多基化合物製備方法和電池的製作方法

2023-05-14 11:58:01

專利名稱：：多基化合物製備方法和電池的製作方法
技術領域：
：本發明涉及電極活性物質、電池和多基(polyradica)化合物，所述電極活性物質具有較高的容量密度並使得能從其中得到更大量的電流，所述電池展示了較高的能量密度並能輸出較大的功率，所述多基化合物能夠被用作具有上述性能的電極活性物質。
背景技術：
：近年來，移動電子設備如筆記本個人電腦、行動電話等隨著通信系統技術的發展而快速傳播開來，且其性能逐年提高。尤其是相應於性能的提高，行動裝置的能量消耗也具有向上發展的趨勢。因此，對用作其電源的電池的要求也提高了，如要求具有更高的能量密度、更高的輸出等。發明了鋰離子電池用作更高能量密度的電池，且自20世紀90年代後廣泛使用鋰離子電池。在該時代中典型的鋰離子電池使用電極活性物質，例如典型地使用含鋰的過渡金屬氧化物如鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物等作為正極，使用碳作為負極。在這種類型的鋰離子電池中，對於這類電極活性物質，通過利用鋰離子的嵌入/脫嵌反應進行充電和放電。這類鋰離子電池展示了較大的能量密度和較好的循環性能，並因此被用於多種類型的電子設備，如行動電話等。然而，由於在這類鋰離子電池中電極反應速率較慢，因此當以較大電流放電時會大大劣化電池的性能。因而，存在如下缺點難以提供更大的輸出，且需要較長的充電時間。雙層電容器被認為是能夠提供更大輸出的電容器器件。這類雙層電容器能夠一次放出較大的電流，因而能夠輸出更大的功率。另外，8這類雙層電容器展示了更佳的循環性能，因此進一步繼續開發成備用電源。然而，這類電容器還展示了明顯較低的能量密度，並且難以小型化，因此這類電容器不適於用作移動電子設備的電源。為了獲得具有更高能量密度和更小重量的電極材料，也已經發展了使用硫化合物或有機化合物作為電極活性物質的電池。例如，專利文獻l(美國專利4，833,048)和專利文獻2(日本專利2,715,778)公開了使用具有二硫鍵的有機化合物作為正極的電池。這些利用涉及產生和分解二硫鍵的電化學氧化還原反應作為電池的基礎。構成這類電池的電極材料含有如硫、碳等較小比重的化學元素，因此這類電池為具有更高能量密度的高容量電池。然而，由於分解的鍵重組的效率較低，並且電極活性物質會擴散到電解質溶液中，因此存在經多次充電和放電循環後容量易於降低的缺點。另一方面，作為利用有機化合物的電池，提出了使用導電聚合物作為電極材料的電池。這些電池利用了電解質離子對於導電聚合物的摻雜和脫摻雜(de-doping)反應。摻雜反應是一種化學反應，其中通過導電聚合物的氧化或還原產生的帶電自由基通過抗衡離子穩定。專利文獻3(美國專利4，442,187)公開了一種利用這類導電聚合物作為正極或負極材料的電池。構成這類電池的化學元素如碳和氮具有較小的比重，且這類電池期望用作高容量電池。然而，在導電聚合物中，通過氧化還原作用產生的帶電自由基在較寬的i共軛體系區域中離域(delecalized)，這些自由基通常相互作用以引起自由基的靜電恢復或消散。這會限制帶電自由基的產生，或者換句話說，會限制摻雜濃度，由此限制了電池的容量。例如，據報導，使用聚苯胺作為正極的電池中摻雜比等於或小於50%,使用聚乙炔的情況為等於或小於7%。在使用導電聚合物作為電極材料的電池中，儘管通過減輕重量能獲得某些有利效果，但不能獲得具有較大能量密度的電池。作為使用有機化合物作為電池電極活性物質的電池，提出了使用9自由基化合物氧化-還原反應的電池。例如，專利文獻4(日本專利特開2002-151，084)公開了作為活性物質的有機基化合物和使用有機基化合物作為正極材料或負極材料的電池，所述有機基化合物為諸如硝基氧基化合物、芳基氧基化合物以及具有特定類型的氨基三嗪結構的聚合物化合物。另外，專利文獻5(日本專利特開2002-304,996)公開了使用硝基氧化合物，尤其具有環狀硝基氧結構的化合物作為電極活性物質的電容器器件。此外，用於電極活性物質中的多基化合物通過用聚合引發劑偶氮二異丁腈聚合2,2，6，6-四甲基哌啶甲基丙烯酸酯，然後用間氯過氧苯甲酸氧化聚合的化合物來合成。另一方面，專利文獻6(曰本專利特開2002-313，344)公開了一種使用氮氧自由基聚合物(其是多基化合物)作為電極粘合劑的電池。另外，乙烯基醚類如乙烯基醚、二乙烯基醚和三乙烯基醚等的合成方法是熟知的，其通常包括在約2050個大氣壓下，在催化劑量的氫氧化鉀和氫氧化鈉存在下，於較高的溫度(18020CTC)使乙炔和相關醇反應的方法(非專利文獻1);將相關醇和垸基乙烯基醚在乙酸汞催化劑存在下進行熱回流的方法(非專利文獻2);以及將相關醇和乙酸乙烯酯在銥催化劑存在下進行熱回流的方法(非專利文獻3和專利文獻7)。美國專利4,833,048[專利文獻2]日本專利2，715，778[專利文獻3]美國專利4,442,187[專利文獻4]日本專利特開2002-151,084[專利文獻5]日本專利特開2002-304,996[專利文獻6]日本專利特開2002-313,344[專利文獻7]日本專利特開2003-73,321Reppe,W.等人，LiebigsAnn.Chem,，601巻，811U頁(1956)Warren,H.，JournalofAmericanChemicalSociety(美國化學會志)，79巻，2828~2833頁(1957)[非專禾ll文獻3]Ishii,Y，JournalofAmericanChemicalSociety(美國化學會志)，124巻，1590~1591頁(2002)
發明內容如上所述，當釆用使用過渡金屬氧化物作為正極的鋰離子電池時'，難以製造顯示出每單位重量的較高能量密度且能輸出較大功率的電池。另一方面，儘管雙層電容器顯示了較大的輸出，但是其單位重量的能量密度較低，因而很難提供更高的容量。另外，在電池利用含硫化合物或導電有機化合物作為電極活性物質的情況下，至今未獲得顯示較髙能量密度的電池。此外，在電池利用有機基化合物的氧化-還原反應的情況下，由於製造所述電池過程中電極會發生破裂，因而，這引起了製造困難的問題。因此，期待能夠實現更簡便的工藝、新穎且更簡單的電極和新材料的製造方法。而且，也期待顯示出較大能量密度的材料。本發明提供了電極活性物質和電池，所述電極活性物質具有較高的容量密度並使得能從其中得到更大量的電流，所述電池展示較高的能量密度並能輸出較大功率。本發明還提供一種多基化合物及其製備方法，所述多基化合物能夠用作電極活性物質。本發明人的研究結果顯示，通過利用尚未被用作電極活性物質的特定有機化合物作為電極活性物質能夠解決上述問題，所述有機化合物即為多基化合物，其在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。更具體地，根據本發明，通過將多基化合物用作電極活性物質並利用部分結構的氧化還原作用，能夠提供顯示出較高能量密度並能夠輸出較大功率(更具體地，能夠以較大電流放電)的新型電池，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的所述部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯得到。根據本發明的一個方面，提供了一種含多基化合物的電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，並通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯formulaseeoriginaldocumentpage12其中，在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀的C1C15的亞垸基二氧基、亞烷基、亞苯基二氧基、亞苯基，或由通式(3)表示的結構；1181113中各自獨立地表示氫或甲基；formulaseeoriginaldocumentpage12其中在通式(3)中，k表示25的整數,在本發明的電池中，多基化合物在充電和放電過程中涉及下列示意圖(i)或示意圖(n)的氧化-還原反應，所述多基化合物在分子中具有由通式(i)表示的部分結構。當具有由通式(i)表示部分結構的多基化合物用作示意圖(I)的氧化-還原反應的正極時，充電會引起從(A)到(B)狀態的變化，釋放電子。放電會引起從(B)到(A)狀態的變化，接受電子。另一方面，當聚合物用於示意圖(II)的氧化-還原反應中的正極時，充電會引起從(C)到(A)狀態的變化，釋放電子。放電會引起從(A)到(C)狀態的變化，接受電子。為了聚合物在氧化-還原反應中的穩定性，優選使用示意圖(I)的氧化-還原以實現充電和放電。一eR6(II)由於電極活性物質在電池中通過充電和放電而被氧化或還原，因此電極活性物質處於初始狀態或者氧化狀態。在本發明中，前述電極活性物質在充電或者放電狀態中具有由通式(l)表示的部分結構。基於將多基化合物用作優選電極活性物質的發現完成本發明，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。更具體地，這是基於這樣的事實完成的所述多基化合物基本不引發副反應，而是引發反應率基本為100%的可逆和穩定的氧化-還原反應，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。也就是，使用多基化合物作為電極活性物質的電池，顯示了穩定的充電和放電並且具有較好的循環性能，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。而且，使用多基化合物作為電極活性物質的電池，與常規的鋰離子電池等相比，還顯示出更好的輸出性能，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。這是因為多基化合物分子中的取代基團顯示出較大的電極反應速率，因而每次放出較大量的電流，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。此外，多基化合物可僅由具有較小質量的化學元素如碳、氮、氫、氧等構成，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。因此，能夠減少電極活性物質的質量，並且使用這類材料製造的電極的單位質量容量密度會增加，結果，當使用這類電極活性物質製造電池時，製造的電池顯示出較大的單位質量能量密度。此外，在本發明中足夠的是，所述多基化合物直接有助於正極或負極的電極反應，並且使用電極活性物質的電極不特別限於用作正極或負極，所述多基化合物在分子中具有由通式(I)表示的部分結構，H.14通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。然而，考慮到能量密度，所述多基化合物尤其優選用作正極的電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。另外，為了獲得較高的電壓和/或較大的容量，本發明的電池可優選為鋰電池(特別是鋰二次電池)，所述鋰電池使用金屬鋰或碳作為負極，其中鋰離子被嵌入或脫嵌。除上述以外，本發明中用作電極活性物質的多基化合物可優選通過下列方法製備。更具體地，本發明涉及製造多基化合物的方法，其中所述方法包括在陽離子聚合催化劑的存在下，用由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑，交聯由下面通式(l)表示的自由基取代的乙烯基醚化合物，以獲得多基化合物formulaseeoriginaldocumentpage15其中，在通式(ll)中，R'R3各自獨立地表示氫或甲基；R4R7各自獨立地表示C1C3烷基；formulaseeoriginaldocumentpage15其中，在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀CC15亞烷基二氧基、亞烷基、亞苯基二氧基、亞苯基，或由通式(3)表示的結構；R8R"各自獨立地表示氫或甲基；其中在通式(3)中，k表示25的整數。本發明提出了一種含多基化合物的電極活性物質以及使用這類電極活性物質的新型電池，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)所示的部分結構，且通過由通式(2)所示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。這使得能提供一種電極活性物質和一種電池，所述電極活性物質具有較高容量密度並能從其中得到較大量的電流，所述電池顯示出較高能量密度並能輸出較大功率。因此，根據本發明，能夠完成一種電池的製造，所述電池不含重金屬作為電極活性物質，而是由輕的和安全的化學元素構成。還能獲得一種電池，其在充電和放電循環中顯示出較高的容量(單位質量)和較好的穩定性，並且還能輸出較大功率。還能提供一種製備上述多基化合物的方法。參考附圖，通過下列某些優選實施方案的描述，將使本發明的上述和其它目的、優勢和特徵變得更加顯而易見。圖1為說明本發明電池構造實例的示意圖。具體實施例方式本發明電池的一個實施方案的構造示於圖1中。圖1中所示的電池包括安置在陽極集電器7—側上的正極6，放置在陰極集電器3—側上的負極4，含電解質的隔膜5，絕緣密封圈(insulatingpacking)2以及不鏽鋼殼l。在圖1中所示的電池中，將正極6和負極4堆疊以便隔著隔膜5對置。這些用負極側的不鏽鋼殼1和正極側的不鏽鋼殼1覆蓋，在鋼殼之間具有絕緣密封圈2，絕緣密封圈2由如熱塑性樹脂等絕緣材料構成以阻止鋼殼的電接觸。除上述以外，當使用固體電解質或凝膠電解質作為電解質時，可將這類電解質置於兩個電極之間以取代隔膜在本發明中，在這類構造中，其特徵在於，在負極4和正極6之一或兩者所使用的電極活性物質包含多基化合物，所述多基化合物在分子中具有由上述通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。考慮到電池的容量，本發明的電池優選為使用上述電極活性物質作為正極活性物質的鋰電池，特別是鋰二次電池。電極活性物質本發明電極中的電極活性物質是直接有助於電極反應(如充電反應和放電反應)，並在電池系統中起主要作用的材料。在本發明中，將含多基化合物的電極活性物質用作電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。formulaseeoriginaldocumentpage17rS、在通式(l)中，WRS各自獨立地表示氫或甲基；WW各自獨立地表示C1C3烷基。在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀C1C15亞烷基二氧基、亞垸基、亞苯基二氧基、亞苯基，或由通式(3)表示的結構。RSR。各自獨立地表示氫或甲基。在通式(3)中，k表示25的整數。在上述化學式(2)中X通常包括，例如亞環己基二氧基、二(亞乙基二氧基)基團和三(亞乙基二氧基)基團。在本發明的電池中，期望電極活性物質以固定在電極上的狀態存在。然而，在這種情況下，為了抑制由於電極活性物質溶於電解質溶液而引起的容量降低，固體狀態的電極活性物質優選不溶或微溶於'tl解質溶液。在這種狀態下，如果所述電極活性物質不溶於電解質溶液，其可能會溶脹。這是因為，當電極上的電極活性物質在電解質溶液中的溶解度較高時，所述電極活性物質溶於電解質溶液中可能會引起充電和放電循環期間容量的降低。因此，優選多基化合物不溶於有機溶劑，所述多基化合物在分子18中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。所述多基化合物的典型實例包括具有由下列化學式1231表示的部分結構的多基化合物，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。在此，由通式(l)表示的部分結構與源於由通式(2)表示的交聯劑的部分結構進行無規共聚。(12)formulaseeoriginaldocumentpage19(13)formulaseeoriginaldocumentpage19formulaseeoriginaldocumentpage20formulaseeoriginaldocumentpage21tableseeoriginaldocumentpage22formulaseeoriginaldocumentpage23formulaseeoriginaldocumentpage24(31)所述多基化合物可通過例如下面合成示意圖(in)中所示的路線來合成，所述多基化合物在分子中具有由通式(i)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。更具體地，在陽離子聚合催化劑和在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑的存在下，通過陽離子聚合方法進行自由基取代的乙烯基醚化合物的聚合。例如，三氟化硼乙醚絡合物例如可以用作陽離子聚合催化劑，並且通式(2)的化合物(例如，1，4-丁二醇二乙烯基醚)可用作交聯劑以進行化學式(ll)化合物A(例如，2,2,6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧自由基)的聚合，以便合成多基化合物(32)。另外，由上述化學式1231所示的化合物通過類似方法合成。formulaseeoriginaldocumentpage24(30〉在通式(ll)中，^!13各自獨立地表示氫或甲基；WW各自獨立地表示C1C3烷基。在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀C1C15亞烷基二氧基、亞垸基、亞苯基二氧基、亞苯基，或由通式(3)表示的結構；R8R"各自獨立地表示氫或甲基；、、(3)在通式(3)中，k表示25的整數。另外，除了上述催化劑外，還可將適用於普通陽離子聚合的催化劑用作用於本聚合中的陽離子聚合催化劑，並可優選使用路易斯酸。儘管也可使用質子酸作為陽離子聚合催化劑，但是在這種情況下優選使用與具有自由基的單體反應時不會產生副反應的條件。可利用的路易斯酸包括氯化鋁、四氯化錫、氯化鐵等。另外，還可使用過渡金屬化合物和具有典型金屬的有機金屬化合物的組合的催化劑，所述過渡金屬化合物為諸如四氯化錫、四氯化鈦、三氯化鈦、四氯化釩和二:試氧釩等，所述具有典型金屬的有機金屬化合物為諸如三乙基鋁、二氯化乙基鋁、三乙基氧鑰六氟硼酸鹽等。在這種情況下，為了合成目標多基化合物，可對合成方案、所用原料、反應條件等進行適當修改，並適當結合已知的合成技術。這類聚合過程可優選在有機溶劑中進行。另外，為了提供更好的單體溶解度，更優選在滷素基有機溶劑中進行。催化劑BFjEt20二氯甲烷或氯仿優選用作滷素基有機溶劑。除了上述試劑，用於交聯過程的交聯劑可以包括在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑，其被用作聚(乙烯基醚)的通用交聯劑。典型的雙官能交聯劑包括1,3-丙二醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、1，5-戊二醇二乙烯基醚、1，6-乙二醇二乙烯基醚、1,7-庚二醇二乙烯基醚、1,8-辛二醇二乙烯基醚、1,9-壬二醇二乙烯基醚、1，10-癸二醇二乙烯基醚、1,11-十一垸二醇二乙烯基醚、1，12-十二垸二醇二乙烯基醚、環己二醇二乙烯基醚、環己烷二甲醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、三甲基丙垸三乙烯基醚、二乙烯基苯、二乙烯基苯酚、二(ce-甲基乙烯基)苯、丁二烯、異丁烯、脂環族二乙烯基醚等。除上述以外，用於合成上述多基化合物的乙烯基醚單體和在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑可通過使用如下方法合成。例如，如在Reppe,W.等，LiebigsAnn.Chem"601巻,81~111頁(1956)中描述的，在較高溫度(18020(TC)，以催化劑量的氫氧化鉀和氫氧化鈉存在下，並於約20~50個大氣壓的壓力下，通過乙炔和相關醇的反應實現這類合成。或者，如在Warren，H.，JournalofTheAmericanChemicalSociety(美國化學會志)，79巻，2828-2833頁(1957)中所述的，還可在乙酸汞催化劑存在下通過相關醇和垸基乙烯基醚的熱回流來完成這類合成。此夕卜，如在Ishii,Y,JournalofTheAmericanChemicalSociety(美國化學會志)，124巻，1590~1591頁(2002)和日本專利特開2003-73,32號中所述的，還可在銥催化劑存在下通過相關醇和乙酸乙烯酯的熱回流來完成這類合成。作為選擇，在本發明電池一個電極的電極活性物質中，可使用一種多基化合物，或使用其兩種或多種的組合，所述多基化合物在分子中具有由通式(i)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分r中ii有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。或者，還可以使用多基化合物與其它電極活性物質的組合。在此情況下，在電極活性物質中，多基化合物的含量優選為1090質量％,更優選2080質量。/。，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。當所述多基化合物用作正極時，可另外使用其它電極活性物質如金屬氧化物、二硫化物化合物、其它穩定的自由基化合物、導電聚合物等，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。在此，典型的金屬氧化物包括例如鋰錳氧化物或具有尖晶石結構的鋰錳氧化物如LiMn02、LixMn204((Kx〈2)等；Mn02、LiCo02、LiNi02或LiyV205(0<y<2);橄欖石結構材料如LiFeP04;在尖晶石結構中的Mn被其它過渡金屬部分取代的材料，如LiNio.5MnL504、LiCro.5Mn,.504、LiCoo.5MnL5。4、LiCoMnO4、LiNi0.5Mn0.5O2、LiNi0.33Mn0,33Co0.33O2、LiNiQ.8CoQ.202、LiNQ.5Mni.5.zTiz04((Kz〈1.5)等。典型的二硫化物化合物包括乙二硫醇；2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑;S-三嗪-2,4，6-三硫醇等。其它穩定的自由基化合物典型地包括聚(2，2,6,6-四甲基哌啶基-4-基甲基丙烯酸酯)等。此外，典型的導電聚合物包括聚乙炔；聚苯；聚苯胺；聚吡咯等。其中，尤其優選所述多基化合物與鋰錳氧化物或LiCo02的組合。在本發明中，可以使用一種這些其它電極活性物質，或者可使用其兩種或多種的組合。當所述多基化合物被用於負極時，可另外使用其它電極活性物質如石墨和無定形碳、金屬鋰和鋰合金、吸留(occluded)鋰離子的碳、金屬鈉、導電聚合物等，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。或者，還可以使用它們與其它穩定自由基化合物的組合。其它穩定自由基化合物典型地包括聚(2,2，6，6-四甲基哌啶基-4-基甲基丙烯酸酯)等。這些材料的形式不特別限於任何特殊形式，且例如，關於金屬鋰，其形式不限於薄膜，而可為塊狀、結塊的粉末狀、27纖維狀、薄片狀等。其中，尤其優選所述多基化合物與金屬鋰或石墨的組合。此外，可以使用一種這些其它電極活性物質，或者可以使用其兩種或多種的組合。儘管所述多基化合物被用作本發明電池的正極和負極之一或兩者電極反應的電極活性物質，但當其被用於一個電極上的電極反應中的電極活性物質時，如上所述的常規已知電極材料另外可被用作另一電極中的電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。可以使用一種這些電極活性物質，或以其兩種或多種組合的形式使用，且還可使用這些電極活性物質與多基化合物的組合，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。或者，可以單獨使用多基化合物，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。在本發明中足夠的是，所述多基化合物直接有助於正極或負極的電極反應，且使用電極活性物質的電極不特別限於正極或負極，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。然而，考慮到能量密度，所述多基化合物尤其優選用作正極的電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。在此情況下，所述多基化合物可優選單獨用作正極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。然而，作為選擇，所述多基化合物可與其它正極活性物質組合使用，且在此情況下，其它正極活性物質優選鋰錳氧化物或LiCo02。而且，當使用上述正極活性物質時，可優選將金屬鋰或石墨用作陽極活性物質。28[2]導電劑(導電輔助材料)和離子傳導輔助材料當通過使用前述在多基化合物形成電極時，為了降低阻抗以及提高能量密度和輸出性能，可以將導電劑(導電輔助材料)或離子傳導輔助材料混於其中，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。關於這些材料，典型的導電輔助材料包括含碳細粒子，如石墨、炭黑、乙炔黑等；碳纖維，如氣相生長碳纖維(VGCF)、碳納米管等；導電聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、多並苯(polyacene)等。典型的離子傳導輔助材料包括聚合物凝膠電解質、聚合物固體電解質等。其中，優選所述多基化合物與碳纖維的混合物。具有碳纖維的混合物為電極提供了更高的拉伸強度，達到了電極破裂或剝落的降低。更優選的，更優選所述多基化合物與氣相生長碳纖維的混合物。可以使用一種這些材料，或使用其兩種或多種的組合。在電極中這些材料的比例優選為1080質量％。粘合劑為了增強電極各個構件間的粘附力，還可使用粘合劑。這類粘合劑典型地包括樹脂粘合劑，如聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物，苯乙烯丁二烯共聚物橡膠，聚丙烯，聚乙烯，聚醯亞胺，各種類型的聚氨酯等。可以使用一種這些樹脂粘合劑，或者使用其兩種或多種的組合。電極中粘合劑的比例優選為530質量％。增稠劑為了幫助製造電極漿料，還可使用增稠劑。這類增稠劑通常包括羧甲基纖維素、聚氧乙烯、聚氧化丙烯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸羥乙酯、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鈉等。可以使用一種這些增稠劑，或者使用其兩種或多種的組合。電極中增稠劑的比例優選為0.15質量。/D。[5]催化劑還可使用有助於氧化-還原反應的催化劑以更順利地進行電極反應。這類催化劑通常包括導電聚合物，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、多並苯等；鹼性化合物，如吡啶、吡咯垸酮、苯並咪唑衍生物、苯並噻唑、吖啶等；金屬離子絡合物等。可以使用一種這些催化劑，或者使用其兩種或多種的組合。在電極中粘合劑的比例優選不超過10質量％。[6]集電器和隔膜具有平面形狀或網孔形狀的鎳、鋁、銅、金、銀、鋁合金、不鏽鋼、碳等的箔可適於用作陽極集電器和陰極集電器。作為選擇，向集電器額外提供催化劑作用，或電極活性物質與集電器化學鍵合。另一方面，為了避免上述正極與負極的接觸，還可使用由如聚乙烯、聚丙烯等的多孔膜或非織造織物構成的隔膜。電解質在本發明中，電解質用於在負極和正極之間輸送帶電的載體，通常優選2(TC時電解質顯示出10—510"S/cm的離子電導率。可利用的電解質通常包括，例如含溶於溶劑的電解質鹽的電解質溶液。常規的已知的材料如LiPF6、LiC104、LiBF4、LiCF3S03、Li(CF3S02)2N、Li(C2F5S02)2N、Li(CF3S02)3C、Li(C2F5S02)3C等可被用作電解質鹽。可以使用一種這些電解質鹽，或者使用其兩種或多種的組合。另外，當將溶劑用於電解質溶液時，有機溶劑，比如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、7-丁內酯、四氫呋喃、二氧戊環、環丁碸、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等可用作溶劑。可以使用一種這些溶劑，或者使用其兩種或多種的組合。此外，在本發明中，可以將固體電解質用作電解質。用作這些固體電解質的聚合物化合物通常包括偏氟乙烯基聚合物，如聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-乙烯共聚物、偏氟乙烯-單氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等；丙烯腈基聚合物，如丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸共聚物、丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物等；以及諸如聚氧化乙烯、氧化乙烯-氧化丙烯共聚物、其丙烯酸酯或其丙烯酸甲酯等的聚合物。可以使用含電解質溶液的這些聚合物化合物凝膠化的材料，或使用含電解質鹽的聚合物化合物本身。電池的幾何形狀在本發明中，電池的幾何形狀不特別限於任何特殊的幾何形狀，並且可以使用常規已知的幾何形狀。典型的電池幾何形狀包括電極多層部件或巻繞部件，所述部件用金屬盒、樹脂盒或層壓膜包封，所述層壓膜由如鋁箔等的金屬箔和合成樹脂膜構成，形成的電池可以為圓柱形、方形、硬幣狀或片狀，雖然本發明不限於此。電池的製造方法電池的製造方法不特別限於任何特殊的方法，可以使用為材料適當選定的方法。例如，典型的方法可以是這種方法其中溶劑被添加至電極活性物質、導電劑等中以形成漿料，然後將所述漿料施用於集電器上，然後通過加熱或在室溫下揮發溶劑以製造電極，此外，將這些電極相對放置或將隔膜插入其中進行堆疊或巻繞，並用外殼部件包裝，然後向其中注入電解質溶液並封裝。適用於形成漿料的溶劑通常31包括醚基溶劑，如四氫呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚、二氧六環等；胺基溶劑，如N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯垸酮等；芳烴基溶劑，如苯、甲苯、二甲苯等；脂族烴基溶劑，如己烷、庚烷等；滷代烴基溶劑，如氯仿、二氯甲烷、二氯乙垸、三氯乙垸、四氯甲烷等；烷基酮基溶劑，如丙酮、甲乙酮等；醇基溶劑，如甲醇、乙醇、異丙醇等；二甲亞碸；水等。另外，典型的電極製造方法包括在乾燥條件下捏合電極活性物質、導電劑等，然後將捏合的化合物形成薄膜，然後將所述化合物置於電極的集電器上。在電極的製造中，尤其在使用如下方法時，電極容易發生破裂或剝落將溶劑添加至電極活性物質或有機化合物導電劑中以形成漿料，然後將漿料施用於電極集電器上，然後通過加熱或在室溫下揮發溶劑以製造電極。當使用具有通式(2)表示部分結構的本發明多基化合物，製造優選具有等於或大於40pni且等於或小於300/mi厚的電極時，其特徵在於能夠製造電極破裂或剝落較少發生的均勻電極。當製造電池時，有兩種製造電池的方式使用多基化合物本身作為電極活性物質，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯；以及使用能夠經由多基化合物的電極反應而改變的聚合物，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。能夠經由多基化合物(在其分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯)的這類電極反應而改變的聚合物的實例通常包括鋰鹽或鈉鹽，其由通過多基化合物的還原反應獲得的陰離子體以及電解質陽離子(如鋰離子、鈉離子等)構成，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯；以及由通過多基化合物的氧化獲得的陽離子體以及電解質陰離子(如PF(f、BF^等)構成的鹽，所述多基化合物在分子中具有由通式(l)表示的部分結構，且通過由通式(2)表示的在分子中具32有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯。在本發明中，用於電池製造操作的常規已知條件可被用於其它製造操作條件，諸如從電極引出導線、外殼類型等。儘管，已經在前面參考附圖對本發明的優選實施方案進行了詳細說明，但是提供這些實施方案的目的僅是為了說明本發明，而且除了上述的以外，還可得到多種修改。實施例下面將參考合成例和實施例來詳細地描述本發明的細節，但並不意味著將本發明限於這些實施例。合成例1根據下列合成示意圖(33)，合成具有由上述化學式(12)表示部分結構的交聯物(A)。交聯物(A)交聯物(A)的合成33在氬氣氣氛下，將100ml的二氯甲垸、10.0g(50.4mmol)的2,2,6，6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)禾卩57mg(交聯齊lj:1%)(0.50mmol)的乙二醇二乙烯基醚置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至-78T:。此外，將280mg(2mmol)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶並使其分布均勻，然後，在-25'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物溫熱至室溫，過濾以得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗滌幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體交聯物(A)(產率為70。/。)。得到的交聯物(A)的化學結構用紅外(IR)光譜進行鑑定，結果顯示在單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm—"處的峰消失。得到的交聯物(A)根本不溶於有機溶劑。經由電子自旋共振(ESR)譜獲得交聯物(A)的自旋密度為3.02xl0"spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活，且這類自由基以自由基的形式存在。合成例2按照下列合成示意圖(34)合成具有由上述化學式(13)表示部分結構的交聯物(B)。催化劑BFsEt20formulaseeoriginaldocumentpage35交聯物(B)的合成formulaseeoriginaldocumentpage35在氬氣氣氛下，將100ml的二氯甲垸、10.0g(50.4mmol)的2,2,6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)和396mg(交聯劑4mol%)(0.50mmol)的環己烷二甲醇二乙烯基醚置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至-78。C。此外，將143mg(1mmol)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶並使其分布均勻，然後，在-25'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物溫熱至室溫，過濾以得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗滌幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體交聯物(B)(產率為70。/。)。得到的交聯物(B)的化學結構用IR光譜進行鑑定，結果顯示在單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm力處的峰消失。得到的交聯物(B)完全不溶於有機溶劑。經由ESR譜獲得的交聯物(B)的自旋密度為2.63x1021spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活且這類自由基以自由基的形式存在。合成例3按照下列合成示意圖(35)合成具有由上述化學式(14)表示部分結構的交聯物(C)。交聯物(C)的合成在氬氣氣氛下，將100ml的二氯甲烷、10.0g(50.4mmol)的2,2,6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)和115mg(交聯劑4mol%)(0.50mmol)的乙二醇二乙烯基醚置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至-78。C。此外，將143mg(1mmol)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶並使其分布均勻，然後，在-25'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物溫熱至室溫，過濾以得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗漆幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體交聯物(C)(產率為70%)。得到的交聯物(C)的化學結構用IR光譜進行鑑定，結果顯示在formulaseeoriginaldocumentpage36單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm")處的峰消失。得到的交聯物(C)完全不溶於有機溶劑。經由ESR譜獲得的交聯物(C)的自旋密度為2.70x1021spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活且這類自由基以自由基的形式存在。合成例4按照下列合成示意圖(36)合成具有由上述化學式(25)表示部分結構的交聯物(D)。交聯物(D)的合成在氬氣氣氛下，將100ml的二氯甲烷、10.0g(50.4mmol)的2,2,6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)和170mg(交聯劑4mol%)(0.50mmol)的環己二醇二乙烯基醚置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至-78。C。交聯物(D)催化劑BFjEt20ccHH37此外，將143mg(lmmoI)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶中並使其分布均勻，然後，在-25'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物溫熱至室溫，過濾以得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗滌幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體交聯物(D)(產率為72%)。得到的交聯物(D)的化學結構用IR光譜進行鑑定，結果顯示在單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm")處的峰消失。得到的交聯物(D)完全不溶於有機溶劑。經由ESR譜獲得的交聯物(D)的自旋密度為2.69x1021spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活且這類自由基以自由基的形式存在。合成例5按照下列合成示意圖(37)合成具有由上述化學式(26)表示部分結構的交聯物(E)。交聯物(E)的合成交聯物(E)在氬氣氣氛下，將100ml的二氯甲垸、10.0g(50.4mmol)的2,2，6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)和159mg(交聯劑4mol%)(0.50mmol)的二乙二醇二乙烯基醚置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至—78。C。此外，將143mg(1mmol)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶中並使其分布均勻，然後，在-25'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物加熱至室溫，過濾以得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗滌幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體交聯物(E)(產率為75%)。得到的交聯物(E)的化學結構用IR光譜進行鑑定，結果顯示在單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm")處的峰消失。得到的交聯物(E)完全不溶於有機溶劑。經由ESR譜獲得的交聯物(E)的自旋密度為2.68x1021spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活且這類自由基以自由基的形式存在。實施例1在瑪瑙研缽中，稱量並捏合300mg合成例1中合成的交聯物(A)、600mg石墨粉末和100mg聚四氟乙烯樹脂粘合劑。將通過幹混約10分鐘獲得的混合物在壓力下進行輥筒拉伸(roller-drawn)以獲得約150Hm厚的薄膜。將其在IO(TC下進行真空乾燥過夜，然後將其衝孔為12mm直徑的圓片以形成紐扣電池的電極。除上述以外，這類電極的重量為17.4mg。催化劑BF3Et2d39其次，將獲得的電極浸入電解質溶液中，以向電極中的縫隙注入電解質溶液。此處使用的電解質溶液為含1.0mol/L的LiPFe電解質鹽的碳酸亞乙酯/碳酸二乙酯混合溶液(體積混合比為3:7)。將充滿電解質溶液的電極置於陰極集電器上，再將同樣用電解質溶液浸漬的聚丙烯多孔膜隔膜置於其上。然後，將用作負極的粘附鋰的銅箔置於其上，在圓周放置絕緣密封圈的條件下，分別從正極側和負極側安裝不鏽鋼外殼(商購得自Hohsen)。然後，使用捻縫機(calkingmachine)對複合體加壓以形成密封的紐扣電池，所述紐扣電池使用交聯的多基化合物作為正極活性物質並使用金屬鋰作為陽極活性物質。對由此製造的紐扣電池以0.1mA/cn^的恆定電流進行充電，直至電壓升至4.0V，然後以O.lmA/cn^的恆定電流放電，直至電壓降至3.0V。結果顯示，其電壓在6小時10分鐘內幾乎恆定在約3.5V處，然後迅速降低。單位電極活性物質的放電容量為117mAh/g。同樣地，在4.03.0V內反覆充電和放電循環超過IOO個循環。結果顯示，在充電和放電100個循環的每一個循環中，在放電期間，電壓恆定在約3.5V，且通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為95%。實施例2稱量20g的N-甲基吡咯烷酮，並將400mg的聚偏氟乙烯加入小型勻漿容器中，然後攪拌30分鐘使其完全溶解。向得到的混合物中添加l.Og合成例1中合成的交聯物(A)，將混合物攪拌5分鐘直至整個溶液呈均勻的橙色。向其中添加600mg的石墨粉末，並再攪拌15分鐘以獲得漿料。將得到的漿料施用於鋁箔上，並在12(TC下乾燥以製造正極。正極層的厚度為130/mi。在製得的電極中未發現剝落或裂縫，且表面均勻。將其衝孔為12mm直徑的圓片以形成紐扣電池的電極。除了上述以外，這類電極的重量為12.6mg。其次，將獲得的電極浸入電解質溶液中，以向電極中的縫隙注入40電解質溶液。此處使用的電解質溶液為含1.0mol/L的LiPF6電解質鹽的碳酸亞乙酯/碳酸二乙酯混合溶液(體積混合比為3:7)。將充滿電解質溶液的電極置於陰極集電器(鋁箔)上，再將同樣浸漬電解質溶液的聚丙烯多孔膜隔膜置於其上。然後，將用作負極的粘附鋰的銅箔置於其上，在所述銅箔一側上具有石墨層，在圓周放置絕緣密封圈的條件下，分別從正極側和負極側安裝不鏽鋼外殼(商購得自Hohsen)。然後，使用捻縫機將複合體壓緊以形成密封的紐扣電池，所述紐扣電池使用交聯物(A)作為正極活性物質並使用石墨作為陽極活性物質。對由此製造的紐扣電池以0.1mA的恆定電流進行充電，直至電壓升至4.0V,然後以0.1mA的恆定電流放電，直至電壓降至3.0V。結果顯示，其電壓在7小時30分鐘內幾乎恆定在約3.5V處，然後迅速降低。單位電極活性物質的放電容量為120mAh/g。同樣地，在4.03.0V內反覆充電和放電循環超過100個循環。結果顯示，在充電和放電IOO個循環的每一個循環中，在放電期間，電壓為約3.5V的常數，且通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為96%。實施例3稱量10g的水，並將25mg的羧甲基纖維素加入的小型勻漿容器中，然後將該混合物攪拌30分鐘使其完全溶解。向其中添加100mg的聚(四氟乙烯)(PTFE)，進一步攪拌，然後添加1.125g的氣相生長碳纖維(VGCF)粉末，並再次攪拌。另外，向其中添加.25g在合成例1中合成的交聯物(A)，然後進一步攪拌1小時以獲得漿料。將獲得的漿料施用於鋁箔上，並在IOO'C下乾燥以製造正極。正極層的厚度為100/zm。在製得的電極中未發現剝落或裂縫，且表面均勻。將其衝孔成12mm直徑的圓片以形成紐扣電池的電極。除了上述以外，這類電極的重量為5.2mg。其次，將獲得的電極浸入電解質溶液中以向電極中的縫隙注入電解質溶液。此處使用的電解質溶液為含1.0mol/L的LiPF6電解質鹽的碳酸亞乙酯/碳酸二乙酯混合溶液(體積混合比為3:7)。將用電解質溶液浸漬的電極置於陰極集電器上，將同樣用電解質溶液浸漬的聚丙烯多孔膜隔膜置於其上。然後，將用作負極的粘附鋰的銅箔置於其上，在圓周放置絕緣密封圈的條件下，分別從正極側和負極側安裝不鏽鋼外殼(商購得自Hohsen)。然後，使用捻縫機將複合體壓緊以形成密封的紐扣電池，所述紐扣電池使用交聯的多基化合物作為正極活性物質並使用金屬鋰作為陽極活性物質。對這類紐扣電池以0.1mA的恆定電流進行充電，直至電壓升至4.0V，然後以0.1mA的恆定電流放電，直至電壓降至3.0V。結果顯示，觀察到的電壓的平坦部分曲線在約3.5V處持續大約3小時。單位電極活性物質的放電容量為118mAh/g。在4.03.0V內反覆充電和放電循環超過100個循環，結果通過[(第100次循環時的放電容量)/(第-次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為95%。實施例4除了用合成例2中合成的交聯物(B)代替交聯物(A)以外，以與實施例3中所使用類似的方法製造紐扣電池。在製得的電極中未發現剝落或裂縫，且表面均勻。這類紐扣電池的正極重量為5.6mg。對這類紐扣電池以0.1mA的恆定電流進行充電，直至電壓升至4.0V，然後以0.1mA的恆定電流放電，直至電壓降至3.0V。結果顯示，觀察到的電壓的平坦部分曲線在約3.5V處持續3小時20分鐘。42單位電極活性物質的放電容量為120mAh/g。在4.03.0V內重複充電和放電循環超過100個循環，結果通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為93%。實施例5除了用合成例3中合成的交聯物(C)代替交聯物(A)以外，以與實施例3中所使用類似的方法製造紐扣電池。在製得的電極中未發現剝落或裂縫，且表面均勻。這類紐扣電池的正極重量為5.5mg。對這類紐扣電池以O.lmA的恆定電流進行充電，直至電壓升至4.0V，然後以O.lmA的恆定電流放電，直至電壓降至3.0V。結果顯示，觀察到的電壓的平坦部分曲線在約3.5V處持續大約3小時。單位電極活性物質的放電容量為117mAh/g。在4.03.0V內重複充電和放電循環超過100個循環，結果通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為95%。比較例1在氬氣氣氛下，將10.0g(50.4腿ol)的2，2,6,6-四甲基哌啶-4-乙烯氧基-l-氧基(單體)和100ml的二氯甲烷置入200ml的三頸圓底燒瓶中，然後冷卻至-78。C。此外，將143mg(1mmol)的三氟化硼-乙醚絡合物添加至燒瓶中並使其分布均勻，然後，在-78'C下使反應進行20小時。反應結束後，將反應混合物溫熱至室溫，過濾得到固體物質，然後用甲醇將得到的固體物質洗滌幾次，並真空乾燥，以獲得紅色固體非交聯物(a)(產率為70%)。得到的非交聯物(a)的化學結構用IR光譜進行鑑定，結果顯示在單體中觀察到的乙烯基基團在966和674(cm")處的峰消失了。藉助於ESR譜獲得的非交聯物(a)的自旋密度為2.75x1021spin/g。這基本等於以下情況的自旋濃度假設聚合物中沒有自由基因為聚合而失活且這類自由基以自由基的形式存在。除了用此處合成的非交聯物(a)代替交聯物(A)以外，以與實施例3中所使用類似的方法製造紐扣電池。以類似於實施例3的方式，對製得的電池在3.04.0V內進行充電和放電，結果顯示其電壓在6小時30分鐘內幾乎恆定在約3.5V處，然後迅速下降。單位電極活性物質的放電容量為110mAh/g。同樣地，在3.04.0V內反覆充電和放電循環超過100個循環，結果通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為42%。比較例2除了用2，2,6，6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)代替交聯物(A)以外，以與實施例1中所使用類似的方法製造紐扣電池。單位電極活性物質的放電容量為35mAh/g。在4.03.0V內反覆充電和放電循環12個循環以後，己經不能再充電和放電，證明其不適合作為電池使用。比較例3除了用線性多基化合物聚甲基丙烯醯氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶->^氧自由基(Mn=89,000，Mw/Mn=3.0)代替交聯物(A)以外，以與實施例2中所使用類似的方法製造紐扣電池。以類似於實施例i的方式，進行充電和放電，並計算得到的單位電極活性物質的放電容量，計算的單位電極活性物質放電容量為78mAh/g。在4.03.0V內反覆充電和放電循環超過IOO個循環，結果通過[(第100次循環時的放電容量)/(第一次循環時的放電容量)]x100(%)得到的值為52%。權利要求1.一種多基化合物，其在分子中具有由如下通式(1)表示的重複結構單元，且通過由如下通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑交聯得到其中，在通式(1)中，R1～R3各自獨立地表示氫或甲基；R4～R7各自獨立地表示C1～C3烷基；其中，在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀C1～C15亞烷基二氧基，亞烷基，亞苯基二氧基，亞苯基，或由通式(3)表示的結構；R8～R13各自獨立地表示氫或甲基；其中在通式(3)中，k表示2～5的整數。2.如權利要求1所述的多基化合物，其中包括了由上述通式(l)表示的重複結構單元和由如下通式(4)表示的結構其中，在通式(4)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀C1C15亞烷基二氧基，亞烷基，亞苯基二氧基，亞苯基，或由通式(3)表示的結構；RSR"各自獨立地表示氫或甲基；t、，、,k(3)其中在通式(3)中，k表示25的整數。3.如權利要求l所述的多基化合物，其中將由如下通式(3)表示的結構或多個所述結構用作由上述通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑、、(3)其中在通式(3)中，k表示25的整數。4.如權利要求l所述的多基化合物，其中由上述通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑為由如下通式(i)(vii)表示的化合物中的至少一種formulaseeoriginaldocumentpage4(vii)5.如權利要求l所述的多基化合物，其中由上述通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑為由如下通式(viii)表示的化合物formulaseeoriginaldocumentpage4(viii)6.如權利要求l所述的多基化合物，其中由通式(l)表示的重複結構對由通式(4)表示的結構的摩爾比為10:11000:1。7.—種包括權利要求1的多基化合物的電極活性物質，所述多基化合物用於電池的正極和負極中的至少一個中，所述電池至少包括所述正極、所述負極和電解質。8.—種電池，所述電池至少包括如下部件正極、負極和電解質，所述正極和負極中的至少一個中的電極活性物質為權利要求5的電極活性物質。9.如權利要求6所述的電池，其中所述電極活性物質為正極活性物質。10.如權利要求6或7所述的電池，其中所述電池為鋰電池。11.如權利要求8所述的電池，其中所述電池為鋰二次電池。12.多基化合物製備方法，其包括在陽離子聚合催化劑存在的情況下，用由如下通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑來交聯由如下通式(ll)表示的自由基取代的乙烯基醚化介物，以獲得多基化合物，所述通式(ll)為formulaseeoriginaldocumentpage5其中，在通式(ll)中，R1113各自獨立地表示氫或甲基；R4R各自獨立地表示C1C3垸基；formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage6(2)其中，在通式(2)中，X表示單鍵，線型、支化或環狀C1C15亞垸基二氧基，亞垸基，亞苯基二氧基，亞苯基，或由通式(3)表示的結構；RSR。各自獨立地表示氫或甲基；formulaseeoriginaldocumentpage6(3〉其中在通式(3)中，k表示25的整數。13.如權利要求IO所述的多基化合物製備方法，其中所述陽離子聚合催化劑為路易斯酸。14.如權利要求12所述的多基化合物製備方法，其中由上述通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑為由如下通式(i)(vii)表示的化合物中的至少一種15.如權利要求12所述的多基化合物製備方法，其中由上述通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑為由如下通式(vm)表示的化合物formulaseeoriginaldocumentpage7全文摘要本發明公開了一種多基化合物，其能夠用於正極和負極的至少一個中的電極活性物質。該多基化合物具有由通式(1)表示的重複單元，且使用由通式(2)表示的在分子中具有兩個聚合基團的雙官能交聯劑進行交聯，其中R1～R3各自獨立地表示氫或甲基；R4～R7各自獨立地表示C1～C3烷基；X表示單鍵，線型、支化或環狀C1～C15亞烷基二氧基、亞烷基、亞苯基二氧基、亞苯基，或由通式(3)表示的結構；R8～R13各自獨立地表示氫或甲基；k表示2～5的整數。文檔編號C08F216/12GK101466747SQ200780021130公開日2009年6月24日申請日期2007年6月4日優先權日2006年6月6日發明者三浦貞彥,中原謙太郎,入山次郎,巖佐繁之,森岡由紀子,草地雄樹,須黑雅博申請人:日本電氣株式會社