專利名稱：含有梭試劑的非水電解質(zhì)二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠通過鋰離子運(yùn)動產(chǎn)生電動勢的非水電解質(zhì)二次電池，尤其涉及一種通過使用所謂的氧化還原梭試劑來防止電池充電過度的技術(shù)。
在鋰二次電池中(非水電解質(zhì)二次電池)，最重要的問題之一是保證其安全性。其中關(guān)于電池充電過度的問題是比較突出的。
例如，鎳-鎘電池具有防止電池充電過度的機(jī)制，在電池中充電能量可以通過一種與充電電壓升高相聯(lián)系的水的化學(xué)反應(yīng)而消除。另一方面，在鋰基非水型二次電池中，需要其它的機(jī)制而不是在鎳-鎘電池中所使用的機(jī)制來防止充電過度。
這里提出的、防止鋰基二次電池充電過度的機(jī)制包括兩種方法；其中一種方法是利用化學(xué)反應(yīng)，另一種方法是利用電路。實(shí)際上，主要應(yīng)用后者的方法。
但是這樣一種利用電路來防止充電過度的方法是昂貴的。另外，這種方法也有其不足，即在設(shè)計電池產(chǎn)品過程中會受到各種限制。
在這種情況下，試圖建立一種利用化學(xué)反應(yīng)來防止電池充電過度的技術(shù)。這種利用化學(xué)反應(yīng)來防止電池充電過度的方法之一是在電解質(zhì)溶液中添加足夠多的氧化還原劑.通過本方法，如果還原氧化劑具有簋好的反應(yīng)可逆性，就可建立一種有效的防止電池充電過度的機(jī)制，因為氧化還原劑可以在電池正極和負(fù)極間自由運(yùn)動，從而消除充電過度的電池。
這樣的一種氧化還原劑是指如“氧化還原梭試劑”等。使用氧化還原梭試劑的方法可以簡化鋰基二次電池的安全機(jī)制，而且比使用電路的方法便宜。這種方法還有其它優(yōu)點(diǎn)，即在這里所使用的安全機(jī)制不會引起電池電能密度變差。
在鋰基二次電池中應(yīng)用上述的氧化還原梭試劑的可能性已經(jīng)報導(dǎo)。例如，在3V級的電池中，提出將二茂鐵用于防止充電過度。
但是對于鋰電極來說，二茂鐵的氧化還原電位較低，只有3.1V～3.5V。因此二茂鐵不能用于更高電池電壓的電池。例如在碳-LiCoO2型鋰離子電池等4V級的電池中，就需要使用氧化-還原電位在約4.0V～4.5V的化合物。
進(jìn)一步研究的結(jié)果揭示，例如，金屬絡(luò)合物，如Fe(5-Cl-1，10-菲咯啉)3x2、Ru(菲咯啉)3x2，其中x代表一種陰離子分子，或鈰鹽，如(NH4)2(NO3)5，具有較高的氧化-還原電位和較高的電化學(xué)穩(wěn)定性，因此可以作為氧化-還原劑用于上述的4V級的鋰離子二次電池。這些氧化-還原劑已經(jīng)提出，例如日本專利申請公開No.6-338,347。這些氧化-還原劑包含一種過渡金屬作為絡(luò)合物的中心金屬，如Fe，Ru或Ce。這些過渡金屬可以根據(jù)其(d)電子軌道或(f)電子軌道的情況保持不同的穩(wěn)定的氧化-還原態(tài)，使得有足夠的配體能連在金屬上形成溶劑化分子。上述的可以形成這樣的溶劑化分子的氧化-還原劑可用于控制氧化-還原電位，因此適于作為氧化還原梭試劑。
但是，金屬絡(luò)合物或鈰鹽具有這樣的結(jié)構(gòu)，即大尺寸的配體圍繞著中心金屬的電子軌道，使得它們表現(xiàn)出很大的分子量和分子體積。
其結(jié)果是當(dāng)這些氧化-還原劑溶于電解質(zhì)溶液中，其在電解質(zhì)溶液中的濃度和擴(kuò)散速度都限制在一個特定的范圍內(nèi)，從而經(jīng)常導(dǎo)致如下問題，即不能得到足夠的防止充電過度的作用。
例如，當(dāng)在充電過度條件下出現(xiàn)的反應(yīng)中主要考慮鋰離子時，通常其溶解于電解質(zhì)溶液中的濃度約為每升1摩爾。因此需要根據(jù)鋰離子的摩爾濃度來溶解相應(yīng)濃度的氧化-還原劑。
如果具有如此大分子量的金屬絡(luò)合物或鈰鹽溶解在電解質(zhì)溶液中，它就會在電解質(zhì)溶液中占據(jù)大量體積，以致于電解質(zhì)溶液的粘度或其它溶解性質(zhì)受到不利影響。這就導(dǎo)致鋰離子的離子導(dǎo)電性變差。因此對所使用的氧化-還原劑的濃度存在限制。
另外，一些上述的金屬絡(luò)合物具有如1摩爾1升那樣大的體積。如果使用這樣的金屬絡(luò)合物，就不可能制備含有每升1摩爾氧化-還原劑濃度的電解質(zhì)溶液。
還有，如金屬絡(luò)合物或鈰鹽等大體積的分子在電解質(zhì)溶液中的擴(kuò)散速率通常較低。如果這種其擴(kuò)散速率低于鋰離子擴(kuò)散速率的大體積氧化-還原劑以低于鋰離子濃度使用時，很難充分地防止鋰離子的充電過度反應(yīng)。
現(xiàn)在的情況是除了上述的有缺陷的氧化-還原劑外，還沒有其它的氧化-還原劑能滿足作為氧化還原梭試劑的全部要求。
考慮到在現(xiàn)有技術(shù)中所遇到的上述問題而完成本發(fā)明。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種通過使用一種氧化-還原劑(氧化-還原梭試劑)而具有優(yōu)秀的安全性和高電能密度的非水電解質(zhì)二次電池，這種氧化-還原劑能夠表現(xiàn)出最佳的氧化-還原電位和在電解質(zhì)溶液中改進(jìn)的溶解能力，并且生成化學(xué)穩(wěn)定的氧化物和還原物，不會因為不希望的副反應(yīng)而引起電池功能變差。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明提出一種非水電解質(zhì)二次電池，包括負(fù)極、正極和非水電解，其負(fù)極由以鋰為主要成分的金屬材料、或由一種鋰可以在其中分布和分離出的碳質(zhì)材料構(gòu)成；其正極由鋰和過渡金屬的復(fù)合氧化物構(gòu)成；其無水電解質(zhì)含有如通式所示的有機(jī)化合物 其中x代表一種鹵素原子。
上述通式所示的化合物具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)，在苯環(huán)上連有兩個甲氧基取代基和一個鹵素基團(tuán)。這種化合物可以作為氧化-還原劑使用，因為甲氧基取代基可以作為氧化-還原基團(tuán)。具體地，這種化合物具有適合用于作為4V級電池的氧化還原梭試劑的氧化還原電位。另外，由這種化合物衍生出的氧化物和還原物都是化學(xué)穩(wěn)定的。另外這種化合物含有分子量為78的作為基本骨架的苯環(huán)。因此與如金屬茂和聚吡啶絡(luò)合物或鈰鹽等金屬絡(luò)合物相比，該化合物具有較小的分子量和分子體積。這意味著這些化合物在電解質(zhì)液中具有較小的體積占有率和較高的擴(kuò)散速率。因此電解質(zhì)溶液的性質(zhì)并未由于加入這些化合物而發(fā)生不利影響，因此在電解質(zhì)溶液中的化合物的高運(yùn)動性得以保持。
相應(yīng)地，當(dāng)在二次電池的非水電解質(zhì)溶液中含有這些化合物時，在電池中產(chǎn)生的充電過度電流就會得到有效地消除，使得電池可以防止電池電壓的過分升高。
同時還發(fā)現(xiàn)，化合物中兩個甲氧基取代基位于苯環(huán)的1和2位或位于1和4位時，比位于苯環(huán)的1和3位的化合物表現(xiàn)出更高的在氧化-還原反應(yīng)中的可逆性，雖然后者的化合物也可作為氧化還原梭試劑。導(dǎo)致1和3位取代的化合物在氧化-還原反應(yīng)中表現(xiàn)出較低可逆性的原因如下。
即苯環(huán)的1、3和5位之間具有共軛關(guān)系，其結(jié)果是，如果位于苯環(huán)1位的任一電子釋放，電子的不足就由位于苯環(huán)3或5位的電子云進(jìn)行補(bǔ)償。在這種情況下，如果引入兩個甲氧基取代基，例如引入到苯環(huán)的1和3位且任何一個甲氧基取代基都是化合物氧化反應(yīng)所考慮的可以很容易得出，當(dāng)位于苯環(huán)1位的甲氧基取代基被氧化時，由于氧化而引起的電子不足就立刻得到位于3位電子的補(bǔ)償，因此也導(dǎo)致3位的電子不足。當(dāng)位于苯環(huán)1和3位的甲氧基取代基都被氧化時，這種情況是不穩(wěn)定的。于是，兩個甲氧基位于苯環(huán)1和2位或1和4位的化合物比兩個甲氧基位于苯環(huán)1和3位的化合物在氧化-還原反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的可逆性。
從以下的詳細(xì)描述、結(jié)合附圖及附加的權(quán)利要求書，可以明顯地看到本發(fā)明的這些和其它的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施方案的電池的截面圖。
圖2是表示在一個充電/放電周期中電池電壓和經(jīng)歷的時間的關(guān)系圖，其中在電解質(zhì)溶液中含有1，4-二甲氧基-2-氟-苯的電池與在電解質(zhì)溶液中不含該化合物的電池進(jìn)行比較。
圖3是表示在一個充電/放電周期中電池電壓和經(jīng)歷的時間的關(guān)系圖，其中在電解質(zhì)溶液中含有1，2-二甲氧基-4-溴苯、2，5-二甲氧基-1-溴-苯或1，2-二甲氧基-4-氟-苯的電池與在電解質(zhì)溶液中不含這種化合物的電池進(jìn)行比較。
圖4是表示在一個充電/放電周期中電池電壓和放電容量的關(guān)系圖，其中在電解質(zhì)溶液中含有1，2-二甲氧基-4-溴-苯、2，5-二甲氧基-1-溴-苯或1，2-二甲氧基-4-氟-苯的電池與在電解質(zhì)溶液中不含這種化合物的電池進(jìn)行比較。
根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池包含一個正極和一個負(fù)極，其負(fù)極由以鋰為主要成分的金屬材料、或由一種鋰可以在其中分布和分離出的的碳質(zhì)材料構(gòu)成；正極由鋰和過渡金屬的復(fù)合材料構(gòu)成。使用這樣的正負(fù)極可提供4V或更高的電池電壓。
在根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池中，除了使用上述負(fù)極和正極外，還使用一種含有如通式所示化合物的無水電解質(zhì)
其中x代表一個鹵原子。
含有這種化合物的非水電解質(zhì)在其氧化-還原反應(yīng)中通過化學(xué)方法消除了由電池的充電過度而產(chǎn)生的電流，因此它可以作為氧化-還原梭試劑。這種化合物的特性在下面詳細(xì)描述。
上述通式所示的化合物含有一個苯環(huán)作為其基本骨架。當(dāng)甲氧基取代基導(dǎo)入苯環(huán)時，該化合物表現(xiàn)出適于作為4V級電池的氧化-還原梭試劑的氧化-還原電位，而且該化合物產(chǎn)生的氧化物和還原物都具有高的化學(xué)穩(wěn)定性。
即當(dāng)一個電子對被一種有機(jī)物的相鄰兩個原子分享時，在兩個原子間主要形成共價單鍵。所以，如果通過該有機(jī)化合物的氧化和還原而在鍵的電子系統(tǒng)中除去或引入一個電子時，就會在化合物中產(chǎn)生一個非配對電子。這個非配對電子只有通過化合物的分解或與其它化合物結(jié)合才能得到穩(wěn)定。因此具有這種非配對電子的有機(jī)化合物基本是不穩(wěn)定的。
但是當(dāng)非配對電子出現(xiàn)在非定域軌道，如芳香化合物的π軌道，和被其分子結(jié)構(gòu)中兩個或兩個以上的原子所分享時，有機(jī)化合物的化學(xué)穩(wěn)定性就不會受到存在非配對電子的不利影響。在這種情況下，該化合物的氧化-還原電位幾乎是由非配對電子的非定域度和非配對電子所在軌道的對稱性所。當(dāng)電子軌道的不定域度太大時，不可能得到足夠水平的氧化-還原電位。根據(jù)這一觀點(diǎn)，以芳香環(huán)如苯環(huán)作為其基本骨架的有機(jī)化合物適于作為氧化-還原梭試劑，這種化合物具有比較小的分子量。
當(dāng)苯環(huán)中不僅含有甲氧基取代基，而且還含有鹵素取代基時，就可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
即化合物的氧化-還原電位通常幾乎是由上述分子結(jié)構(gòu)的基本骨架所決定。當(dāng)在基本骨架中引入任何取代基時，該化合物的氧化-還原電位就會受到被引入的取代基性質(zhì)的影響。如果取代基是一個吸電子基團(tuán)，氧化-還原電位就升高。與此相反，如果取代基是一個給電子基團(tuán)，氧化-還原電位就降低。另外，如果在基本骨架中引入多個取代基時，可以知道上述的基團(tuán)對氧化-還原電位的作用將會疊加。
在苯環(huán)中引入鹵素取代基就引起化合物的氧-還原電位升高。在實(shí)際電池系統(tǒng)中，根據(jù)所使用的電解質(zhì)類型，化合物的氧化-還原電位的波動幅度為幾百毫伏。但通過引入苯環(huán)的鹵素取代基的作用可以很好的調(diào)整化合物的氧化-還原電位。其結(jié)果是，具有引入鹵素取代基的苯環(huán)的化合物表出出足夠的氧化-還原電位，而不論電解質(zhì)的類型，所以這種化合物可以作為氧-還原梭試劑使用。
附帶地說，引入苯環(huán)的甲氧基取代基的數(shù)目應(yīng)是每一個化合物分子中兩個。如果苯環(huán)中只有一個甲氧基取代基，該化合物就不能表現(xiàn)出足夠的氧化-還原作用，以致于必須增加化合物的量來獲得必須的氧化還原作用。
如上所述，具有引入兩個甲氧基取代基和一個鹵素取代基的苯環(huán)的化合物可以表現(xiàn)出足夠的、適于作為4V級電池的氧化還原梭試劑的氧化-還原電位，并且其產(chǎn)生的氧化物和還原物都有高的化學(xué)穩(wěn)定性。另外，這種化合物不會引起對電池性能不利的副反應(yīng)。作為化合物基本骨架的苯環(huán)的分子量為78。即不僅是化合物的分子量，而且化合物的分子體積都比金屬絡(luò)合物的小，這些金屬絡(luò)合物如金屬茂和聚吡啶絡(luò)合物或鈰鹽。這意味著該化合物在電解質(zhì)溶液中具有小的體積占有率和高的擴(kuò)散速率，從而電解質(zhì)的溶劑特性沒有大幅度地被化合物的存在所改變，因此化合物在電解質(zhì)溶液中可獲得很好的流動性。
這種化合物的具體例子可以包括1，4-二甲氧基-2-氟-苯、1，3-二甲氧基-5-氯-苯、3，5-二甲氧基-1-氟-苯、1，2-二甲氧基-4-氟-苯、1，3-二甲氧基-4-溴-苯、2，5-二甲氧基-1-溴-苯等。
其中優(yōu)選的適于作氧化-還原梭試劑的化合物是那些含有兩個連接到苯環(huán)1和2位或1主4位的甲氧基的化合物。
實(shí)施例以下通過實(shí)施例并參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。
實(shí)施例1圖1是一個根據(jù)本發(fā)明的硬幣形狀的電池，其外徑為20mm，高為2.5mm。
這種硬幣形狀的電池是按照以下方法生產(chǎn)的。
作為負(fù)極活性組分1的金屬鋰和作為正極活性組分2的LiCoO2分別填充到上邊和下邊的殼體4和5中。上邊和下邊的殼體通過隔離物3而互相裝配在一起，隔離物3是由多孔聚丙烯膜構(gòu)成，從而形成層壓結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是由負(fù)極活性組分1、正極活性組發(fā)2和位于它們之間的隔離物3幾層組成。將丙烯碳酸酯和碳酸二甲酯以1∶1的混合比例互相混合，以制備混合溶劑。然后將1.0摩爾LiPF6和100ml 1，4-二甲氧基-2-氟-苯溶解于混合溶劑中從而獲得電解質(zhì)溶液。將電解質(zhì)填到由上、下殼體所形成的空間內(nèi)。緊接著，上、下殼體通過一個密封圈將殼體四周的邊縫嵌緊，形成一個密閉的硬幣形狀的電池。附帶地說，當(dāng)1，4-二甲氧基-2-氟-苯作為電解質(zhì)的組分時，循環(huán)伏安法揭示可產(chǎn)生化合物的可逆氧化-還原反應(yīng)相對于鋰約為4.2V和4.45V的電壓。
實(shí)施例2除了在電解質(zhì)中用1，2-二甲氧基-4-溴-苯代替1，4-二甲氧基-2-氟-苯外，重復(fù)如上所述的實(shí)施例1中的相同步驟制造硬形狀的電池。
實(shí)施例3除了在電解質(zhì)中用2，5-二甲氧基-1-溴-苯代替1，4-二甲氧基-2-氟-苯外，重復(fù)如上所述的實(shí)施例1中的相同步驟制造硬幣形狀的電池。
實(shí)施例4除了在電解質(zhì)中用1，2-二甲氧基-4-氟-苯代替1，4-二甲氧基-2-氟-苯外，重復(fù)如上所述的實(shí)施例1中的相同步驟制造硬幣形狀的電池。
比較實(shí)施例1除了在電解質(zhì)中用1，2-二甲氧基-4-氟-苯代替1，4-二甲氧基-2-氟-苯外，重復(fù)如上所述的實(shí)施例1中的相同步驟制造硬幣形狀的電池。
這樣制造的硬幣形狀的電池在充電過度條件下進(jìn)行充電/放電周期實(shí)驗以檢測電池輸出電壓的變化。
同時，按如下步驟進(jìn)行充電/放電周期。首先有150μA電流條件下恒流充電100小時，同時控制電池電壓不超過4.5V，然后進(jìn)行10小時斷路。接著在150μA電流條件下恒流放電直至達(dá)到4.5V的電池電壓降到2.7V。
在上述充電/放電周期中獲得的電池電壓的變化如圖2和圖3所示。圖4表示電池容量和電壓的關(guān)系。圖2表示在實(shí)施例1和對比實(shí)施例1中所獲得的測量數(shù)據(jù)。圖3和圖4比較地表示在實(shí)施例2～4和對比實(shí)施例1中所獲得的測量數(shù)據(jù)。
在上述的充電/放電周期中，對比實(shí)施例1中的電池在充電過程中其電池電壓顯著增加，以至于電池電壓達(dá)以了電池電壓的上限(充電過度的條件)。但是在實(shí)施例1中的電池其電池電壓只增加到4.1V，而此后幾乎沒再觀察到升高。這是因為在電解質(zhì)中加入了1，4-二甲氧基-2-氟-苯，導(dǎo)致消除了由充電過度產(chǎn)生的電流，因此抑制了電池電壓的進(jìn)一步升高。附帶地說，由于加入氧化-還原梭試劑而獲得的恒定電池電壓稱為梭電壓(松弛電壓)。
另一方面，在放電周期中，實(shí)施例1中電池的電壓與對比實(shí)施例1相比很快降至2.7V的下限。同時其放電容量約為110mAh/g。這個放電容量大致相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)電池充電到4.05V時所獲得的容量。
對比實(shí)施例1中電池的電壓很慢的降到其2.7V的下限，以至于其放電容量大于上述標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)準(zhǔn)放電容量140mAh/g。這是因為對比實(shí)施例1中的電池在充電周期中充電過度。
如上所述，可以確信1，4-二甲氧基-2-氟-苯可用于防止電池充電過度。另外，由于加有1，4-二甲氧基-2-氟-苯的電池的放電容量與標(biāo)準(zhǔn)放電容量一致，所以得到進(jìn)一步證實(shí)1，4-二甲氧基-2-氟-苯對電池的放電容量根本沒有不利影響。
圖3表示在充電過程中所測量的實(shí)施例2～4和對比實(shí)施例1中的電池電壓的變化。如圖3所示，在實(shí)施例2～4的電池中可觀察到其電池電壓一直增加到氧化-還原梭試劑的氧化-還原電位的電壓，但是未觀察到電池電壓的進(jìn)一步升高。尤其是實(shí)施例2中的電池其電池電壓保持在一個最適的恒定水平，即稍高于4.2V。
另外，圖4表示放電容量和電池電壓之間的關(guān)系，電池電壓是實(shí)施例2～4和對比實(shí)施例1的電池在充電周期中測量的。圖4也表示放電容量與實(shí)施例2和對比實(shí)施例1的電池在放電周期中獲得的電池電壓之間的關(guān)系。如圖4所示，通過加入氧化-還原梭試劑，實(shí)施例2-4中電池的電池電壓在充電周期中保持在恒定水平，其放電容量與理論值幾乎一樣或極其近似。
同時，如圖2、3和4所示的梭電壓、放電容量和基于梭電壓計算的放電容量理論值均列于表1。
表1<
<p>通過表1的理論可詐實(shí)，與1，4-二甲氧基-2-氟-苯類似，1，2-二甲氧基-4-溴-苯、2，5-二甲氧基-1-溴-苯和1，2-二甲氧基-4-氟-苯都可提供一種最適的機(jī)制用于防止電池充電過度，并且對電池的電極功能不產(chǎn)生不利影響。
另外，1，3-二甲氧基-5-氯-苯、3，5-二甲氧基-1-氟-苯和1，3-二甲氧基-4-溴-苯可以代替1，4-二甲氧基-2-氟-苯溶解在各自電池的電解質(zhì)中。這樣的電池在上述的相同條件下進(jìn)行充電/放電周期實(shí)驗。其結(jié)果是電池電壓保持在一恒定水平、其范圍為約4.05V～4.4V；其放電容量也保持在一足夠的水平上，且該水平與電池在上述電壓下充電所獲得的容量一致，其范圍為110mAh/g～140mAh/g。這說明這些化合物可用于提供一種有效的機(jī)制防止電池充電過度。
另外，從氧化-還原梭試劑的可逆性方面對引入苯環(huán)的甲氧基取代基的位置進(jìn)行了研究。1，2-二甲氧基-4-溴-苯(1，2-diMe-4BrB)、1，2-二甲氧基-4-氟-苯(1，2-diMe-4-FB)、3，5-二甲氧基-1-氯-苯(3，5-diMe-1-ClB)、3，5-二甲氧基-1-氟-苯(3，5-diMe-1-FB)、2，4-二甲氧基-1-溴-苯(2，4-diMe-1-BrB)、2，5-二甲氧基-1-溴-苯(2，5-diMe-1-BrB)和1，4-二甲氧基-2-氟-苯(1，4-diMe-2-FB)各自以100mM的摩爾濃度溶解在電解質(zhì)中，該電解質(zhì)是將1.0M摩爾濃度的LiPF6溶解在由丙烯碳酸酯和碳酸二甲酯以1∶1的體積比混合而成的混合溶劑中而制備的。這種制備的電解質(zhì)使用三極電池進(jìn)行循環(huán)伏安法實(shí)驗。
同時使用鉑板作為工作電極和反電極，而附著有鋰的不銹鋼板作為參比電極。掃描速度為20mV/S。用循環(huán)伏安圖測量的閾電位EP、Ep/2、EP-Ep/2和相應(yīng)于氧化電流的還原電流的出現(xiàn)都列于表2和表3中。
附帶地說，閾電位意味著在此電壓下開始有電流流動，其中電位為掃描電位。閾電位是了解氧化-還原電位的有用標(biāo)準(zhǔn)。在表2和表3中，在這種一行中出現(xiàn)兩個閾電位的情況，是指可得到兩個氧化電流?！癊P”是指所獲得的氧化或還原電位峰值的電壓、“EP/2”代表電流為“EP”條件下一半時的電壓?！癊P-Ep/2”可以作為氧化-還原可逆性的指標(biāo)。通常如果化合物具有良好的氧化-還原可逆性，可得到“EP-Ep/2”＝0.0565/n(V)。
由表2和表3明顯可得證實(shí)，即在1、2位或1、4位具有甲氧基取代基的化合物顯示較低的氧化還原電位，但是其還原電流有很高的可逆性。所以認(rèn)識到，合適的氧化-還原劑(氧化還原梭試劑)是那些在苯環(huán)中具有鹵素取代基和兩個位于1、2位或1、4位的甲氧基取代基的化合物。
表2
表3
權(quán)利要求
1.一種非水電解質(zhì)二次電池，它包括一個負(fù)極，它是由以鋰為主要組分的金屬材料、或是由一種鋰可以在其中分布或分離出的碳質(zhì)材料組成；一個正極，它是由鋰與過渡金屬的復(fù)合氧化物組成；一種非水電解質(zhì)，它含有如以下通式所示的有機(jī)化合物 其中x代表一個鹵素原子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水解質(zhì)二次電池，其中所述的有機(jī)化合物具有一個苯環(huán)，且在苯環(huán)的1、2位或1、4位上引入兩個甲氧基取代基。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的非水電解質(zhì)二次電池中，在電解質(zhì)中含有一種特殊的氧化-還原梭試劑，因此可有效地防止電池的充電過度。這種非水解質(zhì)二次電池由負(fù)極、正極和一種非水電解質(zhì)構(gòu)成，其中負(fù)極由以鋰為主要組分的金屬材料或一種鋰可以在其中分布或分離出的碳質(zhì)材料組成；正極是由鋰和過渡金屬的復(fù)合氧化物組成；電解質(zhì)中含有如下通式所示的有機(jī)化合物式I中x代表一個鹵素原子。
文檔編號H01M10/42GK1138219SQ96100259
公開日1996年12月18日 申請日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月28日
發(fā)明者足立百惠 申請人:索尼株式會社