[发明专利]非水二次电池用电极活性物质及使用其的非水二次电池

说明书

包含通式(1)所示的化合物的非水二次电池用电极活性物质为在充放电中不易溶解于电解液、放电容量以及充放电循环特性优异的材料。式中，Ysupgt;1/supgt;和Ysupgt;2/supgt;相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子。Rsupgt;1/supgt;～Rsupgt;8/supgt;相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团。Rsupgt;9/supgt;～Rsupgt;12/supgt;相同或不同，表示氢原子或有机基团。实线和虚线所示的键表示单键或双键。

技术领域

本发明涉及非水二次电池用电极活性物质及使用其的非水二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等非水二次电池被用于各种电源。近年来，正在研究用于电动汽车，需要更高能量密度且安全的电池材料。现在，在锂离子二次电池中，使用以钴酸锂(LiCoO₂)为代表的含稀有重金属的无机系材料作为正极材料(正极活性物质)，使用石墨之类的碳材料作为负极材料。特别是正极中使用的应用了稀有重金属的无机系材料，不仅有资源上的限制，而且对环境的负担也令人担忧。

作为既不使用稀有金属又环境负荷更小的材料，正在关注显示氧化还原活性的有机材料。作为其候选之一，可列举已知显示双电子转移型氧化还原反应的1,4-苯醌类：

[化1]

但是因高升华性而难以电极化。

另一方面，此前即已知通过使氧化还原位点稠合可以改善循环特性，作为一例，已知并五苯四酮(日语：ペンタセンテトロン)的充放电行为(例如，参见专利文献1)。根据这样的见解，使1,4-苯醌类的共轭体系扩大且形成锂盐的萘茜二锂盐：

[化2]

不仅升华性低，而且可以进行4电子转移型氧化还原反应，理论容量可以高达530mAh/g，比1,4-苯醌的理论容量496mAh/g更高。但是，实际得到的容量只有理论值的一半左右，而且循环特性也不足。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-155884号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为上述萘茜二锂盐的充放电特性低的原因，可以列举充放电中活性物质向电解液中的溶解。另外，虽然通过使氧化还原位点稠合可以提高循环特性，但如果在共轭体系中进行稠合，则电压会降低。

从上述观点出发，本发明的目的在于，提供在充放电中不易溶解于电解液、放电容量以及充放电循环特性优异的非水二次电池用电极活性物质。

用于解决问题的技术方案

本发明人为了实现上述目的反复进行了深入研究。结果发现，萘茜(日语：ナフタザリン)骨架与二噻英(日语：ジチイン)环等非共轭体系环缩合得到的化合物可以解决上述课题，可以获得在充放电中不易溶解于电解液、放电容量和充放电循环特性优异的非水二次电池用电极活性物质。本发明是基于这样的见解进行反复研究而完成的。即本发明包含以下构成。

项1.一种非水二次电池用电极活性物质，其包含通式(1)所示的化合物。

[化3]

式中，Y¹和Y²相同或不同，表示氧原子、硫原子或硒原子。R¹～R⁸相同或不同，表示氧原子或－OLi所示的基团。R⁹～R¹²相同或不同，表示氢原子或有机基团。实线和虚线所示的键表示单键或双键。