[发明专利]聚合物电解质组合物和聚合物二次电池

说明书

本发明公开一种聚合物电解质组合物，其含有具有下述通式(1)所表示的结构单元的聚合物、电解质盐和无机氧化物，所述电解质盐为选自由锂盐、钠盐、镁盐和钙盐组成的组中的至少一种，所述无机氧化物包含锂元素、镧元素和锆元素，在将无机氧化物所含的镧元素的摩尔数设为M(La)，将无机氧化物所含的锆元素的摩尔数设为M(Zr)时，M(La)和M(Zr)满足下述式(2)。[式(1)中，X^‑表示抗衡阴离子。]0.4≤M(Zr)/M(La)≤0.8(2)

技术领域

本发明涉及一种聚合物电解质组合物和聚合物二次电池。

背景技术

锂二次电池为具有高能量密度的能量装置，作为便携型电子设备和电动汽车的电源而普及。例如，在18650型的锂二次电池中，圆筒状的电池罐内部容纳有卷绕电极体。卷绕电极体通过将微多孔性的隔膜夹入正极与负极之间并将它们以旋涡状卷绕而构成，并且在隔膜中含浸有可燃性的电解液。就这样的锂二次电池而言，如果异常情况下电池的温度突然上升，则有电解液汽化而内压上升，发生破裂的可能性。另外，如果电池的温度突然上升，则也存在电解液起火的可能性。

防止锂二次电池着火或起火的情况在锂二次电池的设计中很重要。在锂二次电池中，为了今后进一步实现高能量密度化和大型化，要求更进一步提高安全性。

作为提高锂二次电池的安全性的根本性解决方法，正在进行全固态电池的开发，所述全固态电池是将电解液替换成聚合物电解质或无机固态电解质，使构成材料全部为固体的电池。尤其聚合物电解质由于通过涂布聚合物溶液而能够容易地形成片材，因此正在积极地进行研究。

另外，以提高离子传导率为目的，也正在积极研究与聚合物电解质组合的非水溶剂。作为非水溶剂，从离子传导率的观点考虑，广泛使用碳酸二烷基酯等有机溶剂(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-141467号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，使用了有机溶剂的聚合物电解质有时会因聚合物电解质与有机溶剂分离而导致有机溶剂渗出。

本发明是鉴于上述情况而作出的发明，其主要目的在于提供一种组合物的成分保持性优异的聚合物电解质组合物。

用于解决课题的方法

本发明的第一形态是一种聚合物电解质组合物，其含有具有下述通式(1)所表示的结构单元的聚合物、电解质盐和无机氧化物，所述电解质盐为选自由锂盐、钠盐、镁盐和钙盐组成的组中的至少一种，所述无机氧化物包含锂元素、镧元素和锆元素，在将无机氧化物所含的镧元素的摩尔数设为M(La)，将无机氧化物所含的锆元素的摩尔数设为M(Zr)时，M(La)和M(Zr)满足下述式(2)。

[化1]

[式(1)中，X^-表示抗衡阴离子。]

0.4≤M(Zr)/M(La)≤0.8 (2)

无机氧化物的晶体结构可以为立方晶系。另外，无机氧化物优选在X射线衍射中显示出2θ＝17±2°、2θ＝26±2°和2θ＝31±2°的衍射峰。

聚合物电解质组合物可以形成为片状。使用聚合物电解质组合物所形成的片材能够成为即使没有基材等也能够保持其形状的片材。需要说明的是，在本说明书中，有时将形成为片状的聚合物电解质组合物称为“聚合物电解质片”。片材的厚度可以为1～200μm。

本发明还可以进一步涉及上述组合物作为聚合物电解质的应用或上述组合物在聚合物电解质制造中的应用。