[发明专利]固态电解质电池

说明书

本发明涉及一种具有固态电解质的固态电解电池。

为了跟上电子设备体积小，重量轻、普遍使用携带型这一当前趋势，比如，磁带录像机内置的照像机或可移动信息终端，这些电子设备需要一种体积更小并具有更高能量密度的蓄电池作为供电电源。

一般使用的蓄电池可能是水溶液型铅蓄电池或镍-镉蓄电池，以及非水溶液电解质电池。然而，由于这些电池使用液体作为电解质，从而存在内部溶液泄漏的危险进而可能影响周围的电子元件。鉴于此，提出了一种固态电解质，即一种固化形式的电子溶液。

特别地，以非水溶剂注入基体聚合物(matrix polymer)得到一种胶凝化固态电解质，以下称做凝胶体电解质，现在正在被迅速地研究，因为它的电解质溶液相代表离子传导的主要通路，因此，对应于电解质溶液电导率的高水平的离子电导率被认为是很有前途的。

非水电解质溶液蓄电池使用凝胶体电解质，构造如下：正电极活性材料，包括，如LiCoO₂和石墨，在由薄铝板组成的正电极电流集电器上分层以构成一个正电极。另一方面，负电极活性材料包括如碳，焦炭或石墨在由薄铜板构成的正电极电流集电器上成形以构成负电极。以诸如聚丙烯或聚乙烯细孔膜形成的隔板夹在正负两电极之间，与此同时，凝胶体电解质注入正负电极和隔板之间以成一个夹层结构的单元电池。这个单元电池是密封的并装在由薄金属膜构成的密封材料内部，如铝箔，塑料薄膜，如尼龙，聚乙烯，聚丙烯和对酞酸聚乙烯。

上述非水溶液电解液蓄电池中使用的非水溶剂可以是，如碳酸盐或脂类，如碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸乙二酯和丁内酯。在充电电压超过4V时反复放电或充电或存放过长的时间，这些溶剂公知在电池特性上受到损耗，正如日本专利申请公开出版号H-4-332479和H-337247所披露的。这种性能上的损耗明显地归结为非水溶剂在高电压下的氧化分解。因此，为了改善4V级别高容量非水溶液电解质溶液电池的特性就必须改善非水溶剂的特性。此外，在使用固态电解质作为电解质的固态电解电池中，有必要采取措施防止固态电解质各成份的氧化分解。

为了防止由于上述固态电解质成份氧化分解造成的电池特性的损耗，已经建议了一种含有甲苯成份的电池，如日本专利申请公开出版H-4-249870所披露的。还建议了一种方法，添加相对于锂离子协调稳定性的化合物，从而防止碳负电极表面上非水溶剂的分解，如日本专利申请公开出版H-9-35746所披露的。

但是，上述方法不足以防止由于固态电解质成份氧化分解造成电池性能的降低，如由于反复的充放电循环而造成电池性能的降低。

本发明的目的是提供一种固态电解电池，在这种电池中，固态电解质成份的氧化分解受到抑制以保持优异的电池性能。

根据本发明，提供一种固态电解电池，包括一种具有一个正电极集电器和一种正电极活性材料的正电极，一种具有负电极集电器和一种负电极活性材料的负电极，以及一种由分散到基体聚合物中的电解质盐组成的固态电解质。固态电解质置于正负电极之间，而二烯系化合物包含在正电极，负电极和固态电解质中的至少一个里面。

根据本发明，如上述，二烯系化合物至少包含于正电极，负电极和固态电解质之中的一个里面以捕获活性氧从而防止电解质成份的氧化分解。因此，可以抑制由于电解质成份氧化而使电池性能降低，从而保持电池的优异性能。

图1是平面视图，表示根据本发明的固态电解电池的说明性结构。

图2是固态电解电池沿图A-B线截的横剖面视图。

图3是表示外部膜基本部分的示意视图。

图4是表示带有第一固态电解质层的正电极的视图。

图5是表示带有第二固态电解质层的负电极的视图。

图6是表示一个单元电池的另一个说明性结构的横截面视图。

图7是表示一个单元电池的另一个说明性结构的横截面视图。

参考附图，根据本发明的固态电解电池的优选实施例将有详细解释。

图1表示体现本发明固态电解质电池的说明性结构。固态电解电池1包括单元电池2，外部膜3用以密封单元电池2，使用S1至S3的密封剂；正电极引线4具有从外部膜3引出的一端，负电极引线5具有从外部膜3引出的一端，树脂膜6在外部膜3的密封剂S1处覆盖负极引线5和正极引线4以改善外部膜3的气密性。

单元电池2由以下构成：铺一层负电极9，其具有负电极集电器7和一层负电极活性材料8，和一层正电极12其具有正电极集电器10和一层正电极活性材料11，如图2所示。正电极引线4和负电极引线5分别联接到正电极12和负电极9上。