[发明专利]无隔膜的导电聚合物固态电解质二次电池

说明书

本发明提供一种无隔膜的导电聚合物固态电解质二次电池，其是包含正极/导电聚合物电解质层/负极的二次电池，其中，电解质层是并用无机固态电解质与下述高分子导电组合物、或在其中并用聚醚系聚合物而成的复合体：包含高分子导电组合物(X¹)、或者包含X¹和选自下述(X²)～(X³)中的至少1种物质的高分子导电组合物，该高分子导电组合物(X¹)是使熔融盐单体与氟系聚合物接枝聚合或活性自由基聚合而得到的，上述熔融盐单体具有由鎓阳离子与含卤素的阴离子构成的盐结构且具有聚合性官能团；X²：由鎓阳离子与含卤素的阴离子构成的熔融盐、或者具有这些盐结构且具有聚合性官能团的熔融盐单体；X³：具有由鎓阳离子与含卤素的阴离子构成的盐结构且具有聚合性官能团的熔融盐单体的聚合物或共聚物。

技术领域

本发明涉及无隔膜的二次电池，为如下的无隔膜的二次电池，其抑制了与使用了导电聚合物固态电解质的正负极活性物质粒子的粒子界面电阻、与电极的界面电阻，而且能够实现电池单元的薄膜化，温度依赖性小，且发生了短路时的安全性优异，今后备受期待。

背景技术

已知有各种导电性优异的二次电池用的高分子导电组合物。已开发出例如：一种复合高分子导电组合物，其通过使包含熔融盐单体和电荷迁移离子源的单体组合物在聚偏二氟乙烯等氟系聚合物存在下接枝聚合而制造，上述熔融盐单体具有由季铵阳离子与含卤素原子的阴离子构成的季铵盐结构和聚合性官能团(专利文献1～2)；以及，在该高分子导电组合物中配合氟聚合物而成的高分子导电组合物和使用该高分子导电组合物而成的二次电池(专利文献3)。然而，当仅使用这些高分子导电组合物时，隔膜不可或缺。此外，已开发出下述技术：使用高分子导电聚合物的聚醚系聚合物且进一步配合陶瓷须晶而成的物质能够在无隔膜的情况下获得电解质层(专利文献4)。然而，此方法由于不仅导电性能不充分还有温度依赖性，且有在60℃发挥最佳性能等使用限制，因此低温特性特别差，会大幅阻碍实用化。进而，还开发出下述技术：设置石榴子石系无机固态电解质层和聚醚系聚合物固态电解质层作为导电聚合物固态电解质层(专利文献5)。然而，此方法中，受到聚醚系聚合物的导电性极限的影响，石榴子石系无机固态电解质的固有导电率大幅降低、上述温度依赖性/低温特性低等成为问题。当仅使用石榴子石系无机固态电解质时，在抑制与正负极活性物质粒子的粒子界面电阻的方法中，已知有基于进行烧结、将硫化锂等硫化物材料进行粒子界面覆盖型固态电解质的电极压接等的物理性加工等(专利文献6)。然而，该方法需要过大的负载工序，在量产化上存在问题。作为一次性解决这些的手段，本发明的材料形成基于与无机固态电解质的复合化的导电层作为导电聚合物，由此能够达成优化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2004/088671

专利文献2：国际公开WO2010/113971

专利文献3：国际公开WO2016/063994

专利文献4：日本特开2002-313424

专利文献5：日本特开2014-238925

专利文献6：国际公开WO2013/073038

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种无隔膜的导电聚合物固态电解质二次电池，其抑制了与使用了导电聚合物固态电解质的正负极活性物质粒子的粒子界面电阻、与电极的界面电阻，而且能够实现电池单元的薄膜化，温度依赖性小，且发生了短路时的安全性优异。

[用于解决问题的手段]