JP2011124121A - Electrolyte composition and secondary battery - Google Patents

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Keiko Ishidai
圭子 石代
Takeshi Kurata
武 倉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel electrolyte composition presenting a high ion conductivity and involving no risk of liquid leakage (gelled (solidified) at room temperature), and to provide a highly durable secondary battery containing the electrolyte composition. <P>SOLUTION: The electrolyte composition contains ion liquid expressed by general formula (1) Z<SP>+</SP>N<SP>-</SP>(SO<SB>2</SB>F)(X<SP>1</SP>-R<SP>F1</SP>), and further contains an electrolyte salt and inorganic fine particles. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解質組成物及び二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte composition and a secondary battery.

非水二次電池などの電気化学電池に用いられる電解質は、目的に応じたイオンを含み、そのイオンを電極間に輸送する機能(イオン伝導という)を持つ媒体である。例えば、非水二次電池の代表であるリチウムイオン二次電池では、リチウムイオンを電極間に輸送する機能を有する媒体をいう。   An electrolyte used in an electrochemical battery such as a non-aqueous secondary battery is a medium that includes ions according to the purpose and has a function of transporting the ions between electrodes (referred to as ion conduction). For example, a lithium ion secondary battery, which is a typical non-aqueous secondary battery, refers to a medium having a function of transporting lithium ions between electrodes.

二次電池においては、一般に、イオン伝導性が高い溶液系の電解質が多く用いられているが、溶液系の電解質は、電池に組み込んだ際の溶媒の揮発性が高いことに由来する枯渇や、流動性を有することによる漏れが電池の耐久性を低下させるなどの問題があった。また、溶液を密閉するため、金属容器を用いなければならず、電池質量が重くなり、電池形状にも自由度を持たせることが困難であった。   In a secondary battery, a solution-based electrolyte with high ion conductivity is generally used, but the solution-based electrolyte is depleted due to the high volatility of the solvent when incorporated in the battery, There is a problem that leakage due to fluidity reduces the durability of the battery. Further, in order to seal the solution, a metal container must be used, the battery mass becomes heavy, and it is difficult to give the battery shape flexibility.

また、溶液系の電解質の溶媒として、イオン液体(常温溶融塩ともいう)を用いることも提案されているが、イオン伝導度が高く、蒸気圧が低く実質的に揮発しないものの、液状であるため液漏れの問題が残されていた。   It has also been proposed to use an ionic liquid (also referred to as a room temperature molten salt) as a solvent for a solution-based electrolyte, but it has a high ionic conductivity and a low vapor pressure so that it does not volatilize substantially, but it is liquid. The problem of leakage was left.

そこで、イオン液体に無機微粒子を混合して、液を増粘、あるいはゲル化させる方法が知られているが(例えば、特許文献1及び2参照。)、イオン伝導度が低く、電解質としてはまだまだ不十分であった。また、温度変動による粘度変動が不十分であったため、塗布による製造をすることが難しかった。   Therefore, a method is known in which inorganic fine particles are mixed into an ionic liquid to thicken or gel the liquid (see, for example, Patent Documents 1 and 2), but the ionic conductivity is low, and the electrolyte is still not suitable. It was insufficient. Further, since the viscosity variation due to temperature variation was insufficient, it was difficult to produce by coating.

一方、パーフルオロアルキルスルホニル基またはパーフルオロアルキルカルボニル基のいずれか、およびフルオロスルホニル基を含有するアミドアニオンと、有機オニウム塩からなるイオン液体が、高い電気伝導度を示すことが知られているが(例えば、特許文献3参照。)、非水二次電池の電解質として用いた場合、流動性を有することによる漏れの問題だけでなく、充放電を繰り返した後容量の低下が著しいという問題点があった。   On the other hand, it is known that an ionic liquid composed of either a perfluoroalkylsulfonyl group or a perfluoroalkylcarbonyl group and an amide anion containing a fluorosulfonyl group and an organic onium salt exhibits high electrical conductivity. (For example, refer to Patent Document 3) When used as an electrolyte of a non-aqueous secondary battery, there is not only a problem of leakage due to having fluidity, but also a problem of a significant decrease in capacity after repeated charge and discharge. there were.

特開2003−257476号公報JP 2003-257476 A 特開2006−310071号公報JP 2006-310071 A 特開2005−200359号公報JP 2005-200399 A

本発明の目的は、高いイオン伝導性を示し、液漏れの懸念(室温でゲル化(固化)がない新規の電解質組成物を提供し、該電解質組成物を含み、繰り返し特性(繰り返し放電特性ともいう)及び耐久性に優れた二次電池を提供することである。   An object of the present invention is to provide a novel electrolyte composition that exhibits high ionic conductivity and does not cause liquid leakage (no gelation (solidification) at room temperature), includes the electrolyte composition, and includes repeated characteristics (both repeated discharge characteristics). And a secondary battery excellent in durability.

本発明の目的は、下記の構成により達成された。   The object of the present invention has been achieved by the following constitution.

1.下記一般式(1)で表されるイオン液体を含有し、更に電解質塩及び無機微粒子を含有することを特徴とする電解質組成物。   1. An electrolyte composition comprising an ionic liquid represented by the following general formula (1), and further containing an electrolyte salt and inorganic fine particles.

一般式(1)
(SOF)(X−RF1
〔式中、Zは4級アンモニウムカチオン、4級ホスホニウムカチオン、3級スルホニウムカチオンを表し、Xは−SO−または−CO−を表し、RF1は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基を表す。〕
2.前記Zが下記一般式(2)または(3)で表されることを特徴とする前記1に記載の電解質組成物。
General formula (1)
Z + N - (SO 2 F ) (X 1 -R F1)
[In the formula, Z + represents a quaternary ammonium cation, a quaternary phosphonium cation, a tertiary sulfonium cation, X 1 represents —SO 2 — or —CO—, and R F1 represents a perfluoroalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group. ]
2. 2. The electrolyte composition according to 1 above, wherein the Z + is represented by the following general formula (2) or (3).

Figure 2011124121
Figure 2011124121

〔式中、R〜Rは、各々アルキル基を表し、R〜Rのいずれか2個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよい。〕 [Wherein, R 1 to R 4 each represents an alkyl group, and any two groups of R 1 to R 4 may form a ring together with the nitrogen atom. ]

Figure 2011124121
Figure 2011124121

〔式中、R11、R13は、各々アルキル基を表し、R12、R14、R15は、各々水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアリール基を表す。〕
3.前記無機微粒子が無機酸化物であることを特徴とする前記1または2に記載の電解質組成物。
[Wherein R 11 and R 13 each represents an alkyl group, and R 12 , R 14 and R 15 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group or an aryl group. ]
3. 3. The electrolyte composition as described in 1 or 2 above, wherein the inorganic fine particles are inorganic oxides.

4.前記無機微粒子がメソポーラス無機微粒子であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の電解質組成物。   4). 4. The electrolyte composition according to any one of items 1 to 3, wherein the inorganic fine particles are mesoporous inorganic fine particles.

5.前記無機微粒子が2種以上の金属を含有する無機微粒子であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の電解質組成物。   5. 5. The electrolyte composition according to any one of 1 to 4, wherein the inorganic fine particles are inorganic fine particles containing two or more kinds of metals.

6.前記1〜5のいずれか1項に記載の電解質組成物を含有することを特徴とする二次電池。   6). A secondary battery comprising the electrolyte composition according to any one of 1 to 5 above.

本発明により、高いイオン伝導性を示し、液漏れの懸念(室温でゲル化(固化)がない新規の電解質組成物を提供し、該電解質組成物を含み、繰り返し特性(繰り返し放電特性ともいう)及び耐久性に優れた二次電池を提供することができた。   According to the present invention, there is provided a novel electrolyte composition that exhibits high ionic conductivity and does not cause liquid leakage (no gelation (solidification) at room temperature), and includes the electrolyte composition, and includes repeated characteristics (also referred to as repeated discharge characteristics). In addition, a secondary battery excellent in durability could be provided.

更にまた、本発明の電解質組成物は、加熱すると粘性が下がり、降温するとゲル化(固化)する特性を有し、固体電解質として形状を保つことができるので、電極上に溶融塗布等により製造可能な二次電池を提供することができる。   Furthermore, the electrolyte composition of the present invention has the property of lowering the viscosity when heated and gelling (solidifying) when the temperature is lowered, and can maintain the shape as a solid electrolyte, so that it can be produced by melt coating on the electrode. Secondary battery can be provided.

本発明の電解質組成物は、請求項1〜5のいずれか1項に記載される構成により、高いイオン伝導性を示し、液漏れの懸念(室温でゲル化(固化)がない新規の電解質組成物を得ることができた。   The electrolyte composition of the present invention is a novel electrolyte composition that exhibits high ionic conductivity due to the constitution described in any one of claims 1 to 5 and does not cause liquid leakage (no gelation (solidification) at room temperature). I was able to get things.

また、請求項6に記載される構成により、繰り返し特性(繰り返し放電特性ともいう)及び耐久性に優れた二次電池を提供することができた。   Moreover, the structure described in claim 6 can provide a secondary battery excellent in repetitive characteristics (also referred to as repetitive discharge characteristics) and durability.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention, its components, and embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.

《電解質組成物》
本発明の電解質組成物は、一般式(1)で表されるイオン液体を含有し、更に電解質塩及び無機微粒子を含有することを特徴とする電解質組成物である。
<Electrolyte composition>
The electrolyte composition of the present invention is an electrolyte composition characterized by containing an ionic liquid represented by the general formula (1), and further containing an electrolyte salt and inorganic fine particles.

《イオン液体》
上記一般式(1)で表されるイオン液体について説明する。
<Ionic liquid>
The ionic liquid represented by the general formula (1) will be described.

本発明に係る一般式(1)で表されるイオン液体は、室温溶融塩化合物であり、溶媒をほとんど用いず電解質として使用できることが多く、単独で電解質として使用できる場合が多い。   The ionic liquid represented by the general formula (1) according to the present invention is a room temperature molten salt compound, and can often be used as an electrolyte with little use of a solvent, and can often be used alone as an electrolyte.

一般式(1)において、Zで表される4級アンモニウムカチオンとしては脂肪族、脂環族、芳香族、複素環を含む4級アンモニウムカチオンが挙げられ、代表的にはイミダゾリウム、ピリジニウム、ピペリジニウム、チアゾリウム、ピロリウム、ピラゾリウム、ベンゾイミダゾリウム、インドリウム、カルバゾリウム、キノリニウム、ピロリジニウム、ピペラジニウム、アルキルアンモニウム等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the quaternary ammonium cation represented by Z + include quaternary ammonium cations including aliphatic, alicyclic, aromatic, and heterocyclic rings. Typically, imidazolium, pyridinium, Examples include piperidinium, thiazolium, pyrrolium, pyrazolium, benzimidazolium, indolium, carbazolium, quinolinium, pyrrolidinium, piperazinium, and alkylammonium.

一般式(1)において、Zで表される4級ホスホニウムカチオンとしては、脂肪族、脂環族、芳香族、複素環の4級ホスホニウムカチオンが挙げられる。 In the general formula (1), examples of the quaternary phosphonium cation represented by Z + include aliphatic, alicyclic, aromatic and heterocyclic quaternary phosphonium cations.

一般式(1)において、Zで表される3級スルホニウムカチオンとしては、脂肪族、脂環族、芳香族、複素環の3級スルホニウムカチオンが挙げられる。 In the general formula (1), examples of the tertiary sulfonium cation represented by Z + include aliphatic, alicyclic, aromatic, and heterocyclic tertiary sulfonium cations.

一般式(1)において、Zで表される4級アンモニウムカチオン、4級ホスホニウムカチオン、3級スルホニウムカチオンの中でも、アルキルアンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオンが好ましく、具体的には、Zが上記一般式(2)で表されるアルキルアンモニウムカチオンまたは一般式(3)で表されるイミダゾリウムカチオンが好ましい。 Among the quaternary ammonium cations, quaternary phosphonium cations, and tertiary sulfonium cations represented by Z + in the general formula (1), alkylammonium cations and imidazolium cations are preferred. Specifically, Z + is the above general formula. An alkylammonium cation represented by the formula (2) or an imidazolium cation represented by the general formula (3) is preferable.

(一般式(2)で表されるアルキルアンモニウムカチオン)
一般式(2)で表されるアルキルアンモニウムカチオンについて説明する。
(Alkylammonium cation represented by the general formula (2))
The alkyl ammonium cation represented by the general formula (2) will be described.

一般式(2)において、R〜Rはアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、等)またはシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、等)を表す。 In the general formula (2), R 1 to R 4 are alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group). Or a cycloalkyl group (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc.).

また、一般式(2)において、R〜Rとして好ましいのはアルキル基である。 In general formula (2), alkyl groups are preferred as R 1 to R 4 .

一般式(2)において、R〜Rで表される基は、更に、置換基を有していてもよく、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)、複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)アルケニル基(例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基)、アシルアミノ基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、トリフルオロメチルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基)、スルホニルアミノ基(例えば、メチルスルホニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、ヘキシルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基)、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等、)、ハロゲン化アルキル基(例えば、フッ化メチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、パーフルオロプロピル基)等が挙げられる。 In the general formula (2), the group represented by R 1 to R 4 may further have a substituent, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group (for example, a phenyl group, a naphthyl group). A heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazyl group, pyrimidyl group, pyrazyl group, triazyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, benzoimidazolyl group, benzoxazolyl group, quinazolyl group, phthalazyl group) Group, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.) alkenyl group (for example, ethylene group, propylene group, butylene group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group) Hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group), cycloal Xy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group), aryloxy group (for example, phenoxy group, naphthyloxy group), alkylthio group (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group), cycloalkylthio group (for example, cyclopentyl group) Thio group, cyclohexylthio group), arylthio group (for example, phenylthio group, naphthylthio group), alkoxycarbonyl group (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group), aryloxycarbonyl group (for example, phenyl) Oxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, Xylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl) Group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy) Group), acylamino group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonyl group) Mino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, trifluoromethylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group), sulfonylamino group (for example, methyl) Sulfonylamino group, ethylsulfonylamino group, hexylsulfonylamino group, phenylsulfonylamino group), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexyl) Aminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylamino Sulfonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group), sulfinyl group (for example, Methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl Group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group), arylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group) Group, 2-pyridylsulfonyl group), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group), cyano group, nitro group Group, halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.), halogenated alkyl group (for example, methyl fluoride group, trifluoromethyl group, chloromethyl group, trichloromethyl group, perfluoropropyl group) and the like. .

上記の置換基の中でも、好ましくはアルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルファモイル基、アミノ基、シアノ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子等が挙げられる。   Among the above substituents, preferably an alkenyl group, aryl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, acyl group, acyloxy group, acylamino group, carbamoyl group, sulfamoyl group, amino group, cyano group, halogenated alkyl group, halogen atom Etc.

一般式(2)において、R〜Rのうちいずれか2個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよい。 In General Formula (2), any two groups out of R 1 to R 4 may form a ring together with the nitrogen atom.

《一般式(3)で表されるイミダゾリウムカチオン》
本発明に係る一般式(3)で表されるイミダゾリウムカチオンについて説明する。
<< Imidazolium cation represented by general formula (3) >>
The imidazolium cation represented by the general formula (3) according to the present invention will be described.

一般式(3)において、R11、R13はアルキル基を表し、具体的にはR〜Rで挙げた基と同様の基が挙げられる。 In General formula (3), R < 11 >, R < 13 > represents an alkyl group, Specifically, the group similar to the group quoted by R < 1 > -R < 4 > is mentioned.

一般式(3)において、R12、R14、R15で表される置換基としては、一般式(2)において、R〜Rで挙げた基と同様の基が挙げられる。 In the general formula (3), examples of the substituent represented by R 12, R 14, R 15 , in the general formula (2) include the same groups as the groups listed R 1 to R 4.

置換基として好ましくはハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基等が挙げられるが、更に好ましいのは、水素原子である。   Preferred examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, and an aryl group, and a hydrogen atom is more preferred.

次に、一般式(1)において、N(SOF)(X−RF1)で表されるアニオンについて説明する。 Next, in the general formula (1), N - (SO 2 F) (X 1 -R F1) anion represented by will be described.

一般式(1)において、Xは−SO−または−CO−を表す。 In the general formula (1), X 1 represents —SO 2 — or —CO—.

一般式(1)において、RF1は、炭素数1から4のパーフルオロアルキル基を表し、例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基である。 In the general formula (1), R F1 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and is, for example, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, or a nonafluorobutyl group.

F1は更に置換基を有していても良く、例えば、パーフルオロアルキルオキシ基(例えば、−OCF、−OC、−OC)、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられるが、好ましくはパーフルオロアルキルオキシ基であり、かつRF1に含まれる炭素数の合計が4以下である。 R F1 may further have a substituent, and examples thereof include a perfluoroalkyloxy group (for example, —OCF 3 , —OC 2 F 5 , —OC 3 F 7 ), a halogen atom, and a cyano group. Is preferably a perfluoroalkyloxy group, and the total number of carbon atoms contained in R F1 is 4 or less.

一般式(1)において、RF1で表される炭素数1から4のパーフルオロアルキル基の中でも、好ましいのは、無置換のパーフルオロアルキル基であり、更に好ましいのはトリフルオロメチル基である。 Among the perfluoroalkyl groups having 1 to 4 carbon atoms represented by R F1 in the general formula (1), an unsubstituted perfluoroalkyl group is preferable, and a trifluoromethyl group is more preferable. .

以下に、一般式(1)で表されるイオン液体の形成に用いられるカチオンの具体的を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the concrete of the cation used for formation of the ionic liquid represented with General formula (1) below is shown, this invention is not limited to these.

(Zで表されるカチオンの具体例) (Specific example of cation represented by Z + )

Figure 2011124121
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Figure 2011124121
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以下、上記一般式(1)表されるイオン液体の形成に用いられるアニオンの具体例を表1に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, although the specific example of the anion used for formation of the ionic liquid represented by the said General formula (1) is shown in Table 1, this invention is not limited to these.

(N(SOF)(X−RF1)で表されるアニオンの具体例) (N - (SO 2 F) ( Specific examples of the anion represented by X 1 -R F1))

Figure 2011124121
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次いで、一般式(1)で表されるイオン液体の具体例を表2に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Subsequently, although the specific example of the ionic liquid represented by General formula (1) is shown in Table 2, this invention is not limited to these.

Figure 2011124121
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Figure 2011124121
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本発明に係るイオン液体は、常温(25℃)付近で液体であることが好ましい。これらの化合物の融点は80℃以下であることが好ましく、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは30℃以下である。   The ionic liquid according to the present invention is preferably a liquid around room temperature (25 ° C.). The melting point of these compounds is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, and further preferably 30 ° C. or lower.

一般式(1)で表されるイオン液体は、特開2005−200359号公報、特開2007−182410号公報等に記載の方法により、従来公知の4級アンモニウムカチオン、4級ホスホニウムカチオン、3級スルホニウムカチオンのハロゲン化物、ヒドロキシド、トルエンスルホネート等、及び一般式(1)中のN(SOF)(X−RF1)の構造で表されるアニオンのカリウム塩、ナトリウム塩及びリチウム塩を原料として合成することができる。 The ionic liquid represented by the general formula (1) can be obtained by a method described in JP-A-2005-200309, JP-A-2007-182410, or the like according to a conventionally known quaternary ammonium cation, quaternary phosphonium cation, tertiary. halides sulfonium cation, hydroxide, toluenesulfonate, etc., and in general formula (1) N - (SO 2 F) ( X 1 -R F1) anion potassium salt of which is represented by the structure of the sodium salt and lithium A salt can be synthesized as a raw material.

本発明の電解質組成物は、イオン液体を少なくとも1種含有するが、2種以上併用してもよい。   The electrolyte composition of the present invention contains at least one ionic liquid, but may be used in combination of two or more.

電解質組成物中のイオン液体の配合量は、10質量%〜90質量%とすることが好ましく、特に、30質量%〜80質量%とすることが好ましい。   The blending amount of the ionic liquid in the electrolyte composition is preferably 10% by mass to 90% by mass, and particularly preferably 30% by mass to 80% by mass.

以下に、一般式(1)で表されるイオン液体の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the synthesis example of the ionic liquid represented by General formula (1) is shown below, this invention is not limited to these.

《合成例1:IL−16の合成》
下記の工程1−1、1−2を経て、IL−16を合成した。
<< Synthesis Example 1: Synthesis of IL-16 >>
IL-16 was synthesized through the following steps 1-1 and 1-2.

工程1−1:(フルオロスルホニル)(トリフルオロアセチル)イミドカリウム塩の合成
トリフルオロアセチルアミド(東京化成工業製T0598)50g(0.44mol)を脱水メタノール250mlに溶解させ、この溶液にt−ブトキシリチウム35.4g(0.44mol)を脱水メタノール140mlに溶解させた溶液を滴下し、攪拌しながら50℃で2時間反応させた。
Step 1-1: Synthesis of (fluorosulfonyl) (trifluoroacetyl) imide potassium salt 50 g (0.44 mol) of trifluoroacetylamide (Tokyo Chemical Industry T0598) was dissolved in 250 ml of dehydrated methanol, and t-butoxy was dissolved in this solution. A solution in which 35.4 g (0.44 mol) of lithium was dissolved in 140 ml of dehydrated methanol was dropped, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 2 hours with stirring.

反応終了後、溶媒を減圧留去し、トリフルオロアセチルアミドのカリウム塩を得た。次いで、得られたカリウム塩全量を脱水ジエチルエーテル1000mlに溶解し、液を−20℃に冷却後、ジスルフリルフロオライド(Inorganic Syntheses vol.8、p.151に従って合成)80.6g(0.44mmol)を脱水エーテル120mlに溶解させた溶液を加え、−20℃で8時間反応させた。   After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a potassium salt of trifluoroacetylamide. Next, the total amount of the obtained potassium salt was dissolved in 1000 ml of dehydrated diethyl ether, and the liquid was cooled to −20 ° C. and then disulfuryl fluoride (synthesized according to Inorganic Synthesis vol. 8, p. 151) 80.6 g (0. 44 mmol) dissolved in 120 ml of dehydrated ether was added and reacted at −20 ° C. for 8 hours.

反応終了後、液温を室温に戻し、ろ過後、固形分をエーテルで洗浄、減圧乾燥し、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム塩 63.0gを得た(収率71%)。生成物の確認はIRスペクトルによって行った。   After completion of the reaction, the liquid temperature was returned to room temperature, and after filtration, the solid content was washed with ether and dried under reduced pressure to obtain 63.0 g of (fluorosulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide potassium salt (yield 71%). The product was confirmed by IR spectrum.

工程1−2:IL−16の合成
塩化N−メチル−N−(n−プロピル)ピロリジニウム10g(74mmol)を脱イオン水50mlに溶解させ、これに合成例(1−1)で得られた(フルオロスルホニル)(トリフルオロアセチル)イミドカリウム塩17.3g(74mmol)を加えた。室温下で1時間撹拌後、50mlのジクロロメタンで生成物を抽出し、50mlの脱イオン水で5回洗浄した。ジクロロメタンを減圧留去し、目的のIL−16を得た(20.0g;収率78%)。
Step 1-2: Synthesis of IL-16 10 g (74 mmol) of N-methyl-N- (n-propyl) pyrrolidinium chloride was dissolved in 50 ml of deionized water, and obtained in Synthesis Example (1-1) ( 17.3 g (74 mmol) of fluorosulfonyl) (trifluoroacetyl) imide potassium salt was added. After stirring for 1 hour at room temperature, the product was extracted with 50 ml of dichloromethane and washed 5 times with 50 ml of deionized water. Dichloromethane was distilled off under reduced pressure to obtain the target IL-16 (20.0 g; yield 78%).

《合成例2:IL−21の合成)
下記の工程2−1、2−2、2−3を経て、IL−21を合成した。
<< Synthesis Example 2: Synthesis of IL-21
IL-21 was synthesized through the following steps 2-1, 2-2, 2-3.

工程2−1:臭化N−メチル−N−(メトキシエチル)ピロリジニウムの合成
N−メチルイミダゾール10g(0.12mol)をアセトン50mlに溶解し、氷冷しながらブロモメチルエチルエーテル16.3g(0.12mol)を10分かけて滴下した。
Step 2-1: Synthesis of N-methyl-N- (methoxyethyl) pyrrolidinium bromide 10 g (0.12 mol) of N-methylimidazole was dissolved in 50 ml of acetone, and 16.3 g (0 .12 mol) was added dropwise over 10 minutes.

滴下終了後室温に戻して1時間撹拌し、析出した固体をろ過後乾燥し、臭化N−メチル−N−(メトキシエチル)ピロリジニウム19.8gを得た(収率75%)。   After completion of the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature and stirred for 1 hour, and the precipitated solid was filtered and dried to obtain 19.8 g of N-methyl-N- (methoxyethyl) pyrrolidinium bromide (yield 75%).

工程2−2:(フルオロスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム塩の合成
トリフルオロメタンスルホンアミドのカリウム塩(三菱マテリアル製EF−A12)50g(0.267mol)を脱水ジエチルエーテル800mlに溶解し、液を−20℃に冷却後、ジスルフリルフロオライド;(FSO2)2O(Inorganic Syntheses vol.8、p.151に従って合成)48.7g(0.267mmol)を脱水エーテル80mlに溶解させた溶液を加え、−20℃で8時間反応させた。
Step 2-2: Synthesis of (fluorosulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide potassium salt 50 g (0.267 mol) of potassium salt of trifluoromethanesulfonamide (EF-A12 manufactured by Mitsubishi Materials) was dissolved in 800 ml of dehydrated diethyl ether, After cooling to −20 ° C., a solution in which 48.7 g (0.267 mmol) of disulfuryl fluoride; (FSO 2) 2 O (synthesized according to Inorganic Synthesis vol. 8, p. 151) was dissolved in 80 ml of dehydrated ether was added. , Reacted at −20 ° C. for 8 hours.

反応終了後、液温を室温に戻し、ろ過後、固形分をエーテルで洗浄、減圧乾燥し、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム塩 50.0gを得た(収率70%)。生成物の確認はIRスペクトルによって行った。   After completion of the reaction, the liquid temperature was returned to room temperature, and after filtration, the solid content was washed with ether and dried under reduced pressure to obtain 50.0 g of (fluorosulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide potassium salt (yield 70%). The product was confirmed by IR spectrum.

工程2−3:IL−21の合成
臭化N−メチル−N−(メトキシエチル)ピロリジニウム10g(45mmol)を脱イオン水50mlに溶解させ、これに合成例(2−2)で得られた(フルオロスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム塩12g(45mmol)を加えた。室温下で1時間撹拌後、50mlのジクロロメタンで生成物を抽出し、50mlの脱イオン水で5回洗浄した。ジクロロメタンを減圧留去し、目的の化合物IL−21を得た(15.0g;収率79%)。
Step 2-3: Synthesis of IL-21 10 g (45 mmol) of N-methyl-N- (methoxyethyl) pyrrolidinium bromide was dissolved in 50 ml of deionized water, and obtained in Synthesis Example (2-2) ( 12 g (45 mmol) of fluorosulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide potassium salt was added. After stirring for 1 hour at room temperature, the product was extracted with 50 ml of dichloromethane and washed 5 times with 50 ml of deionized water. Dichloromethane was distilled off under reduced pressure to obtain the target compound IL-21 (15.0 g; yield 79%).

《合成例3:IL−35の合成》
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩化物8.0g(55mmol)を脱イオン水40mlに溶解させ、これに工程2−2で得られた(フルオロスルホニル)(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム塩14.7(55mmol)を加えた。
<< Synthesis Example 3: Synthesis of IL-35 >>
8.0 g (55 mmol) of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride was dissolved in 40 ml of deionized water, and (fluorosulfonyl) (trifluoromethanesulfonyl) imide potassium salt obtained in Step 2-2 was added thereto. 7 (55 mmol) was added.

室温下で1時間撹拌後、40mlのジクロロメタンで生成物を抽出し、40mlの脱イオン水で5回洗浄した。   After stirring for 1 hour at room temperature, the product was extracted with 40 ml of dichloromethane and washed 5 times with 40 ml of deionized water.

ジクロロメタンを減圧留去し、目的のIL−35を得た(15.0g;収率81%)。   Dichloromethane was distilled off under reduced pressure to obtain the target IL-35 (15.0 g; yield 81%).

《電解質塩》
本発明に係る電解質塩について説明する。
《Electrolyte salt》
The electrolyte salt according to the present invention will be described.

本発明の電解質塩としては、周期表第1族または第2族に属する金属イオンの塩が挙げられ、中でも、周期表第1族に属する金属イオンの塩が好ましく、周期表第1族に属する金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムのイオンが好ましい。   Examples of the electrolyte salt of the present invention include salts of metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Among them, salts of metal ions belonging to Group 1 of the periodic table are preferable, and belong to Group 1 of the periodic table. As metal ions, lithium, sodium, and potassium ions are preferred.

金属イオンの塩のアニオンとしては、ハロゲン化物イオン(I、Cl、Br等)、SCN、BF 、BF(CF、BF(C、PF 、ClO 、SbF 、(FSO、(CFSO、(CSO、Ph、(C、(CFSO、CFCOO、CFSO、CSO等が挙げられる。 As anions of metal ion salts, halide ions (I , Cl , Br etc.), SCN , BF 4 , BF 3 (CF 3 ) , BF 3 (C 2 F 5 ) , PF 6 -, ClO 4 -, SbF 6 -, (FSO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (C 2 F 5 SO 2) 2 N -, Ph 4 B -, (C 2 H 4 O 2) 2 B -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 COO -, CF 3 SO 2 O -, C 6 F 5 SO 2 O - , and the like.

アニオンとしては、SCN、BF 、BF(CF、BF(C、PF 、ClO 、SbF 、(CFSO、(CSO、(CFSO、CFSO、が好ましい。 Examples of anions include SCN , BF 4 , BF 3 (CF 3 ) , BF 3 (C 2 F 5 ) , PF 6 , ClO 4 , SbF 6 , (CF 3 SO 2 ) 2 N −. , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 3 C , and CF 3 SO 2 O are preferable.

代表的な電解質塩としては、LiOSOCF、LiPF、LiClO、LiI、LiBF、LiBF(CF)、LiBF(C)、LiCFCOO、LiSCN、LiN(SOCF、LiN(SOF)、NaI、NaOSOCF、NaClO、NaBF、NaAsF、KOSOCF、KSCN、KPF、KClO、KAsF、等が挙げられる。 Typical electrolyte salts include LiOSO 2 CF 3 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiI, LiBF 4 , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 3 (C 2 F 5 ), LiCF 3 COO, LiSCN, LiN (SO 2 CF 3) 2, LiN (SO 2 F) 2, NaI, NaOSO 2 CF 3, NaClO 4, NaBF 4, NaAsF 6, KOSO 2 CF 3, KSCN, KPF 6, KClO 4, KAsF 6, and the like.

更に好ましくは、上記Li塩である。   More preferred is the above Li salt.

本発明の電解質組成物に係る電解質塩としては、例えば、国際公開第95/18456号パンフレットあるいは、J.Phys.Chem.B,103,4164(1999)等に記載された低融点化合物(いわゆる室温溶融塩)などを添加してもよい。   Examples of the electrolyte salt according to the electrolyte composition of the present invention include International Publication No. 95/18456 pamphlet or J.P. Phys. Chem. B, 103, 4164 (1999) or the like may be added.

《無機微粒子(単に無機粒子ともいう)》
本発明に係る無機微粒子(無機粒子ともいう)について説明する。
《Inorganic fine particles (also referred to simply as inorganic particles)》
The inorganic fine particles (also referred to as inorganic particles) according to the present invention will be described.

本発明に係る無機微粒子としては、イオン液体、電解質塩に対して不活性な物質であれば任意のものを用いることができる。   As the inorganic fine particles according to the present invention, any material can be used as long as it is a substance inactive with respect to the ionic liquid and the electrolyte salt.

本発明に係る無機微粒子としては、無機酸化物が好ましく、無機酸化物粒子を構成する金属としては、Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Nb、Zr、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ta、Hf、W、Ir、Tl、Pb、Bi及び希土類金属からなる群より選ばれる。   The inorganic fine particles according to the present invention are preferably inorganic oxides, and the metals constituting the inorganic oxide particles include Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Nb, Zr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ta, Hf, W, Ir, Tl, Pb, Selected from the group consisting of Bi and rare earth metals.

具体的には、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、等からなる無機酸化物微粒子が挙げられる。   Specifically, for example, silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, indium oxide, tin oxide, oxide Inorganic oxide fine particles composed of lead and the like can be mentioned.

また、本発明において用いられる酸化物微粒子として、希土類酸化物を用いることもでき、具体的には、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等を含有する微粒子が挙げられる。   In addition, rare earth oxides can also be used as the oxide fine particles used in the present invention, specifically, scandium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, Fine particles containing gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, ytterbium oxide, lutetium oxide, and the like can be given.

中でも、中性、もしくは、酸性の金属無機酸化物微粒子が、イオン伝導性の向上の点で効果的である。酸化鉄、酸化ジルコニウム、クレー、酸化スズ、酸化タングステン、酸化チタン、燐酸アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどがこれに相当する。   Among these, neutral or acidic metal inorganic oxide fine particles are effective in terms of improving ion conductivity. Examples thereof include iron oxide, zirconium oxide, clay, tin oxide, tungsten oxide, titanium oxide, aluminum phosphate, silicon oxide, zinc oxide, and aluminum oxide.

無機酸化物の表面の水酸基は、イオン導電性化合物、または、二次電池の塩と相互作用し、高速でイオンを輸送するイオンパスを形成する。   The hydroxyl group on the surface of the inorganic oxide interacts with the ion conductive compound or the salt of the secondary battery to form an ion path that transports ions at a high speed.

無機酸化物の形状は、球状でもよいがメソポーラス、平板状や針状の粒子であっても好ましく用いることができる。   The shape of the inorganic oxide may be spherical, but may be preferably used even if it is a mesoporous, flat or needle-like particle.

《メソポーラス無機微粒子(MP粒子ともいう)》
本発明に係る無機微粒子の好ましい態様の一例であるメソポーラス無機微粒子について説明する。
<< Mesoporous inorganic fine particles (also called MP particles) >>
The mesoporous inorganic fine particle which is an example of a preferable embodiment of the inorganic fine particle according to the present invention will be described.

メソポーラス無機微粒子とは、ケルビンの毛管凝縮理論が適応できる領域である細孔径2nm〜50nmの細孔(以下、メソ細孔と略記する)を複数有する多孔体無機粒子である。   The mesoporous inorganic fine particles are porous inorganic particles having a plurality of pores having a pore diameter of 2 nm to 50 nm (hereinafter abbreviated as mesopores), which is a region to which Kelvin's capillary condensation theory can be applied.

細孔径及び細孔分布は、水銀圧入法やガス吸着法等により測定することができる。本発明の細孔径は、細孔分布測定装置によりガス吸着法で得た吸脱着等温線の、ヒステリシスパターンを解析することで算出した細孔分布のメディアン径をいう。   The pore diameter and pore distribution can be measured by a mercury intrusion method, a gas adsorption method, or the like. The pore diameter of the present invention refers to the median diameter of the pore distribution calculated by analyzing the hysteresis pattern of the adsorption / desorption isotherm obtained by the gas adsorption method using a pore distribution measuring device.

メソポーラス無機微粒子の組成は、メソ細孔を有するものであれば特に制限はないが、金属酸化物を骨格とし、規則的に配置されたメソ細孔を有するメソポーラス無機微粒子が好ましい。金属酸化物としては、SiO、Al、Nb、Ta、TiO、ZrO、SnOや、これらの複合酸化物が好ましく使用できる。 The composition of the mesoporous inorganic fine particles is not particularly limited as long as it has mesopores, but mesoporous inorganic fine particles having metal oxide as a skeleton and regularly arranged mesopores are preferable. As the metal oxide, SiO 2 , Al 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 or a composite oxide thereof can be preferably used.

メソポーラス無機微粒子の製造方法としては、界面活性剤や有機化合物を鋳型とする熱水合成等の、従来公知の方法を用いることができ、例えば、特開2005−53737号公報に記載の方法が挙げられる。メソポーラス無機微粒子は、メソ細孔の内部または多孔体の表面に溶媒を保持することができる。   As a method for producing mesoporous inorganic fine particles, a conventionally known method such as hydrothermal synthesis using a surfactant or an organic compound as a template can be used, for example, a method described in JP-A-2005-53737. It is done. The mesoporous inorganic fine particles can hold a solvent inside the mesopores or on the surface of the porous body.

本発明に係るメソポーラス無機微粒子としては、特に比表面積が300m/g〜1000m/gのものが、安全性、充放電耐久性の面から好ましい。 The mesoporous inorganic particles according to the present invention, particularly those specific surface area of 300m 2 / g~1000m 2 / g, safety, preferred from the viewpoint of charge and discharge durability.

本発明に係るメソポーラス無機微粒子の比表面積は、比表面積計を用いて粒子紛体に窒素ガス等を吸着させて得た吸着等温線から、BET等温吸着式を用いてBET比表面積として算出したものをいう。   The specific surface area of the mesoporous inorganic fine particles according to the present invention is calculated from the adsorption isotherm obtained by adsorbing nitrogen gas or the like to the particle powder using a specific surface area meter and calculated as the BET specific surface area using the BET isotherm adsorption equation. Say.

メソポーラス無機微粒子の電解質組成物中の含有量としては、安全性、電圧特性の面から、イオン液体に対して5質量%〜40質量%の範囲が好ましい。   The content of the mesoporous inorganic fine particles in the electrolyte composition is preferably in the range of 5% by mass to 40% by mass with respect to the ionic liquid from the viewpoint of safety and voltage characteristics.

また、メソポーラス無機微粒子の平均粒径は、安全性、電圧特性の面から、1μm〜50μmであることが好ましく、更に5μm〜20μmであることが、好ましい。   The average particle diameter of the mesoporous inorganic fine particles is preferably 1 μm to 50 μm, more preferably 5 μm to 20 μm, from the viewpoint of safety and voltage characteristics.

平均粒径は、各粒子を同体積の球に換算した時の直径(球換算粒径)の体積平均値であり、この値は電子顕微鏡写真から評価することができる。   The average particle diameter is a volume average value of the diameter (sphere converted particle diameter) when each particle is converted into a sphere having the same volume, and this value can be evaluated from an electron micrograph.

即ち、電解質組成物または粒子紛体の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、一定の視野範囲にある粒子を200個以上測定して各粒子の球換算粒径を求め、その平均値を求めることにより得られた値である。   That is, it is obtained by taking a transmission electron micrograph of the electrolyte composition or particle powder, measuring 200 or more particles in a certain visual field range, obtaining a sphere equivalent particle diameter of each particle, and obtaining an average value thereof. Value.

更に、本発明に係るメソポーラス無機微粒子は、イオン性液体との均一混合の面から、表面疎水化処理されていることが好ましい。   Furthermore, the mesoporous inorganic fine particles according to the present invention are preferably subjected to surface hydrophobization treatment from the viewpoint of uniform mixing with the ionic liquid.

また、本発明に係る無機微粒子は、二種類以上の無機酸化物が均一に混ざっていても、コアシェル型のように内部で分離していてもよい。   Moreover, the inorganic fine particles according to the present invention may be uniformly mixed with two or more kinds of inorganic oxides, or may be separated inside like a core-shell type.

このような無機酸化物としては、マグネシウム、珪素、ジルコニウム、チタン等の周期表の第4族元素を挙げることができ、これらの無機酸化物の二種類以上が組み合わされている。   Examples of such inorganic oxides include Group 4 elements of the periodic table such as magnesium, silicon, zirconium, and titanium, and two or more of these inorganic oxides are combined.

例えば、イオン伝導性向上効果の高い無機酸化物と、分散剤との相性が良い無機酸化物の複合粒子はイオン導電性向上効果と分散性を合わせ持つことができる。   For example, a composite particle of an inorganic oxide having a high ion conductivity improving effect and an inorganic oxide having a good compatibility with the dispersant can have both an ion conductivity improving effect and a dispersibility.

これらの粒子は、複数のアルコキシドやクロライドを用いた火炎法やプラズマ法を用いることができる。   For these particles, a flame method or a plasma method using a plurality of alkoxides or chlorides can be used.

また、アンモニアなどの触媒を用いて液中で造粒することもできる。   Moreover, it can also granulate in a liquid using catalysts, such as ammonia.

更に、これらの無機化合物の表面は、シランカップリング剤や分散剤を用いることで表面処理することが可能である。表面処理程度により、表面を親水性、疎水性に分けることができるが、いずれの場合でも用いることができる。   Furthermore, the surface of these inorganic compounds can be surface-treated by using a silane coupling agent or a dispersant. Depending on the degree of surface treatment, the surface can be classified into hydrophilic and hydrophobic, but can be used in either case.

本発明に係る無機微粒子は、シリカを含有することが好ましく、シリカの含有量は、10%〜90%が好ましく、15%〜85%がより好ましい。   The inorganic fine particles according to the present invention preferably contain silica, and the silica content is preferably 10% to 90%, more preferably 15% to 85%.

本発明に係る無機微粒子は、表面が疎水化処理されているものが好ましい。   The inorganic fine particles according to the present invention preferably have a hydrophobic surface.

疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルシリルクロライドなどを好ましく用いることができる。   As the hydrophobizing agent, hexamethyldisilazane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylsilyl chloride and the like can be preferably used.

表面処理方法としては、直接粉体に噴霧して、加熱定着させる乾式法、溶液中に粒子を分散させておき、表面処理剤を添加して表面処理する湿式法とあるが、より均一に粒子が分散する湿式法が望ましい。例を挙げると特開2007−264581号公報に記載されているように手法で、湿式で処理した粒子は、高い分散性を持ち好ましく用いることができる。   As the surface treatment method, there are a dry method in which the powder is directly sprayed to heat and fixed, and a wet method in which particles are dispersed in a solution and a surface treatment agent is added to carry out the surface treatment. A wet method in which is dispersed is desirable. For example, particles treated by a wet method using a technique as described in JP-A-2007-264582 have high dispersibility and can be preferably used.

本発明に係る無機微粒子の粒子径は100nm以下であることが望ましく、より望ましくは20nm以下が望ましい。100nm以上の粒子径を持つ微粒子では、イオン液体を十分な強度にゲル化することができない場合がある。   The particle size of the inorganic fine particles according to the present invention is desirably 100 nm or less, and more desirably 20 nm or less. In the case of fine particles having a particle diameter of 100 nm or more, the ionic liquid may not be gelled with sufficient strength.

本発明に係る無機微粒子の含有量は特に限定はないが、イオン液体100質量部に対して、5質量部以上100質量部以下が好ましく、更に好ましくは、10質量部以上70質量部以下である。   The content of the inorganic fine particles according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the ionic liquid. .

本発明では、上記の電解質構成要素とともに、最大で50質量%まで溶媒を使用することができる。しかし、保存安定性の観点からは、溶媒を用いないほうがより好ましい。   In the present invention, the solvent can be used up to 50% by mass in combination with the above electrolyte constituent elements. However, from the viewpoint of storage stability, it is more preferable not to use a solvent.

《重合性化合物(単に、モノマーともいう)》
本発明に用いられる重合性化合物(モノマー)について説明する。
<< Polymerizable compound (simply also referred to as monomer) >>
The polymerizable compound (monomer) used in the present invention will be described.

本発明の電解質には、塗布性を向上するため、重合性化合物を含有することができる。   The electrolyte of the present invention can contain a polymerizable compound in order to improve applicability.

重合性化合物としては、重合性基として、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、エポキシ基、オキセタン基等を少なくとも一つ分子内に持つ化合物であり、上記重合性化合物中に2個以上の重合性基を有していると、この化合物の反応により三次元網目構造が形成されるから、より一層電解質の形状保持能力を高めることができ、好適である。   The polymerizable compound is a compound having at least one acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group, styryl group, epoxy group, oxetane group or the like as a polymerizable group in the molecule, and two or more in the polymerizable compound When the compound has a polymerizable group, a three-dimensional network structure is formed by the reaction of this compound, which can further enhance the shape retention ability of the electrolyte, which is preferable.

ここで、分子内に重合性基を有する化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシポリエチレングリコール(平均分子量200〜1200)等のアクリル酸またはメタクリル酸エステル、メタクリロイルイソシアネート、2−ヒドロキシメチルメタクリル酸、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリル酸等の分子中にアクリル酸基またはメタクリル酸基を1つ有する化合物が挙げられる。   Here, the compound having a polymerizable group in the molecule is not particularly limited. For example, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate (average A compound having one acrylic acid group or methacrylic acid group in the molecule such as acrylic acid or methacrylic acid ester having a molecular weight of 200 to 1200), methacryloyl isocyanate, 2-hydroxymethyl methacrylic acid, N, N-dimethylaminoethyl methacrylic acid, etc. Is mentioned.

また、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、メタクリル酸アリール、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸ポリエチレングリコール(平均分子量200〜1000)、ジメタクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジメタクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジメタクリル酸ネオペンチルグリコール、ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール(平均分子量400)、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス−[4−(メタクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス−[4−(メタクリロキシエトキシ・ジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス−[4−(メタクリロキシエトキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン、ジアクリル酸エチレングリコール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸トリエチレングリコール、ジアクリル酸ポリエチレングリコール(平均分子量200〜1000)、ジアクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジアクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジアクリル酸ネオペンチルグリコール、ジアクリル酸ポリプロピレングリコール(平均分子量400)、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス−[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス−[4−(アクリロキシエトキシ・ジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス−[4−(アクリロキシエトキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、トリシクロデカンジメタノールアクリレート、水素添加ジシクロペンタジエンジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、ポリエステルジメタクリレート等の分子中に重合性二重結合を2個以上有する化合物が好適に用いられる。   Also, for example, divinylbenzene, divinylsulfone, aryl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate (average molecular weight 200 to 1000), dimethacrylic acid 1, 3-butylene glycol, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate (average molecular weight 400), 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane, 2,2- Bis- [4- (methacryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis- [4- (methacryloxyethoxy diethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis- [4- (methacryloxyethoxy) Polyethoxy) phenyl] propane, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate (average molecular weight 200-1000), 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate , Neopentyl glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate (average molecular weight 400), 2-hydroxy-1,3-diaacryloxypropane, 2,2-bis- [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, 2, 2-bis- [4- (acryloxyethoxy diethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis- [4- (acryloxyethoxy polyethoxy) phenyl] propane, trimethylol proppant Acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, tricyclodecane dimethanol acrylate, hydrogenated dicyclopentadiene diacrylate, polyester diacrylate, polyester dimethacrylate, etc. A compound having two or more double bonds is preferably used.

上記重合性二重結合を含有する化合物の中でも特に好ましい重合性モノマーとしては、下記一般式(4)で示されるポリオキシアルキレン成分を含有するジエステル化合物が挙げられ、これと下記一般式(5)で示されるポリオキシアルキレン成分を含有するモノエステル化合物、及びトリエステル化合物を組み合わせて用いることが好ましい。   Among the compounds containing a polymerizable double bond, particularly preferred polymerizable monomers include diester compounds containing a polyoxyalkylene component represented by the following general formula (4), and this and the following general formula (5): It is preferable to use in combination a monoester compound containing a polyoxyalkylene component represented by the formula (1) and a triester compound.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

式中、R〜Rは、水素原子、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜6、特に1〜4のアルキル基を示し、X≧1かつY≧0の条件を満足するものか、またはX≧0かつY≧1の条件を満足するものであり、好ましくはR〜Rは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基である。 In formula, R < 6 > -R < 8 > is a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, etc. Is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms, satisfying the conditions of X ≧ 1 and Y ≧ 0, or satisfying the conditions of X ≧ 0 and Y ≧ 1 R 6 to R 8 are a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group, or a t-butyl group.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

但し、式中、R〜R11は、水素原子、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜6、特に1〜4のアルキル基を示し、A≧1かつB≧0の条件を満足するものか、またはA≧0かつB≧1の条件を満足するものであり、好ましくはR〜R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基である。 However, in formula, R < 9 > -R < 11 > is a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl. Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms such as a group, and satisfies the conditions of A ≧ 1 and B ≧ 0, or satisfies the conditions of A ≧ 0 and B ≧ 1 R 9 to R 11 are preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group, or a t-butyl group.

上記一般式(4)において、例えば、X=9、Y=0、R=R=CHである(M−1)が好ましく用いられる。 In the general formula (4), for example, (M-1) in which X = 9, Y = 0, R 6 = R 8 = CH 3 is preferably used.

一方、上記一般式(5)において、例えばA=2または9、B=0、R=R11=CHである(M−2)が好ましく用いられる。 On the other hand, in the general formula (5), for example, (M-2) in which A = 2 or 9, B = 0, and R 9 = R 11 = CH 3 is preferably used.

また、トリエステル化合物としては、トリメチロールプロパントリメタクリレートが好適である。   As the triester compound, trimethylolpropane trimethacrylate is suitable.

上記重合性化合物は、上記イオン液体との混合物中で活性光線照射または熱で重合し、硬化することによりリチウムイオン電導性硬化被膜を形成することができる。   The polymerizable compound is polymerized by irradiation with actinic rays or heat in a mixture with the ionic liquid and cured to form a lithium ion conductive cured film.

本発明においては、取り扱い性や生産性の点から活性光線照射により重合し、硬化する方が好ましい。   In the present invention, it is preferable to polymerize and cure by irradiation with actinic rays from the viewpoint of handleability and productivity.

また、硬化を促進するために活性光線照射後、加熱することも好ましい。   Moreover, it is also preferable to heat after actinic ray irradiation in order to accelerate hardening.

活性光線は通常、光、紫外線、電子線、X線等により行われるが、中でも紫外線が好ましく、紫外線照射に際しては、光源として、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ等が用いられる。照射量は特に限定はないが、好ましくは100mJ/cm〜1000mJ/cm、更に好ましくは200mJ/cm〜700mJ/cmである。 The actinic rays are usually carried out by light, ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc. Among them, ultraviolet rays are preferable. A chemical lamp or the like is used. Although the dose is not particularly limited, but is preferably 100mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 , more preferably from 200mJ / cm 2 ~700mJ / cm 2 .

これらの活性光線照射により重合し、硬化させる場合は、光重合開始剤を電解質組成物の重合性成分100質量部に対して、0.3質量部以上、好ましくは0.5〜5質量部を含有させる。   When polymerizing and curing by irradiation with these actinic rays, the photopolymerization initiator is 0.3 parts by mass or more, preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component of the electrolyte composition. Contain.

該光重合開始剤としては、特に限定されず、公知の光重合開始剤を用いることができるが、例えば、ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジブチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、ベンジルジフェニルジスルフィド、ベンジルジメチルケタール、ジベンジル、ジアセチル、アントラキノン、ナフトキノン、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ジクロロアセトフェノン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジクロロ−4−フェノキシアセトフェノン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ジベンゾスパロン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパノン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、トリブロモフェニルスルホン、トリブロモメチルフェニルスルホン、メチルベンゾイルホルメート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルメタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、更には2,4,6−[トリス(トリクロロメチル)]−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロロメチル)]−6−(4′−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロロメチル)]−6−(4′−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロロメチル)]−6−(ピペロニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロロメチル)]−6−(4′−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン等のトリアジン誘導体、アクリジン及び9−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(o−フルオロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(o−メトキシフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(p−メトキシフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,4,2′,4′−ビス[ビ(p−メトキシフェニル)]−5,5′−ジフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5,4′,5′−ジフェニル−1,1′−ビイミダゾール、2,2′−ビス(p−メチルチオフェニル)−4,5,4′,5′−ジフェニル−1,1′−ビイミダゾール、ビス(2,4,5−トリフェニル)−1,1′−ビイミダゾール等や特公昭45−37377号公報に開示される1,2′−、1,4′−、2,4′−で共有結合している互変異性体等のヘキサアリールビイミダゾール誘導体、トリフェニルフォスフィン、そのほかにも2−ベンゾイル−2−ジメチルアミノ−1−[4−モルフォリノフェニル]−ブタン等が挙げられ、特に取り扱いの面で2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルメタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンなどが特に好適である。   The photopolymerization initiator is not particularly limited, and a known photopolymerization initiator can be used, and examples thereof include benzophenone, P, P′-bis (dimethylamino) benzophenone, P, P′-bis (diethylamino). ) Benzophenone, P, P'-bis (dibutylamino) benzophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin phenyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid methyl Benzyl diphenyl disulfide, benzyl dimethyl ketal, dibenzyl, diacetyl, anthraquinone, naphthoquinone, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, dichloroacetophenone, 2 Chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dichloro-4-phenoxyacetophenone, phenylglyoxylate, α-hydroxyisobutylphenone, dibenzoparone, 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl-1-propanone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, tribromophenylsulfone, tribromomethylphenylsulfone Methylbenzoylformate, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylmethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, and Are 2, 4, 6- [tris (trichloromethyl)]-1,3,5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6- (4'-methoxyphenyl) -1,3,5-triazine, 2, 4- [bis (trichloromethyl)]-6- (4'-methoxynaphthyl) -1,3,5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6- (piperonyl) -1,3 5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6- (4'-methoxystyryl) -1,3,5-triazine and other triazine derivatives, acridine and 9-phenylacridine and other acridine derivatives, , 2'-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4' , 5'-Tetra Phenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (o-fluorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (O-methoxyphenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (p-methoxyphenyl) -4,5,4', 5 ' -Tetraphenyl-1,1'-biimidazole, 2,4,2 ', 4'-bis [bi (p-methoxyphenyl)]-5,5'-diphenyl-1,1'-biimidazole, 2, 2'-bis (2,4-dimethoxyphenyl) -4,5,4 ', 5'-diphenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (p-methylthiophenyl) -4,5 4 ', 5'-diphenyl-1,1'-biimidazole, bis (2,4,5 Triphenyl) -1,1′-biimidazole and the like, and tautomerism covalently bonded at 1,2′-, 1,4′-, 2,4′-disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 45-37377 Hexaarylbiimidazole derivatives, triphenylphosphine, 2-benzoyl-2-dimethylamino-1- [4-morpholinophenyl] -butane, and the like, especially in terms of handling. Particularly preferred are 2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylmethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, and the like.

また、熱により重合し、硬化させる場合は、熱重合開始剤を電解質組成物の重合性成分100質量部に対して、0.1質量部〜5質量部、特には0.3質量部〜1質量部含有させることが好ましい。   Moreover, when making it superpose | polymerize and harden | cure with a heat | fever, 0.1 mass part-5 mass parts with respect to 100 mass parts of polymeric components of an electrolyte composition, especially 0.3 mass part-1 are used. It is preferable to contain a mass part.

該熱重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、エチルメチルケトンペルオキシド、ビス−(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等が挙げられる。又、光及び熱を併用して重合し、硬化させる場合は、上記の光重合開始剤と上記熱重合開始剤を併用することが好ましい。   The thermal polymerization initiator is not particularly limited. For example, AIBN (azobisisobutyronitrile), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, ethyl methyl ketone peroxide, bis- (4-t-butylcyclohexyl) peroxy Examples include peroxydicarbonates such as dicarbonate and diisopropyl peroxydicarbonate. Moreover, when it superposes | polymerizes and hardens using light and a heat together, it is preferable to use said photoinitiator and said thermal polymerization initiator together.

《溶媒(溶剤ともいう)》
本発明では、上記の電解質組成物の構成要素とともに、最大で50質量%まで溶媒を使用することができる。しかし、保存安定性の観点からは、溶媒を用いないほうがより好ましい。
<< Solvent (also called solvent) >>
In the present invention, up to 50% by mass of the solvent can be used together with the constituent elements of the electrolyte composition. However, from the viewpoint of storage stability, it is more preferable not to use a solvent.

本発明の電解質組成物の調製に使用する溶媒は、粘度が低くイオン易動度を向上したり、または誘電率が高く有効キャリア濃度を向上したりして、優れたイオン伝導性を発現できる化合物であることが望ましい。   The solvent used for the preparation of the electrolyte composition of the present invention is a compound that has a low viscosity and improved ion mobility, or has a high dielectric constant and improved effective carrier concentration, and can exhibit excellent ion conductivity. It is desirable that

このような溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、3−メチル−2−オキサゾリジノン等の複素環化合物、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどの鎖状エーテル類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、カルボン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等のエステル類、ジメチルスルフォキシド、スルフォランなど非プロトン極性物質などが挙げられる。   Examples of such solvents include carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, ether compounds such as dioxane and diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, and polyethylene. Chain ethers such as glycol dialkyl ether and polypropylene glycol dialkyl ether, nitrile compounds such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, and benzonitrile, esters such as carboxylic acid ester, phosphoric acid ester and phosphonic acid ester And aprotic polar substances such as dimethyl sulfoxide and sulfolane.

この中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、3−メチル−2−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、エステル類が特に好ましい。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Among these, carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, nitrile compounds such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, and benzonitrile, and esters are particularly preferred. preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

溶媒としては、耐揮発性による耐久性向上の観点から、常圧(1気圧)における沸点が200℃以上のものが好ましく、250℃以上のものがより好ましく、270℃以上のものが更に好ましい。   The solvent preferably has a boiling point of 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher, more preferably 270 ° C. or higher, from the viewpoint of improving durability due to volatility.

《その他添加剤》
本発明の電解質組成物には、ポリマー、オイルゲル化剤等を添加させて使用することもできる。ポリマーを添加させる場合は、“Polymer Electrolyte Reviews−1及び2”(J.R.MacCallumとC.A.Vincentの共編、ELSEVIER APPLIED SCIENCE)に記載された化合物を使用することができるが、特にポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンが好ましく使用することができる。
《Other additives》
The electrolyte composition of the present invention may be used after adding a polymer, an oil gelling agent or the like. In the case of adding a polymer, compounds described in “Polymer Electrolyte Reviews-1 and 2” (J.R. MacCallum and CA Vincent co-edit, ELSEVIER APPLIED SCIENCE) can be used. Acrylonitrile and polyvinylidene fluoride can be preferably used.

オイルゲル化剤を添加させる場合はJ.ChemSoc.Japan,Ind.Chem.Sec.,46,779(1943),J.Am.Chem.Soc.,111,5542(1989),J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1993,390,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,35,1949(1996),Chem.Lett.,1996,885,J.Chm.Soc.,Chem.Commun.,1997,545に記載されている化合物を使用することができるが、好ましい化合物は分子構造中にアミド構造を有する化合物である。   When adding an oil gelling agent, it is recommended that ChemSoc. Japan, Ind. Chem. Sec. 46, 779 (1943), J. Am. Am. Chem. Soc. 111, 5542 (1989), J. Am. Chem. Soc. , Chem. Commun. 1993, 390, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 35, 1949 (1996), Chem. Lett. 1996, 885, J. et al. Chm. Soc. , Chem. Commun. , 1997, 545 can be used, but preferred compounds are those having an amide structure in the molecular structure.

《二次電池》
本発明の二次電池について説明する。
<Secondary battery>
The secondary battery of the present invention will be described.

《正極活物質》
正極活物質としては、無機系活物質、有機系活物質、これらの複合体が例示できるが、無機系活物質あるいは無機系活物質と有機系活物質の複合体が、特にエネルギー密度が大きくなる点から好ましい。
《Positive electrode active material》
Examples of the positive electrode active material include an inorganic active material, an organic active material, and a composite thereof. However, the energy density of an inorganic active material or a composite of an inorganic active material and an organic active material is particularly large. It is preferable from the point.

無機系活物質として、例えば、Li0.3MnO、LiMn12、V、LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFePOLiCo1/3Ni1/3Mn1/3、Li1.2(Fe0.5Mn0.50.8、Li1.2(Fe0.4Mn0.4Ti0.20.8、Li1+x(Ni0.5Mn0.51−x、LiNi0.5Mn1.5、LiMnO、Li0.76Mn0.51Ti0.49、LiNi0.8Co0.15Al0.05、Fe、等の金属酸化物、LiFePO、LiCoPO、LiMnPO、LiMPOF(M=Fe,Mn)、LiMn0.875Fe0.125PO、LiFeSiO、Li2−xMSi1−x(M=Fe,Mn)、LiMBO(M=Fe,Mn)などのりん酸、ケイ酸、ほう酸系が挙げられる。なお、これらの化学式中、xは0〜1の範囲であることが好ましい。 As the inorganic active material, for example, Li 0.3 MnO 2 , Li 4 Mn 5 O 12 , V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFePO 4 LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1 / 3 O 2 , Li 1.2 (Fe 0.5 Mn 0.5 ) 0.8 O 2 , Li 1.2 (Fe 0.4 Mn 0.4 Ti 0.2 ) 0.8 O 2 , Li 1 + x (Ni 0.5 Mn 0.5 ) 1-x O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , Li 2 MnO 3 , Li 0.76 Mn 0.5 1Ti 0.49 O 2 , LiNi 0 .8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , Fe 2 O 3 , and other metal oxides, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 , Li 2 MPO 4 F (M = Fe, Mn), LiMn 0.875 Fe 0. 25 PO 4, Li 2 FeSiO 4 , Li 2-x MSi 1-x P x O 4 (M = Fe, Mn), LiMBO 3 (M = Fe, Mn) phosphoric acids such as silicic acid, like boric acid system It is done. In these chemical formulas, x is preferably in the range of 0-1.

更に、FeF、LiFeF、LiTiFなどのフッ素系、LiFeS、TiS、MoS、FeS等の金属硫化物、これらの化合物とリチウムの複合酸化物が挙げられる。有機系活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、等の導電性高分子、有機ジスルフィド化合物、有機イオウ化合物DMcT(2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール)、ベンゾキノン化合物PDBM(ポリ2,5−ジヒドロキシ−1,4−ベンゾキノン−3,6−メチレン)、カーボンジスルフィド、活性硫黄等の硫黄系正極材料、有機ラジカル化合物等が用いられる。 Further, fluorine-based compounds such as FeF 3 , Li 3 FeF 6 , and Li 2 TiF 6 , metal sulfides such as Li 2 FeS 2 , TiS 2 , MoS 2 , and FeS, and composite oxides of these compounds and lithium can be given. Examples of organic active materials include conductive polymers such as polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyparaphenylene, organic disulfide compounds, and organic sulfur compounds DMcT (2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole). ), Benzoquinone compounds PDBM (poly 2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone-3,6-methylene), carbon disulfides, sulfur-based positive electrode materials such as active sulfur, organic radical compounds, and the like.

また、正極活物質の表面には、無機酸化物が被覆されていることが電池の寿命を延ばす点で好ましい。無機酸化物を被覆するに当たっては、正極活物質の表面にコーティングする方法が好ましく、コーティングする方法としては、例えばハイブリタイザーなどの表面改質装置を用いてコーティングする方法などが挙げられる。   Moreover, it is preferable that the surface of the positive electrode active material is coated with an inorganic oxide from the viewpoint of extending the life of the battery. In coating the inorganic oxide, a method of coating the surface of the positive electrode active material is preferable, and examples of the coating method include a method of coating using a surface modifying apparatus such as a hybridizer.

かかる無機酸化物としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸鉛、γ−LiAlO、LiTiO等の構成に用いられる周期表第2族〜第14族元素の酸化物が挙げられるが、特に好ましいのは、酸化ケイ素である。 Examples of the inorganic oxide include a periodic table used for the constitution of magnesium oxide, silicon oxide, alumina, zirconia, titanium oxide, barium titanate, calcium titanate, lead titanate, γ-LiAlO 2 , LiTiO 3 and the like. Although oxides of Group 2 to Group 14 elements are mentioned, silicon oxide is particularly preferable.

《負極活物質》
負極については、特に制限は無く、集電体に負極活物質を密着させたものが利用できる。黒鉛系やスズ合金系などの粉末を、スチレンブタジエンゴムやポリフッ化ビニリデンなどの結着材とともにペースト状として、集電体上に塗布して、乾燥後、プレス成形して作製したものが利用できる。
<Negative electrode active material>
There is no restriction | limiting in particular about a negative electrode, What adhered the negative electrode active material to the electrical power collector can be utilized. Powders such as graphite and tin alloys can be applied as pastes together with binders such as styrene butadiene rubber and polyvinylidene fluoride on the current collector, dried, and press-molded. .

物理蒸着(スパッタリング法や真空蒸着法など)によって3〜5ミクロンのシリコン系薄膜を、集電体上に直接形成したシリコン系薄膜負極なども利用できる。リチウム金属負極の場合は、銅箔上に10μm〜30μmのリチウム箔を付着させたものが好適である。   A silicon-based thin film negative electrode in which a 3-5 micron silicon-based thin film is directly formed on a current collector by physical vapor deposition (such as sputtering or vacuum deposition) can also be used. In the case of a lithium metal negative electrode, it is preferable that a lithium foil of 10 μm to 30 μm is attached on a copper foil.

高容量化の観点からは、シリコン系薄膜負極やリチウム金属負極からなるものであることが好ましい。   From the viewpoint of increasing the capacity, it is preferable to be composed of a silicon-based thin film negative electrode or a lithium metal negative electrode.

《電極合剤》
本発明に用いる電極合剤としては、導電剤、結着剤やフィラーなどの他に、リチウム塩、非プロトン性有機溶媒等が添加されたものが挙げられる。
<Electrode mixture>
Examples of the electrode mixture used in the present invention include those to which a lithium salt, an aprotic organic solvent, or the like is added in addition to a conductive agent, a binder, a filler, and the like.

前記導電剤は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば何を用いてもよい。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−148554号公報に記載)等)、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体(特開昭59−20971号公報に記載)などの導電性材料を1種またはこれらの混合物として含ませることができる。   As the conductive agent, any material may be used as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the constituted secondary battery. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber or metal powder (copper, nickel, aluminum, silver (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63)) 148554), etc.), conductive fibers such as metal fibers or polyphenylene derivatives (described in JP-A-59-20971), or a mixture thereof.

中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。前記導電剤の添加量としては、1質量%〜50質量%が好ましく、2質量%〜30質量%がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、2質量%〜15質量%が特に好ましい。   Among them, the combined use of graphite and acetylene black is particularly preferable. As addition amount of the said electrically conductive agent, 1 mass%-50 mass% are preferable, and 2 mass%-30 mass% are more preferable. In the case of carbon or graphite, 2% by mass to 15% by mass is particularly preferable.

本発明では電極合剤を保持するための結着剤を用いる。このような結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、その中でも、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョンが好ましく、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、より好ましい。   In the present invention, a binder for holding the electrode mixture is used. Examples of such a binder include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Among them, for example, starch, carboxymethylcellulose, cellulose, diacetylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, Water-soluble polymers such as sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer , Polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinyl Redene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. ) (Meth) acrylic ester copolymer containing acrylic ester, (meth) acrylic ester-acrylonitrile copolymer, polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene-butadiene copolymer , Acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluororubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate DOO polyurethane resins, polyester resins, phenolic resins, emulsion (latex) or a suspension such as an epoxy resin is preferable, a latex of polyacrylate, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride is more preferable.

前記結着剤は、一種単独または二種以上を混合して用いることができる。結着剤の添加量が少ないと、電極合剤の保持力・凝集力が弱くなる。多すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は1質量%〜30質量%が好ましく、更に好ましくは2質量%〜10質量%である。   The said binder can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. When the amount of the binder added is small, the holding power and cohesive force of the electrode mixture are weakened. If the amount is too large, the electrode volume increases and the capacity per electrode unit volume or unit mass decreases. For this reason, the addition amount of the binder is preferably 1% by mass to 30% by mass, and more preferably 2% by mass to 10% by mass.

前記フィラーは、本発明の二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、0〜30質量%が好ましい。   As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the secondary battery of the present invention can be used. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, fibers such as glass and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 mass% is preferable.

《セパレーター》
本発明の二次電池には、セパレーターを併用して使用することも可能である。安全性確保のため併用されるセパレーターは、80℃以上で隙間を閉塞して抵抗を挙げ、電流を遮断する機能を持つことが必要であり、閉塞温度が90℃以上、180℃以下であることが好ましい。
"separator"
The secondary battery of the present invention can be used in combination with a separator. The separator used in combination for ensuring safety must have a function of blocking the current by closing the gap at 80 ° C or higher, and blocking the current, and the closing temperature is 90 ° C or higher and 180 ° C or lower. Is preferred.

前記セパレーターの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは0.05μm〜30μmであり、0.1μm〜20μmが好ましい。   The shape of the holes of the separator is usually circular or elliptical, and the size is 0.05 μm to 30 μm, preferably 0.1 μm to 20 μm.

更に延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、20%〜90%の範囲が好ましく、更に好ましくは35%〜80%の範囲である。   Furthermore, it may be a rod-like or irregular-shaped hole as in the case of making by a stretching method or a phase separation method. The ratio of these gaps, that is, the porosity, is preferably in the range of 20% to 90%, and more preferably in the range of 35% to 80%.

前記セパレーターは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、2種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた2種以上の微多孔フィルムを積層したものが好ましい。   The separator may be a single material such as polyethylene or polypropylene, or two or more composite materials. What laminated | stacked 2 or more types of microporous film which changed the hole diameter, the porosity, the obstruction | occlusion temperature of a hole, etc. is preferable.

《集電体》
正・負極の集電体としては、本発明の二次電池において化学変化を起こさない電子伝導体が用いられる。正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの他にアルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましい。
<Current collector>
As the positive / negative current collector, an electron conductor that does not cause a chemical change in the secondary battery of the present invention is used. As the current collector of the positive electrode, in addition to aluminum, stainless steel, nickel, titanium, etc., the surface of aluminum or stainless steel is preferably treated with carbon, nickel, titanium, or silver. Among them, aluminum and aluminum alloys are preferable. More preferred.

負極の集電体としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンが好ましく、銅あるいは銅合金がより好ましい。   As the negative electrode current collector, copper, stainless steel, nickel, and titanium are preferable, and copper or a copper alloy is more preferable.

前記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。前記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、1μm〜500μmが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。   As the shape of the current collector, a film sheet is usually used, but a porous body, a foam, a molded body of a fiber group, and the like can also be used. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 500 μm. Moreover, it is also preferable that the current collector surface is roughened by surface treatment.

《二次電池の作製》
ここでは、本発明の二次電池の作製について説明する。本発明の二次電池の形状としては、シート、角、シリンダーなどいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に、塗布(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。
<Production of secondary battery>
Here, production of the secondary battery of the present invention will be described. The shape of the secondary battery of the present invention can be applied to any shape such as a sheet, a corner, and a cylinder. A positive electrode active material or a mixture of negative electrode active materials is mainly used after being applied (coated), dried and compressed on a current collector.

前記合剤の塗布方法としては、例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法及びスクイーズ法等が好適に挙げられる。   Preferable examples of the method for applying the mixture include a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method.

中でも、ブレード法、ナイフ法及びエクストルージョン法が好ましい。また、塗布は、0.1m/分〜100m/分の速度で実施されることが好ましい。   Of these, blade method, knife method and extrusion method are preferable. Moreover, it is preferable that application | coating is implemented at the speed | rate of 0.1 m / min-100 m / min.

この際、合剤の溶液物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選定することにより、良好な塗布層の表面状態を得ることができる。塗布は、片面ずつ逐時でも、両面同時に行ってもよい。   Under the present circumstances, the surface state of a favorable coating layer can be obtained by selecting the said application | coating method according to the solution physical property and dryness of a mixture. Application may be performed one side at a time or both sides simultaneously.

更に、前記塗布は、連続でも間欠でもストライプでもよい。その塗布層の厚み、長さ及び巾は、電池の形状や大きさにより決められるが、片面の塗布層の厚みは、ドライ後の圧縮された状態で、1μm〜2000μmが好ましい。   Furthermore, the application may be continuous, intermittent or striped. The thickness, length and width of the coating layer are determined by the shape and size of the battery, but the thickness of the coating layer on one side is preferably 1 μm to 2000 μm in a compressed state after drying.

本発明の二次電池の一態様である、電極シート塗布物の乾燥及び脱水方法としては、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電子線及び低湿風を、単独あるいは組み合わせた方法を用いることできる。   As a method for drying and dehydrating the electrode sheet coating, which is an embodiment of the secondary battery of the present invention, a method in which hot air, vacuum, infrared rays, far infrared rays, electron beams and low-humidity air are used alone or in combination can be used.

乾燥温度は80℃〜350℃の範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは100℃〜250℃の範囲である。   The drying temperature is preferably adjusted in the range of 80 ° C to 350 ° C, more preferably in the range of 100 ° C to 250 ° C.

含水量としては、電池全体で2000ppm以下が好ましく、正極合剤、負極合剤や電解質組成物では、それぞれ500ppm以下にすることが好ましい。   The water content is preferably 2000 ppm or less for the entire battery, and preferably 500 ppm or less for each of the positive electrode mixture, the negative electrode mixture and the electrolyte composition.

シートのプレス法は、一般に採用されている方法を用いることができるが、特にカレンダープレス法が好ましい。プレス圧は特に限定されないが、0.2t/cm〜3t/cmが好ましい。 As a sheet pressing method, a generally adopted method can be used, but a calendar pressing method is particularly preferable. Although the pressing pressure is not particularly limited, 0.2t / cm 2 ~3t / cm 2 is preferred.

前記カレンダープレス法のプレス速度としては、0.1m/分〜50m/分が好ましく、プレス温度は室温〜200℃が好ましい。   The pressing speed of the calendar press method is preferably 0.1 m / min to 50 m / min, and the pressing temperature is preferably room temperature to 200 ° C.

正極シートに対する負極シート幅の比としては、0.9〜1.1が好ましく、0.95〜1.0が特に好ましい。正極活物質と負極活物質との含有量比は、化合物種類や合剤処方により異なる。   The ratio of the negative electrode sheet width to the positive electrode sheet is preferably 0.9 to 1.1, particularly preferably 0.95 to 1.0. The content ratio of the positive electrode active material and the negative electrode active material varies depending on the compound type and the mixture formulation.

本発明の二次電池の形態は、特に限定されないが、コイン、シート、円筒等、種々の電池セルに封入することが出来る。   Although the form of the secondary battery of the present invention is not particularly limited, it can be enclosed in various battery cells such as coins, sheets, and cylinders.

本発明の二次電池の用途は、特に限定されないが、例えば、電子機器としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。   The use of the secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, as an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, a mobile phone Fax, portable copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini-disc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, memory card Etc. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders). Furthermore, it can be used for various military use and space use. Moreover, it can also combine with a solar cell.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、実施例に用いられる化合物の構造を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these. Moreover, the structure of the compound used for an Example is shown below.

尚、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless there is particular notice, it represents "mass part" or "mass%".

Figure 2011124121
Figure 2011124121

実施例1
以下に記載のように、本発明に係る無機微粒子として、無機微粒子1及び2、無機微粒子の好ましい態様であるメソポーラスシリカ粒子であるMP−1〜MP−4を調製し、次いで、電解質組成物を調製した。
Example 1
As described below, as the inorganic fine particles according to the present invention, inorganic fine particles 1 and 2 and MP-1 to MP-4 which are mesoporous silica particles which are preferred embodiments of the inorganic fine particles are prepared, and then an electrolyte composition is prepared. Prepared.

(1)無機微粒子1及び無機微粒子2の作製:(Mg−Si粒子の作製)
ホソカワミクロン(株)製のナノクリエータを用い、原料気体流としてポリジメチルシロキサンとマグネシウム化合物をMgOが表1記載の質量比になるように調製した溶液と、酸素ガスとを高温雰囲気の反応空間に流入して反応させることにより、白色微粉末状の無機微粒子1、2を形成した。得られた粒子のTEM観察による粒径測定結果、及びIR測定によるシリカ由来の吸収ピークの有無、粒子断面のTEM/EDXによる組成分析結果、XRD測定による結晶構造解析結果を表4に示す。得られた粒子を表4に示す。この結果、無機微粒子1は、非晶質シリカ中に珪酸マグネシウム結晶が均一に分散した粒子であった。無機微粒子2は、非晶質シリカの存在が確認できず、酸化マグネシウム結晶と珪酸マグネシウム結晶が均一に混合した粒子であった。
(1) Preparation of inorganic fine particles 1 and inorganic fine particles 2: (Preparation of Mg-Si particles)
Using a nano creator manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., a raw material gas stream containing polydimethylsiloxane and a magnesium compound prepared so that MgO has a mass ratio shown in Table 1 and oxygen gas flow into the reaction space in a high-temperature atmosphere. In this way, white fine powdery inorganic fine particles 1 and 2 were formed. Table 4 shows the particle size measurement result by TEM observation of the obtained particles, the presence or absence of an absorption peak derived from silica by IR measurement, the composition analysis result by TEM / EDX of the particle cross section, and the crystal structure analysis result by XRD measurement. Table 4 shows the obtained particles. As a result, the inorganic fine particles 1 were particles in which magnesium silicate crystals were uniformly dispersed in amorphous silica. The inorganic fine particles 2 were particles in which the presence of amorphous silica could not be confirmed, and magnesium oxide crystals and magnesium silicate crystals were uniformly mixed.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

(2)メソポーラスシリカ粒子(MP粒子)の作製(無機微粒子の好ましい態様)
(メソポーラス粒子MP−1の作製)
(臭化セチルトリメチルアンモニウム3.645gを純水100mlに溶解し、その中に1N塩酸4.41mlを入れた。
(2) Production of mesoporous silica particles (MP particles) (preferred embodiment of inorganic fine particles)
(Preparation of mesoporous particles MP-1)
(3.645 g of cetyltrimethylammonium bromide was dissolved in 100 ml of pure water, and 4.41 ml of 1N hydrochloric acid was put therein.

次いで、この溶液を室温で撹拌している中に、テトラエトキシシラン(TEOS)11gを純水44mlに溶解した溶液を5分で添加した。   Next, while this solution was stirred at room temperature, a solution obtained by dissolving 11 g of tetraethoxysilane (TEOS) in 44 ml of pure water was added in 5 minutes.

その後、高圧水銀灯ランプ(100W)を約2.5×1016/秒/cmの光量で照射下に、撹拌を24時間行った。 Then, stirring was performed for 24 hours under irradiation with a high-pressure mercury lamp lamp (100 W) with a light amount of about 2.5 × 10 16 / sec / cm 2 .

得られた沈殿を濾過した後、イオン交換水で十分に洗浄し、減圧下に100℃で12時間乾燥して、3.2gの複合体を得た。   The resulting precipitate was filtered, washed thoroughly with ion-exchanged water, and dried under reduced pressure at 100 ° C. for 12 hours to obtain 3.2 g of a complex.

得られた複合体を空気中で500℃にて8時間焼成した後、200℃にしてヘキサメチルジシラザンを0.5g添加して2時間表面処理を行い、メソ細孔を有するメソポーラス無機微粒子MP−1を2gを得た。   The resulting composite was baked in air at 500 ° C. for 8 hours, then 200 ° C., 0.5 g of hexamethyldisilazane was added and surface treatment was performed for 2 hours, and mesoporous inorganic fine particles MP having mesopores -1 was obtained 2g.

メソポーラス無機微粒子1の細孔径は4nmであり、比表面積は800m/g、平均粒径は7μmであった。 The mesoporous inorganic fine particles 1 had a pore diameter of 4 nm, a specific surface area of 800 m 2 / g, and an average particle diameter of 7 μm.

尚、細孔径及び比表面積は、BELSORP−miniII(日本ベル(株)製の自動比表面積/細孔分布測定装置)を用いて測定した。   The pore diameter and specific surface area were measured using BELSORP-mini II (automatic specific surface area / pore distribution measuring device manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).

平均粒径は、走査型電子顕微鏡により200個以上の粒子を測定し、各粒子の球換算粒径の平均値を求めることにより得た。   The average particle size was obtained by measuring 200 or more particles with a scanning electron microscope and determining the average value of the sphere equivalent particle size of each particle.

(メソポーラスシリカ粒子MP−2〜MP−4の作製)
メソポーラス粒子MP−1の作製と同様にして、臭化セチルトリメチルアンモニウムの量とTEOSの量を変化して、細孔径、比表面積、平均粒径が異なるメソポーラス無機微粒子MP−2〜MP−4を作製した。
(Preparation of mesoporous silica particles MP-2 to MP-4)
In the same manner as the production of the mesoporous particles MP-1, mesoporous inorganic fine particles MP-2 to MP-4 having different pore diameters, specific surface areas, and average particle diameters are obtained by changing the amount of cetyltrimethylammonium bromide and the amount of TEOS. Produced.

上記により得られたMP−1〜MP−4の細孔径、比表面積、平均粒径を表5に示す。   Table 5 shows the pore sizes, specific surface areas, and average particle sizes of MP-1 to MP-4 obtained as described above.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

(3)電解質組成物の調製
(i)電解質組成物1の調製
3.2gのイオン液体IL−27、電解質塩として0.29gのLiN(SOCFをドライボックス中で混練して電解質組成物1を調製した。
(3) Preparation of electrolyte composition (i) Preparation of electrolyte composition 1 3.2 g of ionic liquid IL-27 and 0.29 g of LiN (SO 2 CF 3 ) 2 as an electrolyte salt were kneaded in a dry box. Electrolyte composition 1 was prepared.

(ii)電解質組成物2〜22の調製
電解質組成物1の調製において、表6に記載のイオン液体を各々用い、更に、表6に記載の無機微粒子を各々0.96g用いた以外は同様にして電解質組成物2〜22を調製した。
(Ii) Preparation of electrolyte compositions 2 to 22 In the preparation of electrolyte composition 1, the ionic liquids shown in Table 6 were used, respectively, and 0.96 g of inorganic fine particles shown in Table 6 were used. Thus, electrolyte compositions 2 to 22 were prepared.

(iii)電解質組成物23〜28の調製
表6に記載のイオン液体3.2g、電解質塩として0.29gのLiN(SOCF、表6に記載の無機微粒子0.96g、モノマー0.16g及び重合開始剤AIBN(アゾビスイソブチルニトリル)4.8mgをドライボックス中で混練し、更に80℃、3時間加熱して、電解質組成物23〜28を各々調製した。
(Iii) Preparation of electrolyte compositions 23 to 28 3.2 g of ionic liquid described in Table 6, 0.29 g of LiN (SO 2 CF 3 ) 2 as an electrolyte salt, 0.96 g of inorganic fine particles described in Table 6, monomer 0.16 g and 4.8 mg of polymerization initiator AIBN (azobisisobutylnitrile) were kneaded in a dry box, and further heated at 80 ° C. for 3 hours to prepare electrolyte compositions 23 to 28, respectively.

(iv)電解質組成物29〜34
表6に記載のイオン液体3.2g、電解質塩として0.29gのLiN(SOCF、表6に記載の無機微粒子0.96g、モノマー0.16g及び重合開始剤イルガキュア184(チバ・ジャパン製)4.8mgをドライボックス中で混練後、高圧水銀灯にて照射量500mJ/cmで照射して、電解質組成物29〜34を各々調製した。
(Iv) Electrolyte compositions 29-34
3.2 g of ionic liquid described in Table 6, 0.29 g of LiN (SO 2 CF 3 ) 2 as an electrolyte salt, 0.96 g of inorganic fine particles described in Table 6, 0.16 g of monomer, and polymerization initiator Irgacure 184 (Ciba (Made in Japan) 4.8 mg was kneaded in a dry box and irradiated with a high-pressure mercury lamp at an irradiation amount of 500 mJ / cm 2 to prepare electrolyte compositions 29 to 34, respectively.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

(4)電解質組成物の評価
上記で得られた電解質組成物1〜34の各々について、以下のように性状とイオン伝導度を評価した。
(4) Evaluation of electrolyte composition About each of the electrolyte compositions 1-34 obtained above, the property and ionic conductivity were evaluated as follows.

(a)電解質組成物の性状の評価
電解質組成物1〜34の25℃における性状、及び80℃における性状を各々表7に示す。
(A) Evaluation of properties of electrolyte composition Table 7 shows properties of the electrolyte compositions 1 to 34 at 25 ° C and properties at 80 ° C.

(b)イオン伝導度の測定
電解質組成物1〜34の各々について、ドライボックス中で2枚の白金電極で挟み、複素インピーダンス測定法によりイオン伝導度を測定した。
(B) Measurement of ion conductivity Each of the electrolyte compositions 1 to 34 was sandwiched between two platinum electrodes in a dry box, and the ion conductivity was measured by a complex impedance measurement method.

得られた結果を表7に示す。   The results obtained are shown in Table 7.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

表7から、比較の電解質組成物1〜3に比べて、本発明の電解質組成物4〜34は、各々、25℃ではゲル状(固化)して固体電解質として形状を保持可能であり、80℃では、電極等に塗布可能な液状の組成物という性状を示しながら、且つ、比較に比べて、高いイオン伝導度を示すことが分かった。   From Table 7, compared with the comparative electrolyte compositions 1-3, the electrolyte compositions 4-34 of this invention can each be gelled (solidified) at 25 degreeC, and can hold | maintain a shape as a solid electrolyte, 80 It was found that at ℃, while exhibiting the properties of a liquid composition that can be applied to an electrode or the like, the ion conductivity was higher than that of the comparison.

実施例2
《二次電池D−1(シート型二次電池ともいう)の作製》
以下に記載のように、まず、正極シートを作製し、次いで、得られた正極シートを用いて、シート型二次電池D−1を作製した。
Example 2
<< Production of Secondary Battery D-1 (also called Sheet Type Secondary Battery) >>
As described below, first, a positive electrode sheet was produced, and then a sheet type secondary battery D-1 was produced using the obtained positive electrode sheet.

(正極シートの作製)
正極活物質として、LiCoOを43質量部、鱗片状黒鉛2質量部、アセチレンブラック2質量部、更に結着剤としてポリアクリロニトリル3質量部を加え、アクリロニトリル100質量部を媒体として混練してスラリーを得た。
(Preparation of positive electrode sheet)
As a positive electrode active material, 43 parts by mass of LiCoO 2 , 2 parts by mass of flaky graphite, 2 parts by mass of acetylene black, 3 parts by mass of polyacrylonitrile as a binder were added, and 100 parts by mass of acrylonitrile was kneaded as a medium to prepare a slurry. Obtained.

得られたスラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔にエクストルージョン式塗布機を使って塗設し、乾燥後カレンダープレス機により圧縮成形した後、端部にアルミニウム製のリード板を溶接し、厚さ95μm、幅54mm×長さ49mmの正極シートを作製、露点−40℃以下の乾燥空気中、230℃で30分脱水乾燥した。   The obtained slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm using an extrusion type coater, dried and compression-molded by a calendar press machine, and then an aluminum lead plate was welded to the end, and the thickness was 95 μm. A positive electrode sheet having a width of 54 mm and a length of 49 mm was prepared and dehydrated and dried at 230 ° C. for 30 minutes in dry air having a dew point of −40 ° C. or lower.

(シート電池の作製)
ドライボックス中で、幅54mm×長さ49mmの脱水乾燥済み正極シート、幅60mm×長さ60mmに裁断した厚さ30μmの東燃タピルス(株)性不織布TAPYRUS P22FW−OCSを重ね合わせ、電解質組成物1を不織布の上から正極に染み込ませた後、リード版を溶接した幅55mm×長さ50mmの負極シート(リチウム張り合わせ銅箔(リチウム膜厚30μm、銅箔の膜厚20μm))を積層し、減圧下で80℃に3時間加熱した。
(Production of sheet battery)
In a dry box, a positive electrode sheet having a width of 54 mm × a length of 49 mm and a 30 μm-thick non-woven TAPYRUS P22FW-OCS having a thickness of 60 μm cut to a width of 60 mm × a length of 60 mm are stacked to form an electrolyte composition 1 Of the negative electrode sheet (lithium-laminated copper foil (lithium film thickness 30 μm, copper foil film thickness 20 μm)) having a width of 55 mm and a length of 50 mm welded to the lead plate. The mixture was heated to 80 ° C. for 3 hours.

その後、ポリエチレン(50μm)−ポリエチレンテレフタレート(50μm)のラミネートフイルムよりなる外装材を使用し、4縁を真空下で熱融着して密閉し、二次電池(シート型電池)D−1を作製した。   Thereafter, an outer packaging material made of a laminate film of polyethylene (50 μm) -polyethylene terephthalate (50 μm) is used, and the four edges are heat-sealed under vacuum to be sealed, and a secondary battery (sheet type battery) D-1 is produced. did.

(二次電池D−2〜D−34の作製)
二次電池D−1の作製において、電解質組成物1の代わりに、表6に記載の電解質組成物2〜34を各々用い、更に、不織布を使用しない以外は同様にして二次電池D−2〜D−34を各々作製した。
(Production of secondary batteries D-2 to D-34)
In the production of the secondary battery D-1, the secondary battery D-2 was prepared in the same manner except that each of the electrolyte compositions 2 to 34 shown in Table 6 was used instead of the electrolyte composition 1 and no nonwoven fabric was used. -D-34 was produced respectively.

《二次電池の評価》
得られた二次電池D−1〜D−34の各々について、以下に示すように、相対容量、繰り返し特性の評価を行い、更に、電池の耐光性の評価を行った。
<Evaluation of secondary battery>
For each of the obtained secondary batteries D-1 to D-34, the relative capacity and the repetition characteristics were evaluated as shown below, and the light resistance of the battery was further evaluated.

《相対容量の評価》
得られた二次電池D−1〜D−34の各々について、計測器センター製の充放電測定装置を用いて、0.2mA/cmの電流で電圧2.6V〜4.2Vまで充電し、10分の休止後、0.2mA/cmの電流で電池電圧2.6Vまで放電した。
<< Relative capacity evaluation >>
About each of obtained secondary battery D-1 to D-34, it charged to voltage 2.6V-4.2V with the electric current of 0.2mA / cm < 2 > using the measuring device charge / discharge measuring apparatus. After 10 minutes of rest, the battery was discharged to 2.6 V with a current of 0.2 mA / cm 2 .

この充放電を10回繰り返し、10サイクル目における放電容量を求めた。   This charge / discharge was repeated 10 times, and the discharge capacity at the 10th cycle was determined.

これを同一処方の10個の電池について調べ、その平均をその電池の容量とした。   This was examined for 10 batteries of the same formulation, and the average was taken as the capacity of the battery.

このようにして各々の電池の容量を求め、電池D−2〜D−34の相対容量を、電池D−1の容量を1とした時の相対容量を求め、表8に示した。   Thus, the capacity | capacitance of each battery was calculated | required, the relative capacity | capacitance when the capacity | capacitance of the battery D-1 was set to 1 was calculated | required for the relative capacity | capacitance of the batteries D-2 to D-34, and it showed in Table 8.

《繰り返し特性の評価》
得られた二次電池D−1〜D−34の各々について、上記充放電測定装置を用いて、0.5mA/cmの電流で電圧2.6V〜4.2Vまで充電し、10分の休止後、0.5mA/cmの電流で電池電圧2.6Vまで放電した。
<Evaluation of repetitive characteristics>
About each of obtained secondary battery D-1 to D-34, it charged to voltage 2.6V-4.2V with the electric current of 0.5 mA / cm < 2 > using the said charging / discharging measuring apparatus, and 10 minutes After the rest, the battery was discharged at a current of 0.5 mA / cm 2 to a battery voltage of 2.6V.

この充放電を500サイクル繰り返し、500サイクル目の放電容量を求め、10サイクル目の放電容量に対する比を計算しサイクル容量として表8に示した。   This charge / discharge was repeated for 500 cycles, the discharge capacity at the 500th cycle was determined, the ratio to the discharge capacity at the 10th cycle was calculated, and the cycle capacity is shown in Table 8.

《電池の耐候性評価》
0.2mA/cmの電流で電圧2.6V〜4.2Vまで充電した二次電池D−1〜D−34の各々を特開2008−159741号公報の実施例1に記載の方法(有機EL素子番号104、且つ、上記作製したシート状の二次電池(D−1〜D−34の各々と同形、同面積)で作製したシート状の有機EL面発光体とを接続し、シート状照明装置を作製した。
《Battery weather resistance evaluation》
Each of the secondary batteries D-1 to D-34 charged to a voltage of 2.6 V to 4.2 V with a current of 0.2 mA / cm 2 was subjected to the method described in Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-159741 (organic An EL element number 104 and a sheet-like organic EL surface light emitter made of the above-prepared sheet-like secondary battery (same shape and area as each of D-1 to D-34) are connected to form a sheet. A lighting device was produced.

これらをA環境室(室温40℃、湿度50%)及びB環境室(室温−20℃、湿度20%)にて、24時間放置した後、電圧が低下し、初期の発光輝度の1/4に低下するまでの時間(τ1/4)を測定した。   These were left in the A environment room (room temperature 40 ° C., humidity 50%) and the B environment room (room temperature −20 ° C., humidity 20%) for 24 hours, and then the voltage dropped to ¼ of the initial emission luminance. The time (τ1 / 4) until the time of decrease was measured.

上記評価結果を表8に示す。   The evaluation results are shown in Table 8.

Figure 2011124121
Figure 2011124121

表8から、比較の二次電池D−1〜D−3に比べて、本発明の二次電池は、放電容量(表8では相対容量として示している)がいずれも大きく、サイクル容量の値から繰り返し特性がいずれも良好であり、且つ、A環境室、B環境室のいずれにおいても、電池の耐光性が著しく優れていることが明らかである。   From Table 8, compared with the comparative secondary batteries D-1 to D-3, the secondary batteries of the present invention have large discharge capacities (shown as relative capacities in Table 8), and values of cycle capacity. From the above, it is apparent that the repetition characteristics are all good and the light resistance of the battery is remarkably excellent in both the A environment chamber and the B environment chamber.

また、上記の結果を詳細に説明すると、比較の電解質組成物を用いて作製された二次電池D−1〜D−3は、特に800回充放電を繰り返した時に、放電量の低下が著しく、繰り返し充放電特性が良くないことが分かる。   The above results will be described in detail. In the secondary batteries D-1 to D-3 produced using the comparative electrolyte composition, the discharge amount is remarkably reduced particularly when the charge and discharge are repeated 800 times. It can be seen that the repeated charge / discharge characteristics are not good.

一方、本発明の電解質組成を有する二次電池D−4〜D−34は充放電サイクルを繰り返しても、放電量の低下が少なく、極めて優れた耐久性を示していることが分かる。   On the other hand, it can be seen that the secondary batteries D-4 to D-34 having the electrolyte composition of the present invention show extremely excellent durability with little decrease in discharge amount even when the charge / discharge cycle is repeated.

Claims (6)

下記一般式(1)で表されるイオン液体を含有し、更に電解質塩及び無機微粒子を含有することを特徴とする電解質組成物。
一般式(1)
(SOF)(X−RF1
〔式中、Zは4級アンモニウムカチオン、4級ホスホニウムカチオン、3級スルホニウムカチオンを表し、Xは−SO−または−CO−を表し、RF1は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基を表す。〕
An electrolyte composition comprising an ionic liquid represented by the following general formula (1), and further containing an electrolyte salt and inorganic fine particles.
General formula (1)
Z + N - (SO 2 F ) (X 1 -R F1)
[Wherein, Z + represents a quaternary ammonium cation, a quaternary phosphonium cation, a tertiary sulfonium cation, X 1 represents —SO 2 — or —CO—, and R F1 represents a perfluoroalkyl having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group. ]
前記Zが下記一般式(2)または(3)で表されることを特徴とする請求項1に記載の電解質組成物。
Figure 2011124121
〔式中、R〜Rは、各々アルキル基を表し、R〜Rのいずれか2個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよい。〕
Figure 2011124121
〔式中、R11、R13は、各々アルキル基を表し、R12、R14、R15は、各々水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアリール基を表す。〕
The electrolyte composition according to claim 1, wherein the Z + is represented by the following general formula (2) or (3).
Figure 2011124121
[Wherein, R 1 to R 4 each represents an alkyl group, and any two groups of R 1 to R 4 may form a ring together with the nitrogen atom. ]
Figure 2011124121
[Wherein R 11 and R 13 each represent an alkyl group, and R 12 , R 14 and R 15 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group or an aryl group. ]
前記無機微粒子が無機酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の電解質組成物。   The electrolyte composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic fine particles are inorganic oxides. 前記無機微粒子がメソポーラス無機微粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解質組成物。   The electrolyte composition according to claim 1, wherein the inorganic fine particles are mesoporous inorganic fine particles. 前記無機微粒子が2種以上の金属を含有する無機微粒子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解質組成物。   The electrolyte composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic fine particles are inorganic fine particles containing two or more kinds of metals. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電解質組成物を含有することを特徴とする二次電池。   A secondary battery comprising the electrolyte composition according to claim 1.
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