专利名称：电极和电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池，该电池包括正极、负极、和电解液，特别是使用锂(Li)等作为电极反应物质，并涉及用于该电池的电极。
背景技术：
近年来，已经引进了许多便携式电子设备如组合照相机(磁带录像机)、数字静照相机、移动电话、个人数字助理、和膝上型电脑，且进行了这些便携式电子设备的尺寸减小和重量减轻。随着这些情况，积极促进了改善电池，特别是作为用于这些电子设备的便携式电源的二次电池的能量密度的研究和开发。特别的，由于与作为常规的水溶液型电解液二次电池的铅蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池相比，这类锂离子二次电池可提供更大的能量密度，使用碳材料作为负极活性材料和使用碳酸酯混合物作为电解质的锂离子二次电池广泛用于实践应用。根据这种锂离子二次电池，期望甚至在重复约500次充电和放电循环后，保持约60％的放电容量。然而，实际上，电解液逐渐与电极活性材料反应并分解。因此，在约300次循环时放电容量变为约60％，且难以实现在重复约500次充电和放电循环后，保持约60％的放电容量。因此，广泛应用的是向电解液中加入各种添加剂以在电极表面形成涂层(例如，参考日本未审专利申请公开No.2001-307736)。
但是，当使用传统添加剂时，无法形成充分的涂层，除非加入一定量的添加剂。因此，即使可改善目标特性，还有例如其他特性降低和制造成本增加的问题。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供能通过形成有效涂层来改善电池特性的电极和电池。
根据本发明的电极为这样一种电极，其中在表面上，提供含有选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃、及其衍生物的至少一种化合物的涂层。
根据本发明的第一电池为包括正极、负极、和电解液的电池，其中在正极和负极的至少一个表面上，提供含有选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃、及其衍生物的至少一种化合物的涂层。
根据本发明的第二电池为包括正极、负极、和电解液的电池，其中在正极和负极的至少一个表面上，提供含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的涂层。
在根据本发明的电极、第一电池和第二电池中，无需使用大量用于形成涂层的化合物，可形成有效涂层。
图1为展示根据本发明的一个实施方式的二次电池的结构的横截面；图2为展示根据本发明的实施例1-1至1-3的二次电池的循环特性的特性图；图3为展示根据本发明的实施例2-1至2-4的二次电池的循环特性的特性图。
具体实施例方式
下文中将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。
图1展示了根据本发明的一个实施方式的二次电池的横截面结构。该二次电池是所谓的圆柱型电池，且具有卷绕电池体20，其中在电池壳11内，条型正极21和条型负极22在中间有隔膜23的情况下以近似空心圆柱的形状卷绕。电池壳11由，例如，镀镍(Ni)的铁(Fe)制成。电池壳11的一端是封闭的，且电池壳11的另一端是敞开的。在电池壳11内，电解液，液体电解质被注入并渗透到隔膜23中。另外，一对绝缘板12和13分别安排垂直于卷绕边缘，以使卷绕电极体20夹在该对绝缘板12和13之间。
在电池壳11的开口端，通过衬垫17填隙，安装电池盖14、和配备在电池盖14内的安全阀装置15及正温度系数装置(PTC装置)16。电池壳11的内部被封闭。电池盖14由，例如，与电池壳11相同的材料制成。安全阀装置15通过PTC装置16与电池盖14电连接。当电池的内部压力由于内部短路或外部加热达到某一水平或更高时，圆板15A回挠(flip)以切断电池盖14和卷绕电极体20之间的电连接。当温度升高时，PTC装置16通过增加其阻值来限制电流，以防止由大电流产生的反常的热。PTC装置16由，例如，钛酸钡半导体陶瓷制成。衬垫17由，例如，绝缘材料制成且其表面用沥青涂覆。
卷绕电极体20环绕，例如，中心销24进行卷绕。由铝(Al)等制成的正极引线25与卷绕电极体20的正极21连接，且由镍等制成的负极引线26与负极22连接。正极引线25通过焊接到安全阀装置15上与电池盖14电连接。负极引线26焊接并电连接到电极壳11上。
虽然没有显示，但正极21具有，例如，其中在具有一对相对面的正极集流体的一个面或两个面上提供正极混合物层的结构。正极集流体由，例如，金属箔如铝箔、镍箔、和不锈钢箔制成。正极混合物层含有，例如，能够插入和脱出锂、轻金属的一种或多种正极材料，作为正极活性材料。正极混合物层还可含有，如果必要，导电剂如碳材料和粘合剂如聚偏二氟乙烯。
作为能够插入和脱出锂的正极材料，例如，含锂化合物如氧化锂、硫化锂，和含锂的夹层化合物是适合的。可使用其两种或多种的混合物。特别的，为了增加能量密度，优选由通式LixMO2表示的锂复合氧化物或含锂的夹层化合物。M优选包含一种或多种过渡金属。特别的，M优选包含选自钴(Co)、镍、锰(Mn)、铁、铝、钒(V)、和钛(Ti)的至少一种。x根据电池的充电和放电状态变化，且通常在0.05≤x≤1.10的范围内。作为这种锂复合氧化物的具体实例，可列举钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、尖晶石锰(LiMn2O4)等。另外，优选具有橄榄石晶体结构的磷酸化合物如磷酸亚铁锂(LiFePO4)，由于可由此获得高能量密度。
作为能够插入和脱出锂的正极材料，还可列举其他金属化合物或高分子量材料。作为其他金属化合物，例如，可列举氧化物如氧化钛、氧化钒、二氧化锰，或二硫化物如硫化钛和硫化钼。作为高分子量材料，例如，可列举导电大分子如聚苯胺和聚噻吩。
虽然没有显示，但如正极21一样，负极22具有，例如，其中在具有一对相对面的负极集流体的一个面或两个面上提供负极混合物层的结构。负极集流体由，例如，金属箔如铜箔、镍箔、和不锈钢箔制成。
负极混合物层包含，例如，能够插入和脱出锂的一种或多种负极材料作为负极活性材料。负极混合物层还包含，如果必要，与正极21中相同的粘合剂。作为能够插入和脱出锂的负极材料，可列举碳材料、金属氧化物、高分子量材料等。作为碳材料，可列举非-石墨化碳、人造石墨、焦炭、石墨、玻璃碳、有机高分子量化合物烧结体、碳纤维、活性碳、炭黑等。上述材料中，焦炭包括沥青焦、针状焦、石油焦等。有机高分子量化合物烧结体表示通过在适当的温度下，烧结高分子量材料如苯酚和呋喃得到的碳化体。另外，作为金属氧化物，可列举氧化铁、氧化钌、氧化钼、氧化锡等。作为高分子量材料，可列举聚乙炔、聚吡咯等。
作为能够插入和脱出锂的负极材料，还可列举能够与锂形成合金的金属元素或类金属元素的单质、合金、化合物。该合金除了含有两种或多种金属元素的合金以外，包括含有一种或多种金属元素和一种或多种类金属元素的合金。其结构的实例包括固溶体、共晶(共晶混合物)、金属间化合物、及其中其两种或多种共存的结构。
作为能够与锂形成合金的金属元素或类金属元素，例如，可列举镁(Mg)、硼(B)、砷(As)、铝、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)、和铂(Pt)。作为其合金或化合物，例如，可列举由化学式MasMbtLiu或化学式MapMcqMdr表示的合金或化合物。在这些化学式中，Ma表示能够与锂形成合金的金属元素和类金属元素中的至少一种。Mb表示不同于Li和Ma的金属元素和类金属元素中的至少一种。Mc表示至少一种非金属元素。Md表示不同于Ma的金属元素和类金属元素中的至少一种。s、t、u、p、q、和r的值分别在s＞0、t≥0、u≥0、p＞0、q＞0、和r≥0的范围内。
特别的，优选在短周期元素周期表中4B族的金属元素或类金属元素的单质、合金、或化合物。特别优选硅或锡、或其合金或化合物。这些单质、合金、和化合物可为结晶的或无定形的。
这种合金或化合物的具体实例包括LiAl、AlSb、CuMgSb、SiB4、SiB6、Mg2Si、Mg2Sn、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(0＜v≤2)、SnOw(0＜w≤2)、SnSiO3、LiSiO、和LiSnO。
隔膜23对正极21和负极22进行分隔，防止由于两个电极接触导致的电流短路，且隔膜可让锂离子通过。隔膜23由，例如，合成树脂如聚四氟乙烯、聚丙烯、和聚乙烯的多孔膜或陶瓷多孔膜制成。隔膜23可具有其中两个或多个这些多孔膜层压的结构。
渗透进隔膜23的电解液包含，例如，溶剂和锂盐，溶于该溶剂的电解质盐。作为溶剂，可使用碳酸酯，例如化学式1表示的碳酸亚乙酯、化学式2表示的碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、化学式3表示的碳酸亚丁酯、化学式4表示的碳酸氟亚乙酯、和化学式5表示的碳酸三氟亚丙酯；或链羧酸酯，例如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、异丁酸甲酯、和异丁酸乙酯；或环状羧酸酯，例如化学式6表示的γ-丁内酯和化学式7表示的γ-戊内酯。另外，由于环醚的粘度比链羧酸酯高，因此可使用环醚，例如四氢呋喃和1，3-二噁烷。此外，可使用酰胺化合物，例如N，N’-二甲基甲酰胺、化学式8表示的N-甲基吡咯烷酮、和化学式9表示的N-甲基噁唑烷酮(N-methyl oxazolidinone)；或硫化合物，例如化学式10表示的环丁砜；或环境温度熔融盐，例如化学式11表示的四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐。特别的，作为主要溶剂，优选使用碳酸酯。碳酸酯对于氧化和还原都稳定，且可获得高电压。此外，优选羧酸酯。由于羧酸酯具有低熔点和低粘度，因此可改善低温特性。另外，羧酸酯具有高电导率，并可改善负载特性。但是，由于羧酸酯具有低的耐还原特性，在负极22中羧酸酯可分解，降低循环特性。因此，优选将羧酸酯和碳酸酯混合。
作为锂盐，例如，可列举六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲烷(metane)磺酸锂(CF3SO3Li)、双[三氟甲烷磺酰]酰亚胺锂((CF3SO2)2NLi)、三(三氟甲烷磺酰)甲基锂((CF3SO2)3CLi)、双[五氟乙烷磺酰]酰亚胺锂((C2F5SO2)2NLi)等。可使用其一种或其两种或多种的混合物。
可使用凝胶状电解质代替电解液。通过在保持体(holding body)中保持电解液而得到凝胶状电解质。保持体由，例如，高分子量化合物或无机化合物制成。作为高分子量化合物，例如，可列举醚高分子量化合物，例如聚环氧乙烷和含有聚环氧乙烷的交联体；酯高分子量化合物，例如聚甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯高分子量化合物；或氟高分子量化合物，例如聚偏二氟乙烯和偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物。可使用其一种或其两种或多种的混合物。特别的，考虑到氧化还原稳定性，期望使用氟高分子量化合物。
此外，在二次电池中，在正极21和负极22的至少一个表面上，提供含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的涂层。当在电极表面上制造薄膜时，这种化合物遍布表面，因此即使用少量的该化合物，可广泛涂覆电极表面。因此，在二次电池中，无需使用用于形成涂层的大量化合物，可形成有效抑制电解液的分解反应的涂层。该涂层可含有上述化合物的一种或几种。
作为表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物，例如，当使用上述电解液时，可列举硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃(饱和碳氟化合物)、或其衍生物。特别的，优选在室温下为液体的化合物。此外，优选本身为固体，但与其他化合物混合时为液体的化合物。
作为硅氧烷，特别的，可列举具有由化学式13表示的结构部分的化合物。
作为R1和R2，例如，可列举氢基(-H)、烷基(-CmH2m+1)、具有多键的烃基例如乙烯基(-CH＝CH2)、由苯基(-C6H5)表示的烯丙基、部分氟化或完全氟化(-CmF2m+1)的氟化烷基、醇基(-CmH2mOH)、羧酸基团(-CmH2mCOOH)、烷氧基(-OCmH2m+1)、羧酸酯基(-O-CO-CmH2m+1)、丙烯酰氧基(acryloxygroup)(-CmH2m-O-CO-CH＝CH2)、或甲基丙烯酰氧基(-CmH2m-O-CO-C(CH3)＝CH2)。R1和R2不必分别为一种，而是可包括两种或多种。R1和R2可相同或不同。m和n分别为给定的整数。作为硅氧烷，特别的，可列举聚(二甲基硅氧烷)、聚(甲基氢硅氧烷)、或聚(甲基苯基硅氧烷)。这些硅氧烷非常便宜，因此是商业上优选的。特别的，更优选聚(二甲基硅氧烷)和聚(甲基苯基硅氧烷)，由于材料成本为约1日元/10000块电池，且因此，在电池的制造成本中，这种材料成本几乎可忽略。
作为全氟聚醚，可列举具有由化学式14表示的结构部分的化合物。
作为R3，例如，可列举氟基团(-F)、全氟烷基(CmF2m+1)、全氟烷基醚基团(-OCmF2m+1)、全氟醇基(-CmF2mOH)、全氟羧酸基团(-CmF2mCOOH)、或全氟羧酸酯基团(-CmF2mCOOCmH2m+1)。q大于p。在一些情况下，p为0。R3不必为一种，而是可包括两种或多种。m、p和q分别为给定的整数。作为这种全氟聚醚，特别的，可列举聚(四氟环氧乙烷)或聚(六氟环氧丙烷)。
作为全氟烷烃，可列举由化学式15表示的化合物。其结构可为直链形或支链形。在该式中，a表示给定的整数。
作为这种全氟烷烃，优选a为5或更大且沸点为室温或更高的化合物。例如，可列举全氟十五烷(C15F32)。
表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的含量对电解液的质量比优选在100ppm-1000ppm的范围内。在该范围内，涂层的厚度没有变厚至超过必要的厚度，且可抑制电解液的分解反应。
例如，可按如下方法制造二次电池。
首先，例如，将正极活性材料、导电剂、和粘合剂混合制备正极混合物。将该正极混合物在如N-甲基-吡咯烷酮的溶剂中分散以得到正极混合物涂覆液体。接下来，用正极混合物涂覆液体涂覆正极集流体，干燥，然后将生成物压模形成正极混合物层。结果，形成正极21。
此外，例如，将负极活性材料和粘合剂混合制备负极混合物。将该负极混合物在如N-甲基-吡咯烷酮的溶剂中分散以得到负极混合物涂覆液体。接下来，用负极混合物涂覆液体涂覆负极集流体，干燥，然后将生成物压模形成负极混合物层。结果，形成负极22。
随后，通过焊接等将正极引线25安装到正极集流体上，和通过焊接等将负极引线26安装到负极集流体上。之后，在中间有隔膜23的情况下，将正极21和负极22卷绕。将正极引线25的一端焊接到安全阀装置15上，并将负极引线26的一端焊接到电池壳11上。将卷绕的正极21和负极22夹在该对绝缘板12和13之间，并置于电池壳11内。接下来，将表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物在电解液中分散以制造浆料。将该浆料注入电池壳11内。由此，该化合物遍布在正极21和负极22的至少一个表面上，并形成薄涂层。然后，在电池壳11的开口端，通过衬垫17的填隙，安装电池盖14、安全阀装置15、和PTC装置16。由此，完成图1所示的二次电池。
在该二次电池中，当充电时，例如，锂离子从正极21脱出，并通过电解质插入负极22中。当放电时，例如，锂离子从负极22脱出，并通过电解质插入正极21中。然后，通过上述涂层抑制电解液的分解反应。
如上所述，在这个实施方式中，在正极21和负极22的至少一个表面上，提供含有化合物的涂层，该化合物的表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液，例如，选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃和其衍生物的至少一种化合物。因此，无需使用大量用于形成涂层的化合物，可有效抑制电解液的分解反应。从而，降低由形成涂层引起的不利影响和制造成本，且同时可改善电池特性如循环特性。因此，可延长电池替换的寿命。从而，在与常规电池相同的替换频率下，根据本实施方式的电池可在更大放电容量的状态下使用。
特别的，当表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的含量对电解液的质量比在100ppm-1000ppm的范围内时，可得到更高的效果。
此外，当使用含有选自聚(二甲基硅氧烷)、聚(甲基氢硅氧烷)、和聚(甲基苯基硅氧烷)的至少一种化合物的涂层时，能够以更小的制造成本改善电池特性。
在上述实施方式中，参照所谓的锂离子二次电池进行了描述，该锂离子二次电池使用能够插入和脱出锂的负极材料作为负极活性材料。但是，关于其他二次电池，当提供上述涂层时，可得到类似的效果。即，可改善电池特性如循环特性。
作为其他二次电池，例如，可列举使用锂金属作为负极活性材料的所谓的锂二次电池。锂二次电池具有类似于上述二次电池的结构，且可如上述二次电池那样制造，除了负极由锂金属制成以外。
此外，将参照图1给出本发明的具体实施例的详细描述。
(实施例1-1至1-3)首先，将64质量份作为正极活性材料的钴酸锂(LiCoO2)、3质量份作为导电剂的石墨、和3质量份作为粘合剂的聚偏二氟乙烯均匀混合。之后，向混合物中加入N-甲基吡咯烷酮得到正极混合物涂覆液体。接下来，用得到的正极混合物涂覆液体均匀涂覆由宽56mm、长550mm、厚20μm的铝箔制成的正极集流体，干燥该涂覆液体，在正极集流体的两个面上形成厚70μm的正极混合物层。由此，制造正极21。随后，将由铝制成的正极引线25安装到正极集流体的一端。
此外，将94质量份作为负极活性材料的石墨和6质量份作为粘合剂的聚偏二氟乙烯均匀混合。之后，向混合物中加入N-甲基吡咯烷酮得到负极混合物涂覆液体。接下来，用得到的负极混合物涂覆液体均匀涂覆由宽58mm、长600mm、厚15μm的铜箔制成的负极集流体，干燥该涂覆液体，在负极集流体的两个面上形成厚70μm的负极混合物层。由此，制造负极22。随后，将由镍制成的负极引线26安装到负极集流体的一端。
接下来，在中间有由微多孔聚丙烯薄膜制成的厚25μm的隔膜23的情况下下，将正极21和负极22层压。之后，通过卷绕机将层压结构卷绕，形成卷绕电极体20。将卷绕电极体20置于由不锈钢制成的直径18mm、长65mm的电池壳11内。这种电池的容量为200mAh。
接下来，在以质量比20∶10∶10∶50∶20将碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、六氟磷酸锂混合的表面张力为约70mN/m(dyn/cm)-80mN/m的电解液中，将不溶于该电解液的动力粘度为100mm2/S(cSt)且表面张力为约20mN/m的聚(二甲基硅氧烷)进行分散，以制造浆料。将4.5g该浆料注入电池壳11内。然后，聚(二甲基硅氧烷)对电解液的含量以质量比计，在实施例1-1中为100ppm，在实施例1-2中为500ppm，和在实施例1-3中为1000ppm。
随后，通过衬垫17填隙，将电池盖14安装到电池壳11上。由此，得到实施例1-1至1-3的如图1所示的圆柱型二次电池。
接下来，将得到的实施例1-1至1-3的二次电池拆开并观察。结果，证实在正极21和负极22的表面上形成了含有聚(二甲基硅氧烷)的涂层。
此外，对于得到的实施例1-1至1-3的二次电池，进行充电和放电测试以检测循环特性。其结果展示在图2中。在图2中，横轴表示循环数(次数)，和纵轴表示放电容量保持率(％)。在2A的恒流下进行充电直到电池电压达到4.2V，然后在4.2V的恒压下进行充电直到总的充电时间达到4小时。在充电的30分钟间歇(recess)后，在2A的恒流下进行放电直到电池电压达到3V。以每次循环的放电容量对第一次循环的放电容量的比率(％)计算放电容量保持率。
作为对实施例1-1至1-3的比较例1，如实施例1-1至1-3制造二次电池，除了不使用聚(二甲基硅氧烷)以外。对于比较例1的二次电池，如实施例1-1至1-3一样，进行充电和放电测试以检测循环特性。其结果也展示在图2中。
如图2证明的，在其中在正极21和负极22表面上提供含有聚(二甲基硅氧烷)的涂层的实施例1-1至1-3中，与没有该涂层的比较例1相比，当重复充电和放电时，放电容量保持率的减少小，且甚至在重复300次充电和放电循环后，得到超过60％的放电容量保持率。此外，对于当重复充电和放电时的放电容量保持率的减少，在实施例1-2中达到最小水平。即，发现当在正极21和负极22表面上提供含有硅氧烷的涂层时，即使硅氧烷的添加量很少时，也可改善循环特性。此外，发现当硅氧烷对电解液的质量比在100ppm-1000ppm的范围内时，可得到更高的效果。
(实施例2-1至2-4)作为实施例2-1、2-2、2-3、和2-4，如实施例1-2一样制造二次电池，除了分别使用不溶于电解液且具有100mm2/S的动力粘度和约20mN/m的表面张力的聚(甲基氢硅氧烷)、聚(甲基苯基硅氧烷)、聚(六氟环氧丙烷)、和全氟十五烷来代替聚(二甲基硅氧烷)以外。如实施例1-2一样，也将实施例2-1至2-4的二次电池拆开并观察。结果，证实在正极21和负极22表面上形成了含有聚(甲基氢硅氧烷)、聚(甲基苯基硅氧烷)、聚(六氟环氧丙烷)、或全氟十五烷的涂层。此外，如实施例1-2中一样，进行充电和放电测试以检测循环特性。其结果与实施例1-2和比较例1的结果一起展示在图3中。
如图3证明的，在重复充电和放电后，实施例1-2中的放电容量保持率的减少与实施例2-1至2-4中的没有很大不同。即，发现当在正极21和负极22表面上提供含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的涂层时，可改善循环特性。
在上述实施例中，参照使用聚硅氧烷、全氟聚醚、和全氟烷烃的具体实施例进行了描述。但是，当提供其他聚硅氧烷、其他全氟聚醚、或其他全氟烷烃的涂层时，可得到类似的结果。此外，当提供含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的其他化合物的涂层时，可得到类似的结果。而且，在上述实施例中，已经描述了使用电解液的情况。但是，当使用其中电解液保持在由高分子量化合物或无机化合物制成的保持体中的电解质时，可得到类似的结果。
虽然已经参照实施方式和实施例描述了本发明，但本发明不限于上述实施方式和实施例，且可进行各种改变。例如，在上述实施方式和实施例中，将表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物在电解液中分散以在电池中形成含有该化合物的涂层。但是，可在电极上形成涂层后，组装电池。
此外，在上述实施方式和实施例中，已经描述了使用锂作为电极活性材料的情况。但是，本发明可应用于使用其他碱金属如钠(Na)和钾(K)、碱土金属如镁和钙(Ca)、其他轻金属如铝、或锂合金或上述碱金属、碱土金属、或其他轻金属的合金的情况，其中可得到类似的结果。在这种情况下，根据轻金属，选择适合的正极活性材料、负极活性材料、和电解质盐。其他组分可如上述实施方式一样构成。
此外，本发明不仅可应用于具有卷绕结构的圆柱型二次电池，还可应用于具有卷绕结构的椭圆形或多边形二次电池，或具有其中正极和负极折叠或层压的结构的二次电池。另外，本发明还可应用于硬币型、钮扣型、或卡型二次电池。此外，本发明不仅可应用于二次电池，还可应用于其他电池如原电池。而且，本发明可应用于使用电解液的双电层电容器。
如上所述，根据本发明的电极或电池，提供含有选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃、及其衍生物的至少一种化合物的涂层，或含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的涂层。因此，无需使用大量用于形成涂层的化合物，可有效抑制电解液的分解反应。从而，可降低由形成涂层引起的不利影响和制造成本，且同时可改善电池特性如循环特性。
特别的，根据本发明的电极或电池，化合物含量对电解液的质量比在100ppm-1000ppm的范围内。因此，可得到更高的效果。
(化学式1) (化学式2) (化学式3) (化学式4) (化学式5) (化学式6)
(化学式7) (化学式8) (化学式9) (化学式10) (化学式11) (化学式12)
(化学式13) (化学式14) (化学式15)CaF2a+权利要求
1.一种电极，其中在表面上，提供含有选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃、及其衍生物的至少一种化合物的涂层。
2.权利要求1的电极，其中该涂层含有选自聚(二甲基硅氧烷)、聚(甲基氢硅氧烷)、聚(甲基苯基硅氧烷)、聚(六氟环氧丙烷)、和全氟十五烷的至少一种化合物。
3.一种电池，其包括正极；负极；和电解液，其中在正极和负极的至少一个表面上，提供含有选自硅氧烷、全氟聚醚、全氟烷烃、及其衍生物的至少一种化合物的涂层。
4.权利要求3的电池，其中该涂层含有选自聚(二甲基硅氧烷)、聚(甲基氢硅氧烷)、聚(甲基苯基硅氧烷)、聚(六氟环氧丙烷)、和全氟十五烷的至少一种化合物。
5.权利要求3的电池，其中该化合物的含量对电解液的质量比在100ppm-1000ppm的范围内。
6.权利要求3的电池，其中电解液含有碳酸酯、或既含有碳酸酯又含有羧酸酯。
7.一种电池，其包括正极；负极；和电解液，其中在正极和负极的至少一个表面上，提供含有表面张力小于电解液的表面张力且不溶于电解液的化合物的涂层。
8.权利要求7的电池，其中该化合物的含量对电解液的质量比在100ppm-1000ppm的范围内。
9.权利要求7的电池，其中电解液含有碳酸酯、或既含有碳酸酯又含有羧酸酯。
全文摘要
公开了一种电极和电池，其由于有效涂层的形成，而能改善循环特性。在其中间插入隔膜(23)的时候，卷绕正极(21)和负极(22)。该隔膜(23)浸透有电解质。在正极(21)或负极(22)的表面上提供涂层，该涂层含有表面张力小于电解质的表面张力且不溶于电解质的化合物，特别是硅氧烷如聚(二甲基硅氧烷)、聚(甲基氢硅氧烷)或聚(甲基苯基硅氧烷)，全氟聚醚如聚(六氟环氧丙烷)，或全氟烷烃如全氟十五烷。因此，不用使用大量形成涂层的化合物，可形成有效抑制电解质分解反应的涂层。
文档编号H01M6/18GK1739208SQ20048000244
公开日2006年2月22日 申请日期2004年1月21日 优先权日2003年1月23日
发明者川岛敦道, 远藤琢哉 申请人:索尼株式会社