法，該方法由準備上述負極與正極的工序；形成與各自電極一體化的上述聚合物電解質層的工序；將已形成一體化的聚合物電解質作為內側，並將負極與正極予以疊合而製作電池的工序；及將所製作的電池在40～60℃溫度下施行加熱處理的工序組成。
本發明的加熱處理，通過二次熱聚合將殘留單體轉變成惰性聚合物，同時因二次聚合而消耗殘留引發劑，使它們的水平相較於處理前的水平實質性減少。此處所謂的實質，是指處理前的殘留單體與引發劑總量至少減少40％，優選至少減少50％。
本發明的熱處理因為可在電池製成後才實施，所以具有可採用將與電極形成一體的聚合物電解質層予以疊合的作業效率高的電池製作方法的優點。此外，與未處理的電池相比，不僅殘留單體與引發劑的水平降低，而且隨溫度上升，低粘度化的離子傳導性高分子可容易地滲入電極內部，由此可改善電池性能，特別是充放電循環特性及高負荷放電特性。
此外，本發明的熱處理因為促進基質離子傳導性高分子利用殘留單體的交聯反應，所以對防止電池的漏液也有所貢獻。
圖2是表示與比較例1的電池相比，實施例1的本發明電池以10mA恆定電流放電時的放電容量曲線圖。
圖3是表示與比較例2及3的電池相比，實施例1的本發明電池的充放電循環試驗結果圖。
正極、負極基本上是將正極、負極活性質分別通過粘合劑予以固定化的活性物質層，在將成為集電體的金屬箔上形成。將成為該集電體的金屬箔材料，有鋁、不鏽鋼、鈦、銅、鎳等，但就考慮電化學穩定性、延展性及經濟性而言，正極主要採用鋁箔，而負極則主要採用銅箔。
另外，在本發明中，正極、負極集電體的形態雖主要表現為金屬箔，但集電體的形態則除金屬箔之外，尚可舉出網、多孔金屬網、板條、多孔體或在樹脂薄膜上被覆了電子傳導材料的形式等，但並不僅限於此。
負極活性物質是可電化學嵌入/脫嵌鋰的碳材料。其典型例子有粒狀(鱗片狀、塊狀、纖維狀、須狀、球狀、粉碎粒子狀等)天然或人造石墨。也可採用將中間相碳微球、中間相瀝青粉末、各向同性瀝青粉末等施行石墨化，而獲得的人造石墨。
關於本發明的負極活性物質，如上述，更優選的碳材料可例舉在表面上附著有非晶碳的石墨粒子。此附著方法可通過將石墨粒子浸漬於焦油、瀝青等煤系重質油、或重油等石油系重質油中，拉起後加熱至碳化溫度以上的溫度以分解重質油，並且必要時粉碎該碳材料而實現。通過這樣的處理，因為有效抑制在充電時的負極中所產生的非水電解液及鋰鹽的分解反應，而可改善充放電循環壽命，且防止由此分解反應產生氣體。
再者，本發明的碳材料中，影響BET法測定的比表面積的細孔將因源自重質油等的碳附著而被阻塞，比表面積為5m2/g以下(優選為1～5m2/g範圍內)。比表面積若過大的話，因為與離子傳導性高分子間的接觸面積將增大，故容易引發副反應，所以不優選。
本發明中，當負極活性物質採用碳質材料時，作為正極中使用的正極活性物質，優選採用從Lia(A)b(B)cO2(其中，A為過渡金屬元素的一種或二種以上的元素。B是從周期表IIIB、IVB及VB族的非金屬元素及半金屬元素、鹼土金屬、Zn、Cu、Ti等金屬元素中選擇的一種或二種以上的元素。a，b，c分別為0＜a≤1.15、0.85≤b+c≤1.30、0＜c)表示的層狀結構的複合氧化物、或含尖晶石結構的複合氧化物中選擇的至少一種。
代表性的複合氧化物可例舉LiCoO2、LiNiO2、LiCoxNi1-xO2(0＜X＜1)等。若採用這些物質，當負極活性物質採用碳質材料時，即便是伴隨碳質材料本身的充電、放電而產生電壓變化(約1Vvs.Li/Li+)，也可顯示足夠的實用工作電壓，以及當負極活性物質採用碳質材料時，具有電池充電、放電反應所必需的Li離子從組裝電池前便已經以LiCoO2、LiNiO2等形式含有的優點。
在製作正極、負極時，如果必要，可將石墨、碳黑、乙炔碳黑、凱金碳黑(ケッチェンブラック)、碳纖維、導電性金屬氧化物等化學穩定性導電材料與活性物質組合使用，可增加電子傳導。
粘合劑從具有化學穩定性、且溶解於適當溶劑中但不被非水電解液侵襲的熱塑性樹脂中選擇。這樣的熱塑性樹脂有多種類已為眾所周知，但最好採用如選擇性地溶解於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的聚偏氟乙烯(PVDF)。
其他可使用的熱塑性樹脂的具體例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、氟化乙烯、氯丁二烯、乙烯基吡啶及其衍生物、偏二氯乙烯、乙烯、丙烯、環狀二烯(如環戊二烯、1，3-環己二烯等)等的聚合物及共聚物。也可改用粘合劑樹脂的分散液代替溶液。
電極是將活性物質與必要時的導電材料，利用粘合劑樹脂溶液進行混合，而製成糊劑，採用適當的塗布機將糊劑在金屬箔上塗布均勻厚度，經乾燥衝壓而製成。活性物質層的粘合劑比例應為必要的最低限，一般在1～15重量％就足夠了。當使用時，導電材料的量一般是活性物質層的2～15重量％。
通過此方式所製得的各電極與活性物質層形成一體，形成各自的聚合物電解質層。這些層是在離子傳導性高分子基質中浸漬或保持含有鋰鹽的非水電解液的層。這樣的層在宏觀上為固體狀態，但在微觀上則是鹽溶液形成連續相，並且比未採用溶劑的高分子固體電解質具有更高的離子傳導率。該層是通過將基質高分子的單體以與含有鋰鹽的非水電解液的混合物的形式，經熱聚合、光聚合等進行聚合而製得。
為此而可使用的單體成分應含有聚醚片段，並且為使聚合物形成三維交聯凝膠結構，關於聚合部位必需為多官能團。典型的此類單體是將聚醚多元醇末端的羥基用丙烯酸或甲基丙烯酸(總稱為「(甲基)丙烯酸」)進行酯化後的物質。更為眾所周知的是，聚醚多元醇是以乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷等多元醇為起始物，並將其單獨與環氧乙烷(EO)、或與EO和環氧丙烷(PO)加聚而得。也可單獨將多官能團聚醚多元醇聚(甲基)丙烯酸酯聚合，或與單官能團聚醚多元醇(甲基)丙烯酸酯組合進行共聚。典型的多官能團及單官能團聚合物可從下面的通式表示。 (R1為氫原子或甲基；A1，A2，A3為至少具有3個或3個以上環氧乙烷單位(EO)，且選擇性地含有環氧丙烷單位(PO)的聚氧化烯鏈；PO與EO的數量是PO/EO在0～5的範圍內，且EO+PO≥35)。 (R2、R3為氫原子或甲基；A4為至少具有3個或3個以上環氧乙烷單位(EO)，且選擇性地含有環氧丙烷單位(PO)的聚氧化烯；PO與EO的數量是PO/EO在0～5範圍內，且EO+PO≥10)。 (R4為低級烷基；R5為氫原子或甲基；A5為至少具有3個或3個以上環氧乙烷單位(EO)，且選擇性地含有環氧丙烷單位(PO)的聚氧化烯鏈；PO與EO的數量是PO/EO在0～5範圍內，且EO+PO≥3)。
非水電解液是在非質子性的極性有機溶劑中溶解了鋰鹽的溶液。作為溶質的鋰鹽的非限定例包括LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiI、LiBr、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiNC(SO2CF3)2、LiN(COCF3)2、LiC(SO2CF3)2、LiSCN及它們的組合。
上述有機溶劑的非限定例包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等環狀碳酸酯類；碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲·乙酯(EMC)等鏈狀碳酸酯類；γ-丁內酯(GBL)等內酯類；丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯類；四氫呋喃及其衍生物、1，3-二噁烷、1，2-二甲氧基乙烷、甲基二甘醇二甲醚等醚類；乙腈、苯甲腈等腈類；二氧戊環及其衍生物；環丁碸及其衍生物；及它們的混合物。
為可以抑制在電極，特別是在以石墨系碳材料作為活性物質的負極上所形成的聚合物電解質的非水電解液中與石墨系碳材料間的副反應，滿足此目的的有機溶劑優選以EC為主體，最好在其中混合由PC、GBL、EMC、DEC及DMC中所選擇的其他溶劑的混合溶劑。例如在EC為2～50重量％的上述混合溶劑中溶解了鋰鹽3～35重量％的非水電解液即便在低溫下也可獲得充分的離子傳導度，所以是優選的。
單體與含有鋰鹽的非水電解液的配合比對於聚合後混合物形成交聯凝膠狀聚合物電解質層，且在其中非水電解液形成連續相是足夠的，但不會達到隨時間變化電解液分離並滲出程度的過剩。此一般可通過將單體/電解液比設定在30/70～2/98範圍，優選設定在20/80～2/98範圍內而達到。
聚合物電解質層中可使用多孔基材作為支撐材料。這樣的基材有在聚丙烯、聚乙烯、聚酯等的非水電解液中具有化學穩定性的聚合物微多孔膜，或這些聚合物纖維的片材(紙、無紡布等)。這些基材的透氣度為1～500秒/cm3，且將聚合物電解質保持基材聚合物電解質的重量比為91∶9～50∶50的比率，因為可獲得機械強度與離子傳導率的適當平衡，故是優選的。
當不使用基材而形成與電極一體化的聚合物電解質時，在正負極各自的活性物質層上流延含單體的非水電解液，以聚合後的聚合物電解質為內側，再將正極與負極予以疊合便可。
當採用基材時，在其中一電極上重疊基材，然後流延含單體的非水電解液，並施行聚合，從而形成與基材和電極一體化的聚合物電解質層。將其與按照上述相同方法形成有一體化的聚合物電解質層的另一電極相互疊合後，便可完成電池。此方法不僅方便，且可靠地形成電極與使用時的基材形成一體化的聚合物電解質，故是優選的。
離子傳導性高分子前體(單體)單體與含有鋰鹽的非水電解液的混合液，當根據聚合方法進行熱聚合時，含有過氧化物系或偶氮系引發劑，而當進行光聚合(紫外線硬化)時，含有諸如苯乙酮系、二苯甲酮系、膦系等光聚合引發劑。聚合引發劑的量可在100～1000ppm範圍內，根據上述的理由，最好不要添加超過必要量的過多量。
所製成的電池，為降低殘留於其中的聚合物電解質中的離子傳導性高分子前體單體與引發劑水平，按照本發明進行熱處理。
該熱處理是在40～60℃範圍內的溫度下實施。此時，將引發殘留單體的二次交聯反應。一般地，因為化學反應速度是溫度的函數，故在上述溫度範圍內與溫度成反比，從而縮短反應時間。但是，過高的溫度將引起含於非水電解液中的鋰鹽的分解、有機溶劑的分離、揮發，另一方面，因為在較低溫度下處理時間將增長，所以在本發明的熱處理範圍下，將可同時獲得防止副反應等、及實用的處理時間等。再者，若考慮離子傳導性高分子向電極內部的滲入，則過短的處理時間將較為不利。
因為根據使用的特定單體、引發劑種類、及最初添加量，這些的殘留量將變動，所以最佳的熱處理時間可經實驗容易地確認，但一般在2小時至12小時便足夠了。
將該非水電解液90重量份與下式 (A1，A2，A3分別為含3個或3個以上EO單位與1個或1個以上PO單位，PO/EO＝0.25的聚氧化烯鏈)表示的分子量為7500～9000的三官能團聚醚多元醇聚丙烯酸酯5重量份，及下式 的三乙二醇單醚丙烯酸酯5重量份混合，並添加聚合引發劑2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)1000ppm，調配成聚合液。3)與負極與隔板基材一體化的聚合物電解質層的製作將上述聚合液澆注並流延於負極上。
然後，將透氣度380秒/cm3、厚度20μm、面積10cm2的聚酯無紡布重疊於負極上，將上述聚合液按無紡布∶聚合液＝90∶10的重量比澆注於無紡布上，然後再照射波長365nm、強度30mW/cm2的紫外線3分鐘。經此而形成與負極及無紡布一體化的凝膠狀聚合物電解質。其厚度為20μm。4)正極的製作在平均粒徑7μm的LiCoO2100重量份中，混合作為粘合劑的PVDF7重量份、及作為導電材料的乙炔碳黑5重量份，並添加適量NMP，經混合溶解後獲得糊劑。將糊劑塗布於厚度20μm的軋制鋁箔上，經乾燥及衝壓而製得正極。電極面積為9cm2，厚度80μm。5)與正極一體化的聚合物電解質層的製作將上述聚合液澆注並流延於正極活性物質層上。
將經過此處理的正極用波長365nm、強度30mW/cm2的紫外線照射3分鐘，形成與正極一體化的凝膠狀聚合物電解質。其厚度為10μm。6)電池組裝及熱處理將上述獲得的與聚合物電解質層一體化的負極與正極以聚合物電解質層為內側互相疊合後，便完成了電池。其總厚度為190μm。將此電池在恆溫槽中，於45℃下保持8小時。比較例1取代實施例1中將電池在45℃下保持8小時，而改為在室溫下保持8小時。
將利用上述方法製作的實施例1與比較例1的電池，以恆電流2.3mA充電至電池電壓為4.1V為止，然後在到達4.1V後，利用恆定電壓進行12小時的預充電，之後再以2.3、5、10及20mA的恆定電流，放電至電池電壓為2.75V為止。
在上述條件下，利用各電流值進行放電的結果如
圖1所示。另外，將實施例1與比較例1的電池分別以10mA的恆定電流放電時的放電曲線圖如圖2所示。
從圖1結果得知，根據有無施行加熱處理，在各種電流值下放電時的放電容量方面出現較大差別。再者，從圖2所示的放電曲線的結果得知，與比較例1的電池相比，實施例1的電池在剛放電後的電壓降較小，放電平均電壓也較高。這些結果顯示，通過施行45℃的加熱處理，可抑制正極、負極與聚合物電解質間的界面阻抗增加。
此外，關於本特性的改善，可能與在該加熱處理中聚合物電解質滲入到正極、負極的內部的細微部分有關。
然後，將實施例1與比較例的電池解體，取出各自的聚合物電解質，利用GPC法分析殘留於其中的二種單體的量，而求取相對於所添加單體量的殘留單體比率(％)，在進行熱處理的實施例中為4.3％，而在比較例1中則為7.4％。
使用相同的樣品，利用HPLC法求取相對於所添加的引發劑的殘留引發劑比率(％)，在進行熱處理的實施例1中為9.5％，而在比較例1中則為32.4％。
由此結果顯示，本發明的熱處理在降低殘留於聚合物電解質中的單體與引發劑的水平方面頗為有效。此可推測為殘留單體與引發劑的量跟電極與聚合物電解質間的界面阻抗有關係，它們的量越多的話，在充放電中便越容易形成界面阻抗大的膜。
非水電解液EC∶PC∶EMC＝35∶30∶35體積比混合溶劑中的LiBF41mol/l溶液。
聚合液將上述非水電解液90重量份與下式 (A1，A2，A3分別為含3個或3個以上EO單位與1個或1個以上PO單位，PO/EO＝0.25的聚氧化烯鏈)表示的分子量為7500～9000的三官能團聚醚多元醇聚丙烯酸酯5重量份，及下式 (A6為含有3個或3個以上EO單位與1個或1個以上PO單位，且PO/EO＝0.25的聚氧化烯鏈)的分子量為2500～3000的單官能團烷撐二醇甲基醚單丙烯酸酯5重量份混合，並添加聚合引發劑1-羥基環己基苯甲酮750ppm。
熱處理條件45℃×8小時(與實施例1相同)將利用上述方法製作的電池以恆定電流2.3mA充電至電池電壓為4.1V為止，然後在到達4.1V後，利用恆定電壓進行12小時的預充電，之後再以2.3mA及10mA的恆定電流放電至電池電壓為2.75V為止。比較例2將實施例2的電池未經熱處理而直接以2.3mA的恆定電流充電至電池電壓為4.1V為止，然後在到達4.1V後，利用恆定電壓進行12小時的預充電，之後再與實施例2同樣，以2.3mA及10mA的恆定電流放電至電池電壓為2.75V為止。比較例3除將負極活性物質變更為根據X射線衍射法測得(d002)＝0.337nm、(Lc)＝100nm、(La)＝100nm、BET比表面積10m2/g的人造石墨粉末之外，其餘均與實施例同樣，製作了電池。但並未進行本發明的熱處理。將此電池以2.3mA的恆定電流充電至電池電壓為4.1V為止，然後在到達4.1V後，利用恆定電壓進行12小時的預充電，之後與實施例2同樣，以2.3mA及10mA的恆定電流放電至電池電壓為2.7V為止。
關於實施例2、比較例2及比較例3的電池，在上述條件下放電時的放電容量，和第一次循環的充放電效率，如下表所示。
放電容量 第一次循環的電池2.3mA放電 10mA放電充放電效率實施例2 24.0mAh21.9mAh 85％比較例2 23.0mAh19.5mAh 79％比較例3 19.0mAh13.0mAh 65％由上述結果得知，與實施例2的電池相比，比較例2的電池在較低與較高負荷時均顯示出差的放電容量，且第一次循環的充放電效率也差。這說明考慮到由於殘留的引發劑在首次充放電時在正極與負極表面產生副反應，因此即便之後再施行熱處理也不能顯示出效果。
此外，與實施例2及比較例3的電池相比，比較例3的電池雖放電容量與放電效率低，但此可考慮負極活性物質是容易與殘留單體及引發劑產生副反應的材料這一點產生大的影響，本發明的熱處理在使用表面上附著有非晶碳的碳材料的負極的電池中，顯示特別顯著的效果。
圖3所示的是與比較例2、比較例3的電池相比，實施例2的電池的充放電循環試驗結果圖。在此試驗中，實施例2的電池較其他電池也顯現出更優越的充放電循環特性，此可認為是通過熱處理而降低殘留單體與引發劑的水平，及聚合物電解質向電極內部的滲入的改善，對降低電池內部阻抗有幫助。
權利要求
1.一種鋰聚合物二次電池，具有將可電化學嵌入/脫嵌鋰的碳材料作為活性物質的負極、將含有鋰的硫族化物作為活性物質的正極、及配置於正極與負極之間且由保持非水電解液的離子傳導性高分子基質所構成的聚合物電解質層，該鋰聚合物二次電池的特徵在於，電池在製作後於40～60℃溫度下進行加熱處理。
2.如權利要求1所述的鋰二次電池，其中所述的加熱處理是在電池製作後、首次充電前實施的。
3.如權利要求1所述的聚合物鋰二次電池，其中所述的離子傳導性高分子為高分子鏈中單獨含有環氧乙烷(EO)單位、或同時含有EO單位與環氧丙烷(PO)單位的聚醚多元醇的(甲基)丙烯酸酯的聚合物或共聚物。
4.如權利要求1～3項的任一項所述的鋰聚合物二次電池，其中負極活性物質是在表面附著有非晶碳的石墨粒子。
5.如權利要求1所述的鋰聚合物二次電池，其中所述的非水電解液的溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、碳酸甲·乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、或它們的混合溶劑。
6.製造權利要求1所述的鋰聚合物二次電池的方法，包括準備將可電化學嵌入/脫嵌鋰的碳材料作為活性物質的負極、及將含有鋰的硫族化物作為活性物質的正極的工序；形成與各自的電極成為一體，且由保持非水電解液的離子傳導性高分子基質所構成的聚合物電解質層的工序；以形成的聚合物電解質作為內側，將負極與正極予以疊合而製作電池的工序；及將所製作的電池在40～60℃溫度下進行加熱處理的工序。
全文摘要
配置於鋰聚合物二次電池的負極與正極之間的聚合物電解質層中所殘留單體與引發劑對電池性能所造成的不良影響，通過在組裝電池之後在40－60℃溫度下進行熱處理可以排除或緩和。聚合物電解質通過在非水電解液中將離子傳導性高分子前體的單體交聯聚合而形成，而殘留在其中的前體單體與引發劑通過熱處理而消耗。
文檔編號H01M4/58GK1466795SQ01816278
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月28日 優先權日2000年9月29日
發明者佐田勉, 武田一成, 橫田有美子, 西村直人, 見立武仁, 山田和夫, 西島主明, 虎太直人, 人, 仁, 夫, 成, 明, 美子 申請人:夏普株式會社