含环状共轭羰基化合物的电极层构成至少一个电极一部分的高能量密度大容量的稳定电池的制作方法

专利名称：含环状共轭羰基化合物的电极层构成至少一个电极一部分的高能量密度大容量的稳定电池的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及电池，更特别地，涉及含有有机化合物作为活性物质的电池。
便携式的电子器件已广泛地普及，而便携式电子器件需要大容量和重量轻的电池。因此，仍然很需要大容量和重量轻的电池。人们已经对使用碱金属离子的电池进行了研究和开发工作，因为碱金属离子相对于每单位电荷具有较小的质量。尤其，锂离子电池是大容量的稳定性的电池，并且用于便携式电子器件。该锂离子电池具有由含锂的重金属氧化物组成的正电极和由碳形成的负电极，并通过锂的消去反应和逆反应来转化能量。
然而，每单位质量的该锂离子电池具有较小的容量。这是因为比重大的重金属化合物用于正极的事实。因此，该锂离子电池不能完全满足便携式电子器件的要求。
仍然需求不需要任何重金属化合物的电池。可供选择的对象公开于US专利No.4,833,048和日本专利No.2715778中。该电池具有由含有二硫键的有机化合物组成的正极。该电池所利用的原理是电化学的氧化/还原反应，其中产生和离解了二硫键。正极是由一种化合物组成，它的主要组分是重量轻的元素如硫和碳。因此，该电池大大减少了重量，并且接近技术目标。然而，离解的二硫键仅仅以低效率来重新组合。这些电池在充电/放电上不太稳定。
导电聚合物化合物也可用于电池。该电池的原理是电解质离子在导电聚合物化合物中的掺杂反应和不掺杂反应。掺杂反应是指这样一种现象，其中在导电聚合物化合物的氧化还原反应产生的激子如孤立子或极化子被抗衡离子所稳定。另一方面，不掺杂反应逆转成掺杂反应。被抗衡离子稳定的激子在不掺杂反应中发生电化学氧化或还原。
US专利No.4,442,187公开了电池，它具有由导电聚合物化合物形成的正电极或负电极。因为该导电聚合物化合物由轻元素如碳和氮组成，该电池预计可获得大容量。然而，通过氧化还原产生的激子在π电子共轭体系中发生离域，并且它们相互影响。这导致了对激子浓度的限制，并且该电池不能充分地提高该容量。
如以上所述，已经对不使用重金属氧化物的大能量密度和大容量的稳定电池进行了研究和开发工作。现有技术的电池已在很大程度上减轻了重量。然而，该现有技术的电池不会让使用者满意。现有技术的电池仍然需要朝着大容量发展。换句话说，任何高能量密度、大容量的和稳定的电池还没有开发出来。
总之，锂离子电池达到了容量的极限，而且具有导电聚合物化合物的电池在达到技术目标上仍然有一段很长的路。
为了实现该目的，本发明建议使用具有特殊结构的新有机化合物作为电池的活性物质。
根据本发明的一个方面，提供了包括正电极、负电极和电解质的电池，正和负电极中的至少一个包括一电极层，该电极层主要由具有通式(1)表示的结构单元的环状共轭羰基化合物组成 其中Ar是等同于一些化合物的有机基团，所述化合物选自消去了两个氢原子的具有5-14个碳原子数的芳族化合物和所述消去了两个氢原子的芳族化合物的取代化合物。
如图2中所示，所述负电极1具有相互连接的负电极层1a和集流器3。另一方面，所述正电极2具有相互连接的正电极层2a和集流器4。所述隔板5被夹在负电极层1a和所述正电极层2a之间。负电极层1a、正电极层2a和隔板5当中的至少一个含有环状共轭羰基化合物作为活性物质。从容量考虑，优选的是在

图1和2中所示的电池是锂二次电池。活性物质在电池中使用的所述活性物质直接参与电极反应如充电反应和放电反应，并且是电池系统的基本部分。该活性物质可以是固体，或溶解或分散在电解质中。
该活性物质含有所述的环状共轭羰基化合物，它的结构单元是由通式(1)表示的。 其中Ar是等同于消去了两个氢原子的具有5-14个碳原子数的芳族化合物或所述消去了两个氢原子的芳族化合物的取代化合物的有机基团。
每单位质量的所述羰基化合物具有大能量密度，并且适于用作稳定性电池的活性物质。
优选的是，该环状共轭羰基化合物具有由通式(2)和(3)中的一个表示的结构单元或分别由通式(2)和(3)表示的结构单元。
其中取代基R1-R4是彼此独立的，取代基R1-R4中每一个选自氢，卤素原子，羟基，硝基，亚硝基，氰基，羧基，烷基，取代烷基，链烯基，取代链烯基，环烷基，取代环烷基，芳基，取代芳基，芳烷基，取代芳烷基，氨基，取代氨基，烷氧基，取代烷氧基，芳氧基，取代芳氧基，烷氧基羰基，取代烷氧基羰基，芳氧基羰基，取代芳氧基羰基，酰基和取代酰基，上述基团中每一个可以有硫原子、硅原子、磷原子或硼原子取代它们的至少一个原子；彼此相邻的取代基可以形成环状结构。 其中取代基R5-R8与通式(2)的R1-R4相同。由通式(2)或(3)表示的结构单元是由低质量元素如碳、氢和氧组成。因此，使用具有该结构单元的环状共轭羰基化合物作为电极的活性物质的该电池获得了大能量密度/每单位质量。
优选的是，环状共轭羰基化合物是由通式(4)或(5)表示。 其中取代基R9-R16与通式(2)的R1-R4相同。 其中取代基R17-R20是彼此独立的，并且取代基R17-R20中每一个是具有1-6个碳原子数的烷基。由通式(4)或(5)表示的环状共轭羰基化合物是由低质量元素如碳、氢和氧组成。因此之故，使用该化合物作为电极的活性物质的该电池获得了大能量密度/每单位质量。
优选的是该环状共轭羰基化合物是由通式(6)到(8)中任何一个表示 其中X是等同于消去了n个氢原子的具有5-30个碳原子的芳族化合物或所述消去了n个氢原子的芳族化合物的取代化合物的有机基团，V是由通式(9)表示的结构单元，X键接到n个彼此独立的结构单元V上，以及n是2-6的整数。 其中R1-R4与通式(2)中的那些相同。 其中Y是等同于消去了n个氢原子的具有1-5个碳原子数的链烃化合物、所述消去了n个氢原子的链烃化合物的取代化合物、消去了n个氢原子的具有3-30个碳原子数的环状烃化合物或所述消去了n个氢原子的环状烃化合物的取代化合物或其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的所述烃类化合物的n价有机基团，或二价硫原子；Z是由通式(10)表示的结构单元；Y键接到n个彼此独立的结构单元Z上；以及n是2-6的整数。 其中R1-R4与通式(9)中的那些取代基相同，取代基R9是与通式(2)中的取代基相同的一价有机基团。 其中Y与通式(7)中的相同，W是由通式(11)表示的结构单元，Y键接到n个彼此独立的结构单元W上，以及n是2-6的整数。 其中R1-R4和R9与通式(10)中的那些相同；R10是等同于一些从中消去了两个氢原子的以及其中至少一个原子可被氧原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子取代的化合物的二价有机基团，所述化合物选自取代/非取代的脂族烃化合物，取代/非取代的芳族烃化合物，取代/非取代的胺化合物，取代/非取代的醚化合物，取代/非取代的酯化合物，取代/非取代的酮化合物，取代/非取代的酰胺化合物，以及取代/非取代的如下一些化合物它们各自具有在所述取代/非取代的脂族烃化合物、所述取代/非取代的芳族烃化合物、所述取代/非取代的胺化合物、所述取代/非取代的醚化合物、所述取代/非取代的酯化合物、所述取代/非取代的酮化合物和所述取代/非取代的酰胺化合物中所含有的那些官能团的组合(combination)中的任何一个。
由式(6)到(8)中任何一个表示的环状共轭羰基化合物在分子中包括多个亚环己二烯酮基(cyclohexadienonyliene)结构单元，以使得该氧化/还原反应以高效率发生。
优选的是该环状共轭羰基化合物是具有由通式(12)到(16)中任何一个表示的结构单元的聚合物化合物。 其中取代基R21到R24与通式(2)中的取代基R1到R4相同。 其中取代基R25到R30与通式(2)中的取代基R1到R4相同。 其中取代基R31到R36与取代基R1到R4相同。 其中取代基R1到R4和R9与通式(10)中的那些相同。 其中取代基R1到R4，R9和R10与通式(11)中的那些相同。
由通式(12)到(16)中任何一个表示的环状共轭羰基化合物包括在聚合物中的亚环己二烯酮基结构单元，以使得所述氧化和还原反应高效地进行以及循环工作特性不取决于该活性物质的扩散。因此之故，该电池是稳定性的。
优选的是，该环状共轭羰基化合物用作正极中的活性物质，因为该电池显示出高能量密度和大容量。
优选的是根据本发明的电池是锂二次电池。因此，该电池是稳定的，并显示出大的容量。
环状共轭羰基化合物如以上所述，该环状共轭羰基化合物包括由通式(1)表示的结构单元，优选的是该结构单元是由通式(2)和(3)中的两个或任何一个表示。然而，通式(2)和(3)不会对该环状共轭羰基化合物构成任何限制。由通式(4)到(8)表示的低分子量化合物是环状共轭羰基化合物的例子，并且由通式(12)到(16)表示的高分子量化合物是该环状共轭羰基化合物的其它例子。该活性物质可含有一种以上的该环状共轭羰基化合物。该结构单元在下文进行详细描述。取代基如以上所述，卤素原子可以是在通式(2)和(3)中的取代基R1到R8和在通式(10)中的取代基R9。该卤素原子选自氟、氯、溴、碘和一种以上卤素原子的任何组合。
取代/非取代烷基的例子是甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，仲丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，正己基，正庚基，正辛基，羟甲基，1-羟乙基，2-羟乙基，2-羟异丁基，1，2-二羟基乙基，1，3-二羟基异丙基，2，3-二羟基叔丁基，1，2，3-三羟基丙基，氯甲基，1-氯乙基，2-氯乙基，2-氯异丁基，1，2-二氯乙基，1，3-二氯异丙基，1，1-双(氯甲基)乙基，1，2，3-三氯丙基，溴甲基，1-溴乙基，2-溴乙基，2-溴异丁基，1，2-二溴乙基，1，3-二溴异丙基，2，3-二溴叔丁基，1，2，3-三溴丙基，碘甲基，1-碘乙基，2-碘乙基，2-碘异丁基，1，2-二碘乙基，1，3-二碘异丙基，2，3-二碘叔丁基，1，2，3-三碘丙基，氨基甲基，1-氨基乙基，2-氨基乙基，2-氨基异丁基，1，2-二氨基乙基，1，3-二氨基异丙基，2，3-二氨基叔丁基，1，2，3-三氨基丙基，氰基甲基，1-氰基乙基，2-氰基乙基，2-氰基异丁基，1，2-二氰基乙基，1，3-二氰基异丙基，2，3-二氰基叔丁基，1，2，3-三氰基丙基，硝基甲基，1-硝基乙基，2-硝基乙基，2-硝基异丁基，1，2-二硝基乙基，1，3-二硝基异丙基，2，3-二硝基叔丁基和1，2，3-三硝基丙基。可以同时使用一个以上的基团。
取代/非取代的链烯基的例子是乙烯基，烯丙基，1-丁烯基，2-丁烯基，3-丁烯基，1，3-丁二烯基，1-甲基乙烯基，苯乙烯基，2，2-二苯基乙烯基，1，2-二苯基乙烯基，1，2-二苯基乙烯基，1-甲基烯丙基，1，1-二甲基烯丙基，2-甲基烯丙基，1-苯基烯丙基，2-苯基烯丙基，3-苯基烯丙基，3，3-二苯基烯丙基，1，2-二甲基烯丙基，1-苯基-1-丁烯基和3-苯基-1-丁烯基。可以同时使用一个以上的基团。
取代/非取代的环烷基的例子是环丙基，环丁基，环戊基，环己基和4-甲基环己基。可以同时使用一个以上的基团。
取代/非取代的芳基的例子是苯基，1-萘基，2-萘基，9-芴基，1-蒽基，2-蒽基，9-蒽基，1-菲基，2-菲基，3-菲基，4-菲基，9-菲基，1-naphthasenyl，2-naphthasenyl，9-naphthasenyl，1-芘基，2-芘基，4-芘基，2-联二苯基，3-联二苯基，4-联二苯基，对-联三苯-4-基，对-联三苯-3-基，对-联三苯-2-基，间-联三苯-4-基，间-联三苯-3-基，间-联三苯-2-基，邻-甲苯基，间甲苯基，对甲苯基，对-叔丁基苯基，对-(2-苯丙基)苯基，3-甲基-2-萘基，4-甲基-1-萘基，4-甲基-1-蒽基，4′甲基联二苯基，4″-叔丁基-对-联三苯-4-基，1-吡咯基，2-吡咯基，3-吡咯基，吡嗪基，2-吡啶基，3-吡啶基，4-吡啶基，1-吲哚基，2-吲哚基，3-吲哚基，4-吲哚基，5-吲哚基，6-吲哚基，7-吲哚基，1-异氮杂茚基，2-异氮杂茚基，3-异氮杂茚基，4-异氮杂茚基，5-异氮杂茚基，6-异氮杂茚基，7-异氮杂茚基，2-联糠酰基团，3-联糠酰基团，2-苯并呋喃基，3-苯并呋喃基，4-苯并呋喃基，5-苯并呋喃基，6-苯并呋喃基，7-苯并呋喃基，1-异苯并呋喃基，3-异苯并呋喃基，4-异苯并呋喃基，5-异苯并呋喃基，6-异苯并呋喃基，7-异苯并呋喃基，2-喹啉基，3-喹啉基，4-喹啉基，5-喹啉基，6-喹啉基，7-喹啉基，8-喹啉基，1-异喹啉基，3-异喹啉基，4-异喹啉基，5-异喹啉基，6-异喹啉基，7-异喹啉基，8-异喹啉基，2-喹喔啉基，5-喹喔啉基，6-喹喔啉基，1-咔唑基，2-咔唑基，3-咔唑基，4-咔唑基，9-咔唑基，1-菲啶基，2-菲啶基，3-菲啶基，4-菲啶基，6-菲啶基，7-菲啶基，8-菲啶基，9-菲啶基，10-菲啶基，1-吖啶基，2-吖啶基，3-吖啶基，4-吖啶基，9-吖啶基，1，7-菲咯啉-2-基，1，7-菲咯啉-3-基，1，7-菲咯啉-4-基，1，7-菲咯啉-5-基，1，7菲咯啉-6-基，1，7-菲咯啉-8-基，1，7-菲咯啉-9-基，1，7-菲咯啉-10-基，1，8-菲咯啉-2-基，1，8-菲咯啉-3-基，1，8-菲咯啉-4-基，1，8-菲咯啉-5-基，1，8-菲咯啉-6-基，1，8-菲咯啉-7-基，1，8-菲咯啉-9-基，1，8-菲咯啉-10-基，1，9-菲咯啉-2-基，1，9-菲咯啉-3-基，1，9-菲咯啉-4-基，1，9-菲咯啉-5-基，1，9-菲咯啉-6-基，1，9-菲咯啉-7-基，1，9-菲咯啉-8-基，1，9-菲咯啉-10-基，1，10-菲咯啉-2-基，1，10-菲咯啉-3-基，1，10-菲咯啉-4-基，1，10-菲咯啉-5-基，2，9-菲咯啉-1-基，2，9-菲咯啉-3-基，2，9-菲咯啉-4-基，2，9-菲咯啉-5-基，2，9-菲咯啉-6-基，2，9-菲咯啉-7-基，2，9-菲咯啉-8-基，2，9-菲咯啉-10-基，2，8-菲咯啉-1-基，2，8-菲咯啉-3-基，2，8-菲咯啉-4-基，2，8-菲咯啉-5-基，2，8-菲咯啉-6-基，2，8-菲咯啉-7-基，2，8-菲咯啉-9-基，2，8-菲咯啉-10-基，2，7-菲咯啉-1-基，2，7-菲咯啉-3-基，2，7-菲咯啉-4-基，2，7-菲咯啉-5-基，2，7-菲咯啉-6-基，2，7-菲咯啉-8-基，2，7-菲咯啉-9-基，2，7-菲咯啉-10-基，1-吩嗪基，2-吩嗪基，1-吩噻嗪基，2-吩噻嗪基，3-吩噻嗪基，4-吩噻嗪基，10-吩噻嗪基，1-吩噁嗪基，2-吩噁嗪基，3-吩噁嗪基，4-吩噁嗪基，10-吩噁嗪基，2-噁唑基，4-噁唑基，5-噁唑基，2-噁二唑基，5-噁二唑基，3-呋咱基，2-噻吩基，3-噻吩基，2-甲基吡咯-1-基，2-甲基吡咯-3-基，2-甲基吡咯-4-基，2-甲基吡咯-5-基，3-甲基吡咯-1-基，3-甲基吡咯-2-基，3-甲基吡咯-4-基，3-甲基吡咯-5-基，2-叔丁基吡咯-4-基，3-(2-苯丙基)吡咯-1-基，2-甲基-1-吲哚基，4-甲基-1-吲哚基，2-甲基-3-吲哚基，4-甲基-3-吲哚基，2-叔丁基-1-吲哚基，4-叔丁基-1-吲哚基，2-叔丁基-3-吲哚基和4-叔丁基-3-吲哚基。可以同时使用一个以上的基团。
取代/非取代的芳烷基的实例是苄基，1-苯乙基，2-苯乙基，1-苯基异丙基，2-苯基异丙基，苯基-叔丁基，α-萘基，1-α-萘基乙基，2-α-萘基乙基，1-α-萘基异丙基，2-α-萘基异丙基，β-萘基甲基，1-β-萘基乙基，2-β-萘基乙基，1-β-萘基异丙基，2-β-萘基-异丙基，1-吡咯基甲基，2-(1-吡咯基)乙基，对-甲苯甲基，间-甲苯甲基，邻-甲基苄基，对-氯苄基，间-氯苄基，邻-氯苄基，对-溴苄基，间-溴苄基，邻-溴苄基，对-碘苄基，间-碘苄基，邻-碘苄基，对-羟基苄基，间-羟基苄基，邻-羟基苄基，对-氨基苄基，间-氨基苄基，邻-氨基苄基，对-硝基苄基，间-硝基苄基，邻-硝基苄基，对-氰基苄基，间-氰基苄基，邻-氰基苄基，1-羟基-2-苯基异丙基和1-氯-2-苯基异丙基。可以同时使用一个以上的基团。
所述取代/非取代的氨基表示为-NX1X2。取代基X1和X2是彼此独立的，并且X1和X2中每一个是氢、上述取代/非取代的烷基、上述取代/非取代的链烯基、上述取代/非取代的环烷基、上述取代/非取代的芳基或上述取代/非取代的芳烷基。一种以上的元素和/或基团可以同时使用。
所述取代/非取代的烷氧基被表示为-OX3，以及所述取代/非取代的烷氧基羰基表示为-COOX4。该取代基X3和X4的例子是上述取代/非取代的烷基、上述取代/非取代的环烷基和上述取代/非取代的芳烷基。
所述取代/非取代的芳氧基被表示为-OX5，以及所述取代/非取代的芳氧基羰基被表示为-COOX6。取代基X5和X6的例子是上述的取代/非取代的芳基。
所述取代/非取代的酰基被表示为-C(＝O)X7，所述取代基X7的例子是氢、上述取代/非取代的烷基、上述取代/非取代的链烯基、上述取代/非取代的环烷基、上述取代/非取代的芳基和上述取代/非取代的芳烷基。
通式(6)具有取代基X，而取代基X是等同于消去了n个氢原子的芳族化合物或消去了n个氢原子的取代的芳族化合物的有机基团。该取代/非取代的芳族化合物的例子是苯，萘，蒽，菲，苯并菲，嵌二萘，，并四苯，二萘品并苯，苝，戊芬，并五苯，并六苯，萘并四并苯，晕苯，联三萘，庚芬，并七苯，噻吩，thiansulene，呋喃，吡喃，吡咯，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，吲哚，喹啉，异喹啉，酞嗪，萘啶，喹喔啉，咔唑，菲啶，吖啶，吩嗪，菲咯啉和吩噁嗪。
通式(7)和(8)具有取代基Y，而取代基Y是等同于消去了n个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它们的至少一个碳原子的具有1-5个碳原子数的链烃化合物的n价有机基团。取代/非取代的链烃化合物的例子是甲烷，乙烷，乙烯，丙烷，丙烯，正丁烷，异丁烷，1-丁烯，2-丁烯，1，3-丁二烯，1-紫铆黄酮，2-紫铆黄酮，正戊烷，异戊烷，新戊烷，1-戊烯，2-戊烯，1，3-戊二烯，1，4-戊二烯，1-戊炔和2-戊炔。
另外，该n价有机基团等同于消去了n个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的具有3-30个碳原子数的取代/非取代环烃化合物。该取代/非取代的环烃化合物的例子是环丙烷，环丁烷，环戊烷，环戊烯，环戊二烯，环己烷，环己烯，环己二烯，螺[3，3]庚烷，螺[3，4]辛烷，螺[4，4]壬烷，螺[4，5]癸烷，螺[5，5]十一烷，螺[5，6]十二烷，螺[6，6]十三烷，苯，萘，蒽，菲，苯并菲，嵌二萘，；并四苯，二萘品并苯，苝，戊芬和并五苯。环烃化合物的衍生物的例子是环丁酮，环戊酮，环己酮，环己二酮，环己二烯酮和环己三酮。
通式(11)具有取代基R10，而该R10表示以上所述的二价有机基团。该二价有机基团例如等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的脂族烃化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代的脂族烃化合物。与取代/非取代的脂族烃化合物有关的二价有机基团的例子等同于各自进一步消去氢原子的所述取代/非取代烷基和取代/非取代环烷基。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的芳族烃化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代芳族烃化合物。与该取代/非取代芳族烃化合物有关的二价有机基团的例子是各除去两个氢原子的苯，萘，蒽，菲，苯并菲，嵌二萘，，并四苯，二萘品并苯，苝，戊芬，并五苯，噻吩，噻蒽，呋喃，吡喃，吡咯，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，吲哚，喹啉，异喹啉，酞嗪，萘啶，喹喔啉，咔唑，菲啶，吖啶，吩嗪，菲咯啉和吩噁嗪。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的胺化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代胺化合物。与该取代/非取代胺化合物有关的二价有机基团被表示为-NX8-。取代基X8的例子是上述取代/非取代的烷基，上述取代/非取代的链烯基，上述取代/非取代的环烷基，上述取代/非取代的芳基，上述取代/非取代的芳烷基。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的醚化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代醚化合物。与该取代/非取代醚化合物有关的二价有机基团被表示为-X9OX10-。该取代基X9和X10是彼此独立的。取代基X9/X10的例子是上述取代/非取代的烷基，取代/非取代的链烯基，取代/非取代的环烷基，取代/非取代的芳基，取代/非取代的芳烷基和各自含有这些基团中的至少一个的混合基团(combinations)。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的酯化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代酯化合物。与取代/非取代酯化合物有关的该二价有机基团被表示为-X11C(＝O)OX12-或-C(＝O)OX12-。该取代基X11和X12是彼此独立的。该取代基X11/X12的例子是上述取代/非取代的烷基，取代/非取代的链烯基，取代/非取代的环烷基，取代/非取代的芳基，取代/非取代的芳烷基和各自含有这些基团中的至少一个的混合基团(combinations)。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的酮化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代酮化合物。与取代/非取代酮化合物有关的该二价有机基团被表示为-X13C(＝O)X14。该取代基X13和X14是彼此独立的。该取代基X13/X14的例子是上述取代/非取代的烷基，取代/非取代的链烯基，取代/非取代的环烷基，取代/非取代的芳基，取代/非取代的芳烷基和各自含有这些基团中的至少一个的混合基团(combinations)。
另外，该二价有机基团等同于消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的酰胺化合物，或消去了2个氢原子和其中氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子可以取代它的至少一个碳原子的取代酰胺化合物。与取代/非取代酰胺化合物有关的该二价有机基团被表示为-NX15-C(＝O)X16。该取代基X15和X16是彼此独立的。该取代基X15/X16的例子是上述取代/非取代的烷基，取代/非取代的链烯基，取代/非取代的环烷基，取代/非取代的芳基，取代/非取代的芳烷基和各自含有这些基团中的至少一个的混合基团(combinations)。该取代基X15可以是氢原子。方法对于生产该环状共轭羰基化合物的方法没有任何限制。该环状共轭羰基化合物例如通过将含有六氰铁(III)酸钾的氢氧化钠水溶液滴加到含有苯酚化合物的氯仿溶液中来生产。在反应完成之后，优选通过柱色谱法来精制反应产物，以便将该环状共轭羰基化合物与副产物分离开。
在本发明的电池中使用的环状共轭羰基化合物的例子是由结构式(17)到(38)来表示。
其它电极的材料所述环状共轭羰基化合物既可用于负电极1又可用于正电极2，或用于负电极1和正电极2当中的一个中。该环状共轭羰基化合物在质量上小于金属氧化物系列中的常规活性物质，并在能量密度上大于金属氧化物系列中的常规活性物质。因此，优选在正电极2中使用环状共轭羰基化合物作为活性物质。
对于环状共轭羰基化合物在负电极1和正电极2当中的一个中用作活性物质的情况，另一个电极2或1也可含有下面的活性物质。
负电极层1a假设含有该环状共轭羰基化合物，则在正电极层2a中的活性物质可以是金属氧化物颗粒，二硫化物或导电聚合物化合物。金属氧化物的例子是氧化锂锰，例如LiMnO2，LixMn2O4，其中x是大于0并小于2；氧化锂锰尖晶石；MnO2；LiCoO2；LiNiO2和LixV2O5，其中x是大于0并小于2。所述二硫化物的例子是乙二硫醇(dithiogyliol)，2，5-二巯基-1，3，4-噻二唑和S-三嗪-2，4，6-三硫醇。导电聚合物化合物的例子是多炔，聚亚苯基，聚苯胺和聚吡咯。以上所述的一种以上的活性物质可同时用于正电极层2a中。至少一种以上的该活性物质可与正电极层2a中的所述环状共轭羰基化合物混合。
另一方面，对于所述正电极层2a含有环状共轭羰基化合物的情况，在负电极1中的活性物质可以是石墨，无定形碳，金属锂，锂合金，锂离子插入碳，导电聚合物化合物或含有一种以上的上述活性物质的混合物。这些类型的普通活性物质能够以任意形状提供。所述金属锂例如能够以薄切片，块，凝固粉末，纤维或薄片形式提供。至少一种以上的该活性物质可与负电极层1a中的环状共轭羰基化合物混合。导电性的助剂和离子导电性助剂当负/正电极层1a/2a由环状共轭羰基化合物组成时，导电性的助剂和/或离子导电性助剂可以与该环状共轭羰基化合物混合以减少阻抗。导电性助剂的例子是含碳的细粒，例如，石墨、炭黑和乙炔黑，和导电聚合物化合物，例如，聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、多炔和多并苯。离子导电性助剂的例子是凝胶电解质和固体电解质。粘结剂所述正/负电极层可进一步含有粘结剂，以便将所述环状共轭羰基化合物与其它材料如导电性助剂和/或离子导电性助剂粘结在一起。该粘结剂的例子是树脂粘合剂，例如，聚偏二氟乙烯，偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚合橡胶，聚四氟乙烯，聚丙烯，聚乙烯和聚酰亚胺。催化剂所述负/正电极层1a/2a可进一步含有催化剂，以提高电极反应的速率。催化剂的例子是导电聚合物化合物，例如，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，多炔和多并苯，碱性化合物，例如，吡啶衍生物，吡咯烷酮衍生物，苯并咪唑衍生物，苯并噻唑衍生物和吖啶衍生物，以及金属离子配合物。集流器所述负/正电极层1a/2a与集流器3/4一起形成所述负/正电极1/2。该集流器3/4是以金属箔，金属板，导电性网状物和炭精电极形式提供的。所述金属箔/金属板可以由镍，铝，铜，金，银，铝合金或不锈钢形成。所述负集流器3和/或正集流器4可具有催化功能。该负集流器3和/或正集流器4可以化学结合到所述活性物质上。同时，提供隔板5，例如，多孔性膜或无纺织物，为的是防止负电极/正电极相互接触。电解质所述隔板含有该电解质，希望其输送电荷。该电解质在室温下具有约为10-5到10-1S/cm的离子导电率。该电解质可含有不溶于溶剂中的电解质盐。该电解质盐可以是锂盐，例如，LiClO4，LiPF6，LiBF4，LiCF3SO3，Li(CF3SO2)2N，Li(C2F5SO2)2N，Li(CF3SO2)3C和Li(C2F5SO2)3C。所述溶剂的例子是有机溶剂，例如，碳酸亚乙基酯，碳酸亚丙基酯，碳酸二甲基酯，碳酸二乙酯，碳酸甲基乙基酯，γ-丁内酯，四氢呋喃，dioxorane，sulforane，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。一种以上的溶剂可以掺混使用。
用于本发明的电池中的电解质可以是高分子量化合物。该高分子量化合物能够以凝胶，即含有液体电解质的高分子化合物的形式使用。另外，该高分子化合物能够以它们的原样使用。该高分子化合物的例子是高分子量1，1-二氟乙烯化合物系列，例如，聚偏二氟乙烯，1，1-二氟乙烯-乙烯共聚物，1，1-二氟乙烯-单氟乙烯共聚物，1，1-二氟乙烯-三氟乙烯共聚物，1，1-二氟乙烯-四氟乙烯共聚物，1，1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和1，1-二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物，高分子量丙烯腈化合物系列，例如，丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物，丙烯腈-甲基丙烯酸乙酯共聚物，丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯腈-丙烯酸乙酯共聚物，丙烯腈-甲基丙烯酸共聚物，丙烯腈-丙烯酸共聚物和丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物，聚环氧乙烷，氧化乙烯-氧化丙烯共聚物，这些氧化物的丙烯酸酯和和这些氧化物的甲基丙烯酸酯。一种以上的该高分子化合物可以混合。形状根据本发明的电池能够以任何常规的形状来形成。在图1和2中示出的电池具有密封在所述包封壳体6中的叠层结构。本发明电池可具有缠绕结构。所述包封壳体可以由金属或合成树脂形成。从金属、箔类如铝箔和合成树脂膜形成的层压薄膜可用于所述包封壳体。根据本发明的电池具有象圆筒、盒子、圆盘或片材之类的外观。这些外在构型不会对本发明构成任何限制。层压的方法所述负电极层1a和所述正电极层2a是通过任何常规的叠层方法生产的。该负电极层1a和/或该正电极层2a可具有多层结构。该负电极层1a和/或该正电极层2a可以与相关的两集流器3/7保持接触，而且该叠层可以是多重的。该叠层可以是缠绕的。任何方法都可用于该叠层。制造方法对于制造根据本发明的电池的方法没有任何限制。一种可用于制造电池的方法具有下面的程序。第一，将溶剂加入到活性物质中以获得淤浆。该淤浆被铺展在集流器3/4上，并将隔板5夹在负电极1和正电极2之间。使用层压结构1/2/5本身。另外，该层压件1/2/5可以被缠绕。将该层压件1/2/5或缠绕体包在壳体6中，并将电解质注入其中。因此，层压件1/2/5和电解质被密封在壳体6内。
所述环状共轭羰基化合物可以原样用于电池中。另外，前体也可以用于根据本发明的电池中。该前体通过电极反应转化成该环状共轭羰基化合物。
为了评价根据本发明的电池，本发明者生产了根据本发明的电池的样品和对比样品。然而，该样品不会对本发明构成任何限制。第一实施方案本发明者如下生产了第一个样品和对比样品。
在装有气体精制系统的干燥箱中产生氩气氛。将60毫克的1，1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物混入140毫克的碳酸亚乙基酯/碳酸亚丙基酯的混合物中，该混合物含有1摩尔/升的LiPF6作为电解质盐。在混合物中碳酸亚乙基酯与碳酸亚丙基酯的比率是1∶1。其后，将130g的四氢呋喃在室温下加入到所获得的混合物中，以获得四氢呋喃溶液的凝胶电解质。该四氢呋喃溶液是属于离子导电性助剂的类型。
30毫克由结构式(24)表示的环状共轭羰基化合物与60毫克的石墨粉混合。其后，200毫克的所述离子导电性助剂，即四氢呋喃溶液的凝胶电解质，被加入到该混合物中。然后进一步混入1,000毫克的四氢呋喃，所获得的混合物进行充分混合，直至获得均质淤浆为止。该均质淤浆是黑色的。
制备铝箔。该铝箔被测得是1.5厘米×1.5厘米，其厚度是100微米。导线早已连接到该铝箔上。将200毫克黑色淤浆滴在铝箔的表面上，并且通过使用线锭将其均匀地铺展在整个表面上。铺展在铝箔上的黑色淤浆在室温下保持60分钟。溶剂即四氢呋喃蒸发掉，由结构式(24)表示的环状共轭羰基化合物在铝箔上形成了电极层。
随后，将600毫克的1，1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物混入含有1摩尔/升的LiPF6的由碳酸亚乙基酯/碳酸亚丙基酯组成的1400毫克混合物中。将11.3g的四氢呋喃加入到该混合物中，所获得的混合物在室温下进行混合。在1，1-二氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解之后，以一种使得达到1毫米厚度的方式在一个步骤中将所形成的溶液铺展在玻璃板上。该玻璃板被放置一小时，以使四氢呋喃被风干。然后，在玻璃板上获得了150微米厚的凝胶电解质层。
随后从玻璃板上取下凝胶电解质层，并且测得是2.0厘米×2.0厘米。一片凝胶电解质层与由结构式(24)表示的环状共轭羰基化合物的电极层一起层压在所形成的铝箔上。制备了层压箔片。该层压箔片包括与20微米厚的铜箔层压在一起的30微米厚的锂层，导线早已连接到该层压箔片上。该层压箔片进一步覆盖在该凝胶电解质层上。将该结构夹在聚四氟乙烯片之间，并且施加压力。因此，获得了根据本发明的电池的第一个样品。
生产与第一个样品类似的黑色淤浆，只是没有混入由结构式(24)表示的环状共轭羰基化合物。将黑色淤浆铺展在铝箔上以形成电极层，并将凝胶电解质层(与第一个样品的相同)层压在该电极层上。层压箔片(它也与在第一个样品中所使用的层压箔片相同)进一步层压在该凝胶电解质层上。将该结构夹在聚四氟乙烯片之间，并且施加压力。因此，获得了对比样品。
本发明者如下来评价第一个样品和对比样品。通过使用连接于铺有含有结构式(24)表示的环状共轭羰基化合物的电极层的铝箔上的导线和连接于分别作为正电极和负电极的层压箔片上的导线，以0.1毫安培不断地放出电荷。描绘电位水平。然后，该描绘曲线在2.5伏特左右有一个平坦部分。因此，本发明者证实第一个样品作为电池起作用。第一个样品反复放电和充电，电位水平发生变化，如图3中所示。在放电/充电重复10次的过程中在2.5伏特左右始终观察到平坦部分。因此，第一个样品是作为二次电池起作用。
所述对比样品与第一个样品类似地进行放电。电位水平快速下降，该对比样品无法作为稳定性的电池。本发明者以0.1毫安培给对比样品充电。该对比样品快速将电位水平提高到4.5伏特以上。本发明者进一步为对比样品充电。然而，没有观察到任何平坦部分。本发明者得出结论，该对比样品无法作为二次电池。第二个实施方案按照与第一个样品类似的方式制造第二个样品，只是由结构式(24)表示的所述环状共轭羰基化合物用结构式(22)表示的环状共轭羰基化合物代替。
与第一个样品类似地评价第二个样品。在1.8伏特左右观察到平坦部分，本发明者证实第二样品作为电池起作用。
随后，与第一个样品类似地反复进行放电/充电。虽然该放电/充电被重复10次，但是在放电/充电过程中始终在1.8伏特左右观察到平坦部分，并且本发明者证实第二个样品作为二次电池起作用。第三个实施方案到第六个实施方案按照与第一个样品类似的方式制造第三个样品，只是由结构式(24)表示的所述环状共轭羰基化合物用结构式(31)表示的环状共轭羰基化合物代替。按照与第一个样品类似的方式制造第四个样品，只是由结构式(24)表示的所述环状共轭羰基化合物用结构式(17)表示的环状共轭羰基化合物代替。按照与第一个样品类似的方式制造第五个样品，只是由结构式(24)表示的所述环状共轭羰基化合物用结构式(25)表示的环状共轭羰基化合物代替。按照与第一个样品类似的方式制造第六个样品，只是由结构式(24)表示的所述环状共轭羰基化合物用结构式(35)表示的环状共轭羰基化合物代替。
与第一个样品类似地评价第三到第六个样品。在第三到第六样品当中的任何一个的电压特性中均观察到平坦部分，并且本发明者证实该第三个样品到第六个样品作为电池起作用。本发明者重复所述放电/充电周期10次，并测量电位水平。本发明者证实该第三个到第六个样品作为二次电池起作用。
从前面的叙述可以认识到，根据本发明的电池的正/负电极中的至少一种具有活性物质，该活性物质含有具有通式(1)表示的特殊结构的环状共轭羰基化合物。该电池具有高的能量密度、大的容量并是稳定的。由通式(1)表示的该环状共轭羰基化合物是由低质量元素组成的。因此，根据本发明的电池在重量和安全性上与含有重金属化合物的现有技术电池相比更优异。
虽然已经给出和描述了本发明的具体实施方案，但是对于所属技术领域中的技术人员来说显而易见的是在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作各种变化和改进。
权利要求
1.包括正电极、负电极和电解质的电池，所述正和负电极中的至少一种包括主要由具有通式(1)表示的结构单元的环状共轭羰基化合物组成的电极层 其中Ar是等同于一种化合物的有机基团，该化合物选自消去了两个氢原子的具有5-14个碳原子数的芳族化合物和所述消去了两个氢原子的芳族化合物的取代化合物。
2.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物具有由通式(2)表示的结构单元 其中取代基R1到R4是彼此独立的，取代基R1到R4中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的酰基。
3.根据权利要求2所述的电池，其中所述取代基R1至R4中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
4.根据权利要求2所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R1到R4中的两个并形成环状结构。
5.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物具有由通式(3)表示的结构单元 其中取代基R5到R8是彼此独立的，取代基R5到R8中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基。
6.根据权利要求5所述的电池，其中所述取代基R5至R8中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
7.根据权利要求5所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R5到R8中的两个并形成环状结构。
8.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物具有由通式(2)表示的结构单元和由通式(3)表示的结构单元 其中取代基R1到R4是彼此独立的，取代基R1到R4中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基，取代基R5-R8是彼此独立的并且取代基R5-R8与取代基R1-R4相同。
9.根据权利要求8所述的电池，其中所述取代基R1至R8中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
10.根据权利要求8所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R1到R8中的两个并形成环状结构。
11.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是由通式(4)表示 其中取代基R9到R16是彼此独立的，取代基R9到R16中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基。
12.根据权利要求11所述的电池，其中所述化合物具有取代所述取代基R9到R16中的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
13.根据权利要求11所述的电池，其中化合物具有彼此相邻的所述取代基R9到R16中的两个并形成环状结构。
14.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是由通式(5)表示 其中取代基R17-R20是彼此独立的，并且取代基R17-R20中每一个均是具有1-6个碳原子数的烷基。
15.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是由通式(6)-(8)中任何一个表示 其中X是等同于从消去了n个氢原子的具有5-30个碳原子数的芳族化合物和所述消去了n个氢原子的芳族化合物的取代化合物中选择的化合物的有机基团，V是由通式(9)表示的结构单元，X键接到n个彼此独立的结构单元V上并且n是2-6的整数 其中取代基R1到R4是彼此独立的，取代基R1到R4中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基； 其中Y是等同于从消去了n个氢原子的具有1-5个碳原子数的链烃化合物、所述消去了n个氢原子的链烃化合物的取代化合物、消去了n个氢原子的具有3-30个碳原子数的环烃化合物和所述消去了n个氢原子的环烃化合物的取代化合物中选择的化合物的n价有机基团以及二价硫原子，Z是由通式(10)表示的结构单元，所述Y键接到n个彼此独立的结构单元Z上，并且n是2-6的整数 其中R1到R4与通式(9)中的那些相同，取代基R9是选自以下这些的单价有机基团氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基；和 其中Y与通式(7)中的相同，W是由通式(11)表示的结构单元，Y键接到n个彼此独立的结构单元W上并且n是2-6的整数； 其中R1到R4和R9与通式(10)中的那些相同，R10是等同于如下化合物的二价有机基团，所述化合物选自消去了两个氢原子的脂族烃化合物，所述消去了两个氢原子的脂族烃化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的芳族烃化合物，所述消去了两个氢原子的芳族烃化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的胺化合物，所述消去了两个氢原子的胺化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的醚化合物，所述消去了两个氢原子的醚化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的酯化合物，所述消去了两个氢原子的酯化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的酮化合物，所述消去了两个氢原子的酮化合物的取代化合物，消去了两个氢原子的酰胺化合物，所述消去了两个氢原子的酰胺化合物的取代化合物，具有在所述取代/非取代脂族烃化合物、所述取代/非取代的芳族烃化合物、所述取代/非取代的胺化合物、所述取代/非取代的醚化合物、所述取代/非取代的酯化合物、所述取代/非取代的酮化合物和所述取代/非取代的酰胺化合物中含有的官能团的组合中的任何一种的并且消去了两个氢原子的某些化合物。
16.根据权利要求15所述的电池，其中所述n价有机基团具有取代它的至少一个碳原子的选自氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
17.根据权利要求15所述的电池，其中所述二价有机基团具有取代它的至少一个原子的选自氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子或硼原子中的至少一种元素。
18.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是含有由通式(12)表示的结构单元的聚合物化合物 其中取代基R21到R24是彼此独立的，取代基R21到R24中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基。
19.根据权利要求18所述的电池，其中所述取代基R21至R24中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
20.根据权利要求18所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R21到R24中的两个并形成环状结构。
21.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是含有由通式(13)表示的结构单元的聚合物化合物 其中取代基R25到R30是彼此独立的，取代基R25到R30中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基。
22.根据权利要求21所述的电池，其中所述取代基R25至R30中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
23.根据权利要求21所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R25到R30中的两个并形成环状结构。
24.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是含有由通式(14)表示的结构单元的聚合物化合物 其中取代基R31到R36是彼此独立的，取代基R31到R36中每一个选自氢、卤素原子、羟基、硝基、亚硝基、氰基、羧基、烷基、被取代的所述烷基、链烯基、被取代的所述链烯基、环烷基、被取代的所述环烷基、芳基、被取代的所述芳基、芳烷基、被取代的所述芳烷基、氨基、被取代的所述氨基、烷氧基、被取代的所述烷氧基、芳氧基、被取代的所述芳氧基、烷氧基羰基、被取代的所述烷氧基羰基、芳氧基羰基、被取代的所述芳氧基羰基、酰基和被取代的所述酰基。
25.根据权利要求24所述的电池，其中所述取代基R31至R36中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
26.根据权利要求24所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R31到R36中的两个并形成环状结构。
27.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是含有由通式(15)表示的结构单元的聚合物 其中取代基R1到R4和R9与通式(10)中的那些相同。
28.根据权利要求27所述的电池，其中所述取代基R1至R4和R9中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
29.根据权利要求27所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R1至R4和R9中的两个并形成环状结构。
30.根据权利要求1所述的电池，其中所述环状共轭羰基化合物是含有由通式(16)表示的结构单元的聚合物 其中R1到R4、R9和R10与通式(11)中的那些相同。
31.根据权利要求30所述的电池，其中所述取代基R1至R4、R9和R10中的每一个均具有取代它的原子的选自硫原子、硅原子、磷原子和硼原子中的至少一种元素。
32.根据权利要求30所述的电池，其中所述结构单元具有彼此相邻的所述取代基R1至R4、R9和R10中的两个并形成环状结构。
33.根据权利要求1所述的电池，其中所述正电极含有所述的环状共轭羰基化合物。
34.根据权利要求1所述的电池，该电池用作锂二次电池。
全文摘要
正电极(2)、负电极(1)和电解质共同组合形成电池,正和负电极(2/1)中至少一个具有含有由通式(1)表示的环状共轭羰基化合物的电极层(2a/1a):其中Ar是等同于消去了两个氢原子的具有5－14个碳原子的取代/非取代芳族化合物的有机基团,该电池具有高的能量密度、大的容量,质轻并且是稳定的。
文档编号H01M10/04GK1360352SQ0114039
公开日2002年7月24日 申请日期2001年12月20日 优先权日2000年12月20日
发明者森冈由纪子, 佐藤正春, 岩佐繁之, 坂内裕, 中原谦太郎 申请人:日本电气株式会社