JP2013140786A - Method for manufacturing electrochemical device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply manufacturing an electrochemical device without deteriorating device performances, in an electrochemical device typified by a lithium ion secondary battery including a gel electrolyte.SOLUTION: In a method for manufacturing an electrochemical device, an electrolyte containing a gelatinizer capable of forming a phase transition type gel which is gelatinous at 25°C and converted to sol when heated is used. The method for manufacturing an electrochemical device includes a step of injecting a solution or a fluid dispersion containing the electrolyte into an electrochemical device structure and then removing at least a part of a solvent contained in the solution or the fluid dispersion.

Description

本発明は、電気化学デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an electrochemical device.

近年の電子技術の発展や環境技術への関心の高まりに伴い、様々な電気化学デバイスが用いられている。特に、省エネルギー化への要請が多くあり、それに貢献できるものへの期待はますます高くなっている。例えば、発電デバイスとして太陽電池が挙げられ、蓄電デバイスとして、二次電池、キャパシタ及びコンデンサなどが挙げられる。
ところで、これらの電気化学デバイスは数年から数十年の長期間にわたって使用されるものであり、高効率及び低コストに加え、長寿命(高耐久)及び高安全性も求められている。
With the recent development of electronic technology and increasing interest in environmental technology, various electrochemical devices are used. In particular, there are many requests for energy saving, and expectations for what can contribute to it are increasing. For example, a solar cell is mentioned as a power generation device, and a secondary battery, a capacitor, a capacitor, etc. are mentioned as an electrical storage device.
By the way, these electrochemical devices are used over a long period of several to several tens of years, and in addition to high efficiency and low cost, long life (high durability) and high safety are also required.

蓄電デバイスとして代表的なリチウムイオン二次電池は、一般に、リチウムを吸蔵及び放出可能な活物質を主体として構成された正極と負極とがセパレータを介して配された構成を有する。リチウムイオン二次電池において、正極は、正極活物質としてのLiCoO2、LiNiO2、LiMn24等と、導電剤としてのカーボンブラック、黒鉛等と、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン、ラテックス、ゴム等とが混合された正極合剤が、アルミニウム等からなる正極集電体上に被覆されて形成される。負極は、負極活物質としてのコークス、黒鉛等と、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン、ラテックス、ゴム等とが混合された負極合剤が、銅等からなる負極集電体上に被覆されて形成される。セパレータは、多孔性ポリオレフィン等にて形成され、その厚みは数μmから数百μmと非常に薄い。正極、負極及びセパレータは、電池内で電解液に含浸されている。電解液としては、例えば、LiPF6、LiBF4のようなリチウム塩を、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートのような非プロトン性溶媒、又はポリエチレンオキシドのようなポリマーに溶解させた電解液が挙げられる。 A typical lithium ion secondary battery as an electricity storage device generally has a configuration in which a positive electrode and a negative electrode mainly composed of an active material capable of inserting and extracting lithium are arranged via a separator. In a lithium ion secondary battery, the positive electrode is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 or the like as a positive electrode active material, carbon black, graphite, or the like as a conductive agent, polyvinylidene fluoride as a binder, latex, rubber, or the like Is mixed with a positive electrode current collector made of aluminum or the like. The negative electrode is formed by coating a negative electrode mixture made of copper or the like with a negative electrode mixture in which coke, graphite or the like as a negative electrode active material and polyvinylidene fluoride, latex, rubber or the like as a binder are mixed. The The separator is made of porous polyolefin or the like, and its thickness is very thin, from several μm to several hundred μm. The positive electrode, the negative electrode, and the separator are impregnated with an electrolytic solution in the battery. Examples of the electrolytic solution include an electrolytic solution in which a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved in an aprotic solvent such as propylene carbonate or ethylene carbonate, or a polymer such as polyethylene oxide.

ところで、現在、リチウムイオン二次電池は、携帯機器の充電池として主に用いられており(例えば特許文献1参照)、また、最近では、ハイブリッド自動車及び電気自動車用の充電池としての使用も広まっている。ここで、リチウムイオン二次電池が自動車用に用いられる場合、携帯機器用と比較して高い安全性、長期耐久性が求められる。それらの性能に加え、様々なセル形状やモジュール形状に対応できる点などからも、最近ではイオン二次電池用の電解液としてポリマー電解質及びゲル電解質が着目されている(例えば特許文献2、特許文献3参照)。   By the way, at present, lithium ion secondary batteries are mainly used as rechargeable batteries for portable devices (see, for example, Patent Document 1), and recently, their use as rechargeable batteries for hybrid vehicles and electric vehicles has also become widespread. ing. Here, when a lithium ion secondary battery is used for automobiles, higher safety and long-term durability are required as compared with those for portable devices. Recently, polymer electrolytes and gel electrolytes have attracted attention as electrolyte solutions for ion secondary batteries because they can be used in various cell shapes and module shapes in addition to their performance (for example, Patent Document 2 and Patent Documents). 3).

特開2009−087648号公報JP 2009-087648 A 特開2008−159496号公報JP 2008-159596 A 国際公開2007/083843号International Publication No. 2007/083843

しかしながら、従来のポリマー電解質やゲル電解質は、室温で固体状であることから、液状の電解液を用いた場合と同様の方法により、これらの電解質を用いて性能の安定した電池を作製するのは困難である。そこで、性能の安定した電池を得るべく、これらの電解質を電池内に収容する様々な方法が検討されている。例えば、ポリマー又はゲルの前駆体を電池構造体内に注液し、その中でin−situで重合してポリマー又はゲルにする方法、予めポリマー又はゲルの膜を作製し、それと他の電池部材とを重ねることで電池を作製する方法、ポリマー電解質又はゲル電解質の溶液又は分散液をセパレータや電極に塗工した後に乾燥する方法などが挙げられる。   However, since conventional polymer electrolytes and gel electrolytes are solid at room temperature, it is possible to produce batteries with stable performance using these electrolytes in the same manner as when liquid electrolytes are used. Have difficulty. Therefore, various methods for accommodating these electrolytes in the battery have been studied in order to obtain a battery with stable performance. For example, a method of injecting a polymer or gel precursor into a battery structure and polymerizing the polymer or gel in-situ therein to form a polymer or gel, previously preparing a polymer or gel film, and other battery members And a method of producing a battery by stacking, and a method of drying a polymer electrolyte or gel electrolyte solution after applying it to a separator or an electrode.

しかしながら、例えばin−situ法を用いる場合、電池構造体内の前駆体を均一に重合させる必要があり、さらには、重合時に電池性能に悪影響を与える副生物が発生したり、重合原料が残ったり、大きな体積変化が起こったりしないようにする必要がある。また、予め膜を作製する方法では、膜と他の部材とを十分に接着させる必要がある。また、塗工する方法では、電池の製造工程が大幅に増加することになる。さらにこれらの方法では、優れた電池特性を得るような電解質を採用するというよりも、電池内に収容する条件に見合ったポリマー電解質やゲル電解質を採用する必要があるため、高い電池特性と簡易な電池作製法とを両立させることが困難である。特に、電池容量又は電池サイズが大きな電池になるほど、電池内でポリマーやゲル化剤、電解質が局在化したり、その濃度ムラが生じやすくなったりして、それらを抑制するように電池を作製するには非常に手間を要する。   However, when using, for example, an in-situ method, it is necessary to uniformly polymerize the precursor in the battery structure, and further, by-products that adversely affect battery performance during polymerization are generated, polymerization raw materials remain, It is necessary to prevent a large volume change from occurring. Moreover, in the method of producing a film | membrane previously, it is necessary to fully adhere | attach a film | membrane and another member. In addition, the method of coating greatly increases the battery manufacturing process. Furthermore, in these methods, it is necessary to employ a polymer electrolyte or gel electrolyte suitable for the conditions accommodated in the battery rather than adopting an electrolyte that obtains excellent battery characteristics. It is difficult to achieve both battery fabrication methods. In particular, the larger the battery capacity or battery size, the more the polymer, gelling agent, and electrolyte are localized in the battery, and the unevenness of the concentration is likely to occur. Is very laborious.

そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、ゲル電解質を用いたリチウムイオン二次電池に代表される電気化学デバイスにおいて、デバイス性能を低下させず、かつ、簡易である、電気化学デバイスの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and in an electrochemical device typified by a lithium ion secondary battery using a gel electrolyte, the device performance is not degraded and the electrochemical device is simple. An object of the present invention is to provide a device manufacturing method.

本発明者らは上記目的を達成すべく、様々なゲル電解質を用いて様々な電気化学デバイス作製プロセスを検討した結果、相転移型のゲルを電解液として用い、その電解液を電気化学デバイス構造体に注入した後に、電解液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を経ることで、電気化学デバイス特性に優れる電気化学デバイスを簡易に形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above object, the present inventors have studied various processes for producing electrochemical devices using various gel electrolytes. As a result, a phase transition type gel was used as an electrolytic solution, and the electrolytic solution was used as an electrochemical device structure. After injecting into the body, through the process of removing at least a part of the solvent contained in the electrolytic solution, it was found that an electrochemical device having excellent electrochemical device characteristics can be easily formed, and the present invention has been completed. .

すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]25℃でゲル状であり、加熱するとゾルになる相転移型のゲルを形成できるゲル化剤を含む電解液を用いた電気化学デバイスの製造方法であって、前記電解液を含む溶液又は分散液を電気化学デバイス構造体に注入した後に、前記溶液又は分散液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を含む、電気化学デバイスの製造方法。
[2]除去される前記溶媒は、200℃以下の沸点を有する溶媒を含む、[1]又は[2]に記載の電気化学デバイスの製造方法。
[3]除去される前記溶媒は、鎖状カーボネート溶媒及びニトリル溶媒のうちの少なくとも1種を含む、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[4]前記溶液又は分散液は、溶媒に電解質と前記ゲル化剤とが溶解した液体状のものである、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[5]前記溶液又は分散液は、溶媒と電解質とゲル化剤とを含むゲル状の液である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[6]前記溶液又は分散液は、溶媒に電解質が溶解し、かつ、ゲル化剤が分散したスラリー状の液である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[7]前記除去する工程は、前記溶液又は分散液を加熱する工程を含む、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[8]前記除去する工程は、前記溶液又は分散液が注入された前記電気化学デバイス構造体内の圧力を変化させる工程を含む、[1]〜[7]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[9]前記除去する工程を経た前記溶液又は分散液はゲル状である、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の電気化学デバイスの製造方法。
[10]前記ゲル化剤は低分子量型のゲル化剤である、[1]〜[9]のいずれか1つに記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for producing an electrochemical device using an electrolytic solution containing a gelling agent that is gel-like at 25 ° C. and can form a phase transition-type gel that is heated to form a sol, the solution containing the electrolytic solution Alternatively, a method for producing an electrochemical device comprising a step of removing at least a part of a solvent contained in the solution or dispersion after injecting the dispersion into the electrochemical device structure.
[2] The method for producing an electrochemical device according to [1] or [2], wherein the solvent to be removed includes a solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower.
[3] The method for producing an electrochemical device according to any one of [1] to [3], wherein the solvent to be removed includes at least one of a chain carbonate solvent and a nitrile solvent.
[4] The method for producing an electrochemical device according to any one of [1] to [3], wherein the solution or dispersion is a liquid in which an electrolyte and the gelling agent are dissolved in a solvent. .
[5] The method for producing an electrochemical device according to any one of [1] to [3], wherein the solution or dispersion is a gelled liquid containing a solvent, an electrolyte, and a gelling agent.
[6] The electrochemical device according to any one of [1] to [3], wherein the solution or dispersion is a slurry liquid in which an electrolyte is dissolved in a solvent and a gelling agent is dispersed. Manufacturing method.
[7] The method for producing an electrochemical device according to any one of [1] to [6], wherein the removing step includes a step of heating the solution or the dispersion.
[8] The electrochemical step according to any one of [1] to [7], wherein the removing step includes a step of changing a pressure in the electrochemical device structure into which the solution or dispersion is injected. Device manufacturing method.
[9] The method for producing an electrochemical device according to any one of [1] to [8], wherein the solution or dispersion that has undergone the removing step is in a gel form.
[10] The method for producing a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [9], wherein the gelling agent is a low molecular weight type gelling agent.

本発明によると、ゲル電解質を用いたリチウムイオン二次電池に代表される電気化学デバイスにおいて、デバイス性能を低下させず、かつ、簡易である、電気化学デバイスの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the electrochemical device represented by the lithium ion secondary battery using a gel electrolyte, the manufacturing method of the electrochemical device which does not reduce device performance and is simple can be provided.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味する。
本実施形態の電気化学デバイスの製造方法は、その電気化学デバイスが備える電解液として相転移型のゲル化剤を含む電解液を用い、電解液を含む溶液又は分散液を電気化学デバイス構造体に注入した後に、溶液又は分散液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を含むものである。本明細書において、「電解液」は、その中に含まれる各成分が溶媒に溶解した液体状の電解質だけでなく、スラリー状のものを含む固体が分散した状態の電解質、及びゲル状の電解質も包含されることとする。
Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In the present specification, “(meth) acryl” means “acryl” and “methacryl” corresponding thereto.
The electrochemical device manufacturing method of the present embodiment uses an electrolytic solution containing a phase transition type gelling agent as an electrolytic solution included in the electrochemical device, and uses the solution or dispersion containing the electrolytic solution as an electrochemical device structure. After the injection, the method includes a step of removing at least a part of the solvent contained in the solution or dispersion. In the present specification, the “electrolyte” is not only a liquid electrolyte in which each component contained therein is dissolved in a solvent, but also an electrolyte in a state where a solid including a slurry is dispersed, and a gel electrolyte Are also included.

<電解液>
本実施形態に係る電解液は、(I)溶媒と、(II)電解質と、(III)ゲル化剤とを含有する。
電解液に含まれる溶媒としては非水溶媒が好ましい。
非水溶媒としては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、室温で液体である非水溶媒を用いるのが一般的である。
そのような非水溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びオクタノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル及びγ−ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、ε―カプロラクトンなどの酸エステル類、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン及び3−ペンタノンなどのケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、フルオロベンゼン及びヘキサフルオロベンゼンなどの炭化水素類、ジエチルエーテル、ジメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、クラウンエーテル類、グライム類、テトラヒドロフラン及びフルオロアルキルエーテルなどのエーテル類、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン(NMP)などのアミド類、エチレンジアミン及びピリジンなどのアミン類、イミダゾール類、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどのカーボネート類、アセトニトリル、プロピオニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリルなどのニトリル類、スルホランなどのスルホン類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、シリコンオイル及び石油などの工業オイル類、食用油などが挙げられる。
<Electrolyte>
The electrolytic solution according to this embodiment contains (I) a solvent, (II) an electrolyte, and (III) a gelling agent.
As the solvent contained in the electrolytic solution, a non-aqueous solvent is preferable.
The non-aqueous solvent is not particularly limited and various solvents can be used, but a non-aqueous solvent that is liquid at room temperature is generally used.
Examples of such non-aqueous solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and octanol, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and γ-butyrolactone, γ-valerolactone, ε-caprolactone, etc. Acid esters, ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone and 3-pentanone, hydrocarbons such as pentane, hexane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, fluorobenzene and hexafluorobenzene, diethyl ether, dimethoxy Methane, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dioxane, crown ethers, glymes, ethers such as tetrahydrofuran and fluoroalkyl ether, N, N-dimethylacetate Amides, amides such as N, N-dimethylformamide and N-methylpyrrolidone (NMP), amines such as ethylenediamine and pyridine, imidazoles, propylene carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate Carbonates such as ethyl methyl carbonate, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, sulfones such as sulfolane, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, industrial oils such as silicon oil and petroleum, edible oil, etc. Is mentioned.

また、非水溶媒としてイオン液体を用いることもできる。イオン液体とは、有機カチオンとアニオンとを組み合わせたイオンからなる常温溶融塩である。イオン液体は、難燃性であり、爆発性が低く、蒸気圧がほとんどないこと、熱やイオンの伝導性が高いこと、及び、イオン種の選択によって物性制御デザインが可能であること、などが特徴である。
有機カチオンとしては、例えば、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、トリアルキルイミダゾリウムカチオン等のイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ジアルキルピロリジニウムイオン、ジアルキルピペリジニウムイオンが挙げられる。
これらの有機カチオンのカウンターとなるアニオンとしては、例えば、PF6アニオン、PF3(C253アニオン、PF3(CF33アニオン、BF4アニオン、BF2(CF32アニオン、BF3(CF3)アニオン、ビスオキサラトホウ酸アニオン、Tf(トリフルオロメタンスルフォニル)アニオン、Nf(ノナフルオロブタンスルホニル)アニオン、ビス(フルオロスルフォニル)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルフォニル)イミドアニオン、ジシアノアミンアニオン、ハロゲン化物アニオンが挙げられる。
Moreover, an ionic liquid can also be used as a non-aqueous solvent. An ionic liquid is a room temperature molten salt composed of ions obtained by combining an organic cation and an anion. Ionic liquids are flame retardant, have low explosive properties, have almost no vapor pressure, have high heat and ion conductivity, and can be designed to control physical properties by selecting ionic species. It is a feature.
Examples of the organic cation include imidazolium ions such as a dialkylimidazolium cation and a trialkylimidazolium cation, a tetraalkylammonium ion, an alkylpyridinium ion, a dialkylpyrrolidinium ion, and a dialkylpiperidinium ion.
Examples of the anion serving as a counter for these organic cations include PF 6 anion, PF 3 (C 2 F 5 ) 3 anion, PF 3 (CF 3 ) 3 anion, BF 4 anion, and BF 2 (CF 3 ) 2 anion. BF 3 (CF 3 ) anion, bisoxalatoborate anion, Tf (trifluoromethanesulfonyl) anion, Nf (nonafluorobutanesulfonyl) anion, bis (fluorosulfonyl) imide anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (Pentafluoroethanesulfonyl) imide anion, dicyanoamine anion, halide anion.

これらの非水溶媒は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   These non-aqueous solvents are used alone or in combination of two or more.

電気化学デバイスがリチウムイオン二次電池又はリチウムイオンキャパシタである場合、非水溶媒として、例えば非プロトン性溶媒が挙げられる。リチウムイオン二次電池の電解液に含まれる非水溶媒としては、非プロトン性極性溶媒が好ましい。その具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、トランス−2,3−ブチレンカーボネート、シス−2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、トランス−2,3−ペンチレンカーボネート、シス−2,3−ペンチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート及びビニルエチレンカーボネートに代表される環状カーボネート;γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトンに代表されるラクトン;スルホランに代表される環状スルホン;テトラヒドロフラン及びジオキサンに代表される環状エーテル;メチルエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネート、並びに、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートの有する水素原子の一つ以上をフッ素原子で置換した含フッ素カーボネートに代表される鎖状カーボネート;アセトニトリル、プロピオニトリル及びアジポニトリルに代表されるニトリル;ジメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジグライム、トリグライム、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロプロピルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、及びヘキサフルオロイソプロピルメチルエーテルに代表される鎖状エーテル;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル及びプロピオン酸エチルに代表される鎖状カルボン酸エステル;スルホラン、ジメチルスルホキシド及びエチレンサルファイトなどの含硫黄化合物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   When the electrochemical device is a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, examples of the non-aqueous solvent include an aprotic solvent. As the non-aqueous solvent contained in the electrolyte solution of the lithium ion secondary battery, an aprotic polar solvent is preferable. Specific examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, and trans-2,3. -Cyclic carbonates represented by pentylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate, fluoroethylene carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate, vinylene carbonate and vinylethylene carbonate; γ-butyrolactone and Lactone represented by γ-valerolactone; cyclic sulfone represented by sulfolane; cyclic ether represented by tetrahydrofuran and dioxane; methyl ethyl carbonate, dimethyl carbonate -Bonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyl trifluoroethyl carbonate, and hydrogen atoms of dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate. Chain carbonates represented by fluorine-containing carbonates having one or more substituted with fluorine atoms; nitriles represented by acetonitrile, propionitrile and adiponitrile; dimethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, Diglyme, triglyme, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3,3-pentafur Ropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl methyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2 -Represented by tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoropropyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, and hexafluoroisopropyl methyl ether A chain ether such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate; and sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethyl sulfoxide and ethylene sulfite. These are used singly or in combination of two or more.

電解液がリチウムイオン二次電池又はリチウムイオンキャパシタに使用される場合、その充放電に寄与する電解質であるリチウム塩の電離度を高めるために、非水溶媒は、環状の非プロトン性極性溶媒を1種類以上含むことが好ましい。同様の観点から、非水溶媒は、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートに代表される環状カーボネートを1種類以上含むことがより好ましい。環状の化合物は誘電率が高く、リチウム塩の電離を助けると共にゲル化能を高める。   When the electrolytic solution is used in a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, in order to increase the ionization degree of the lithium salt that is an electrolyte that contributes to the charge / discharge, the nonaqueous solvent is a cyclic aprotic polar solvent. It is preferable to include one or more types. From the same viewpoint, the non-aqueous solvent more preferably contains one or more cyclic carbonates typified by ethylene carbonate and propylene carbonate. The cyclic compound has a high dielectric constant, helps ionization of the lithium salt, and enhances the gelation ability.

<電解液を含む溶液又は分散液>
本実施形態に係る電解液を含む溶液又は分散液(以下、単に「電解液含有液」という。)は、それを電気化学デバイス構造体に注入後に溶媒の少なくとも一部が除去されるため、除去される分の溶媒を予め含むように調製される。
注入後に除去される溶媒は、少量の除去されない残分があっても電解液の特性への影響が少ないという観点から、極性基を有する構造の溶媒が好ましい。本明細書において、極性基とは無置換の炭化水素基以外の官能基を示し、例えば、カーボネート基、ケト基、エステル基、エーテル基、スルホキシド基、アミド基、ニトリル基及びハロゲン基が挙げられる。
注入後に除去される溶媒は、除去しやすさの観点から、除去する工程の後に電解液中に残存する溶媒と沸点が同一である又はそれよりも低いことが好ましく、200℃以下の沸点を有する溶媒を含むことがより好ましく、150℃以下の沸点を有する溶媒を含むことが更に好ましく、120℃以下の沸点を有する溶媒を含むことが特に好ましい。一方、除去される溶媒は、通常環境下でのハンドリング性に優れる観点から、40℃以上の沸点を有する溶媒を含むと好ましく、50℃以上の沸点を有する溶媒を含むとより好ましく、60℃以上の沸点を有する溶媒を含むと更に好ましい。このような溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネート、並びに、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートが有する水素原子の一つ以上をフッ素原子で置換した含フッ素カーボネートなどの鎖状カーボネート;ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート;テトラヒドロフラン及び2−メチルテトラヒドロフランに代表される置換又は無置換のテトラヒドロフランなどの環状エーテル;1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン及びジグライム、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロプロピルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル及びヘキサフルオロイソプロピルメチルエーテルなどの鎖状エーテル;酢酸エチル及び酢酸ブチルに代表される酢酸エステルなどのエステル;アセトン及び3−ペンタノンなどのケトン;アセトニトリル、プロピオニトリル及びアジポニトリルなどのニトリル;クロロホルム及び塩化メチレンなどの含ハロゲン溶媒;並びにトルエン、キシレン、チオフェン、フルオロベンゼン及びヘキサフルオロベンゼンなどの芳香族化合物が挙げられる。これらの中では、除去されない残分の許容量を他の溶媒よりも多く設定でき、除去操作を簡易にできる観点から、鎖状カーボネート及びニトリルが好ましい。
<Solution or dispersion containing electrolyte solution>
The solution or dispersion containing the electrolytic solution according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “electrolyte-containing solution”) is removed because at least a part of the solvent is removed after it is injected into the electrochemical device structure. It is prepared so as to previously contain a solvent for the amount to be processed.
The solvent to be removed after the injection is preferably a solvent having a structure having a polar group from the viewpoint that there is little influence on the characteristics of the electrolytic solution even if there is a small amount of the residue that is not removed. In the present specification, the polar group means a functional group other than an unsubstituted hydrocarbon group, and examples thereof include a carbonate group, a keto group, an ester group, an ether group, a sulfoxide group, an amide group, a nitrile group, and a halogen group. .
From the viewpoint of ease of removal, the solvent removed after the injection preferably has the same or lower boiling point as the solvent remaining in the electrolytic solution after the removing step, and has a boiling point of 200 ° C. or lower. It is more preferable to include a solvent, it is further preferable to include a solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower, and it is particularly preferable to include a solvent having a boiling point of 120 ° C. or lower. On the other hand, the solvent to be removed preferably contains a solvent having a boiling point of 40 ° C. or more, more preferably contains a solvent having a boiling point of 50 ° C. or more, and 60 ° C. or more from the viewpoint of excellent handling properties in a normal environment. It is more preferable to include a solvent having a boiling point of Examples of such solvents include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and chains such as fluorine-containing carbonate in which one or more hydrogen atoms of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are substituted with fluorine atoms. Cyclic carbonates such as vinyl carbonate; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and substituted or unsubstituted tetrahydrofuran typified by tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and diglyme, 2, 2,3,3,3-pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-te Lafluoroethyl methyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoropropyl ether, 1,1,2,2 -Chain ethers such as tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether and hexafluoroisopropyl methyl ether; esters such as acetate represented by ethyl acetate and butyl acetate; acetone and 3-pentanone Ketones; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and adiponitrile; halogen-containing solvents such as chloroform and methylene chloride; and aromatic compounds such as toluene, xylene, thiophene, fluorobenzene and hexafluorobenzene. Among these, a chain carbonate and a nitrile are preferable from the viewpoint that the allowable amount of the residue that cannot be removed can be set more than other solvents and the removal operation can be simplified.

注入後に除去される溶媒は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。溶媒の一部が除去される場合、除去される溶媒と除去後に溶液又は分散液に残存する溶媒とは、互いに同じものであっても異なるものであってもよい。除去される溶媒と残存する溶媒とが互いに同じであれば、少ない溶媒種で調製することができるため、溶液又は分散液の調製が容易になる。一方、除去される溶媒と残存する溶媒とが互いに異なれば、両者の物性の違いに起因して、除去する工程の管理が容易となる。   The solvent removed after the injection may be one kind or two or more kinds. When a part of the solvent is removed, the solvent to be removed and the solvent remaining in the solution or dispersion after the removal may be the same as or different from each other. If the solvent to be removed and the remaining solvent are the same, it can be prepared with a small number of solvent types, so that the preparation of the solution or dispersion becomes easy. On the other hand, if the solvent to be removed and the remaining solvent are different from each other, the removal process can be easily managed due to the difference in physical properties between the two.

電解液含有液に予め含有され、注入後に除去される溶媒の量は、その溶媒が除去された後の電解液量の1/10倍以上20倍以下が好ましい。電解液量の1/10倍以上であることにより、電解液含有液を調製する際の取扱いが容易となり、20倍以下であることにより、除去する工程を簡易にすることが可能となる。   The amount of the solvent previously contained in the electrolytic solution-containing solution and removed after the injection is preferably 1/10 to 20 times the amount of the electrolytic solution after the solvent is removed. When it is 1/10 or more times the amount of the electrolytic solution, it becomes easy to handle when preparing the electrolytic solution-containing solution, and when it is 20 or less, the removal step can be simplified.

また、電解液含有液に含まれる溶媒の全部又は一部を除去した後の液に溶媒を注入して、電解液を作製することもできる。再度注入される溶媒は、除去された溶媒と互いに同じものであっても異なるものであってもよく、残存する溶媒と互いに同じものであっても異なるものであってもよい。   In addition, the electrolytic solution can be prepared by injecting the solvent into the solution after removing all or part of the solvent contained in the electrolytic solution-containing solution. The solvent to be injected again may be the same as or different from the removed solvent, and may be the same as or different from the remaining solvent.

(II)電解質は、電解液において、通常の非水電解質として用いられているものであれば特に限定されず、いずれのものであってもよい。電解液がリチウムイオン二次電池及びリチウムイオンキャパシタに用いられる場合、電解質としてリチウム塩が使用される。リチウム塩の具体例としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li2SiF6、LiOSO2k2k+1〔kは1〜8の整数〕、LiN(SO2k2k+12〔kは1〜8の整数〕、LiPFn(Ck2k+16-n〔nは1〜5の整数、kは1〜8の整数〕、LiBFn(Ck2k+14-n〔nは1〜3の整数、kは1〜8の整数〕、LiB(C242で表されるリチウムビス(オキサレート)ボレート、LiBF2(C24)で表されるリチウムジフルオロ(オキサレート)ボレート、LiPF3(C24)で表されるリチウムトリフルオロ(オキサレート)フォスフェート、LiPO22及びLi2PO3Fが挙げられる。 (II) The electrolyte is not particularly limited as long as it is used as a normal nonaqueous electrolyte in the electrolytic solution, and any electrolyte may be used. When the electrolytic solution is used in a lithium ion secondary battery and a lithium ion capacitor, a lithium salt is used as an electrolyte. Specific examples of the lithium salt include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F 2k + 1 [k is an integer of 1 to 8], LiN (SO 2 C k F 2k + 1 ) 2 [k is an integer of 1-8], LiPF n (C k F 2k + 1 ) 6-n [n is an integer of 1-5, k is an integer of 1-8], LiBF n (C k F 2k + 1 ) 4-n [n is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 8], lithium bis (oxalate) borate represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4) lithium difluoro represented by (oxalato) include borate, LiPF 3 (C 2 O 4 ) lithium trifluoromethane (oxalate) represented by phosphate, is LiPO 2 F 2 and Li 2 PO 3 F It is done.

また、下記一般式(3a)、(3b)又は(3c)で表されるリチウム塩を電解質として用いることもできる。
LiC(SO211)(SO212)(SO213) (3a)
LiN(SO2OR14)(SO2OR15) (3b)
LiN(SO216)(SO2OR17) (3c)
ここで、式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を示す。
Moreover, the lithium salt represented by the following general formula (3a), (3b) or (3c) can also be used as an electrolyte.
LiC (SO 2 R 11 ) (SO 2 R 12 ) (SO 2 R 13 ) (3a)
LiN (SO 2 OR 14 ) (SO 2 OR 15 ) (3b)
LiN (SO 2 R 16 ) (SO 2 OR 17 ) (3c)
Here, in the formula, R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 and R 17 may be the same or different from each other, and are a C 1-8 perfluoroalkyl group. Indicates.

これらの電解質は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。リチウムイオン二次電池用途では、これらの電解質のうち、電池特性や安定性に加え、ゲル化能を高める観点から、LiPF6、LiBF4及びLiN(SO2k2k+12〔kは1〜8の整数〕が好ましい。 These electrolytes are used singly or in combination of two or more. In lithium ion secondary battery applications, among these electrolytes, LiPF 6 , LiBF 4, and LiN (SO 2 C k F 2k + 1 ) 2 [k] from the viewpoint of improving gelation ability in addition to battery characteristics and stability. Is preferably an integer of 1 to 8.

電解質の濃度は、本発明の目的達成を阻害しない範囲で任意であり特に限定されないが、電解質は、溶媒の少なくとも一部を除去した後の電解液中において、好ましくは0.1〜3モル/リットル、より好ましくは0.5〜2モル/リットルの濃度で含有される。また、溶媒の少なくとも一部を除去する前の電解液含有液中において、好ましくは0.005〜2.8モル/リットル、より好ましくは0.025〜1.8モル/リットルの濃度で調製される。   The concentration of the electrolyte is arbitrary and is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. The electrolyte is preferably 0.1 to 3 mol / mol in the electrolytic solution after removing at least a part of the solvent. It is contained at a concentration of 1 liter, more preferably 0.5 to 2 mol / liter. Further, in the electrolyte solution-containing solution before removing at least a part of the solvent, it is preferably prepared at a concentration of 0.005 to 2.8 mol / liter, more preferably 0.025 to 1.8 mol / liter. The

(III)ゲル化剤は、相転移型ゲル化剤である。ここで、相転移型ゲル化剤とは、可逆的な物理相互作用によりゾル−ゲルの転移が可能なゲルを形成することができるゲル化剤のことである。物理相互作用としては、例えば、熱(温度変化)、光の照射、圧力の印加が挙げられる。したがって、相転移型ゲル化剤は、例えば、常温で溶媒をゲル化し、加温時はゾルにする化合物であってもよい。
かかるゲル化剤は、高分子型のゲル化剤であってもよく、非ポリマー型である低分子量型のゲル化剤であってもよい。高分子量型のゲル化剤としては、例えば、ポリビニリデンジフルオライド(PVdF)、及び、PVdFを含む共重合体(例えば、PVdFとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体)、ポリアクリロニトリル(PAN)、PAN部位を含む共重合体(例えば、アクリロニトリルと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体)及びポリエーテル部位を有する重合体が挙げられる。低分子量型のゲル化剤としては、例えば、アミド基、ウレア基及びウレタン基のうち1つ以上の基を有する化合物、アミノ酸誘導体、「Chem.Rev.第97巻、p3133〜p3159、1997年発行」に記載されている化合物、特開平10−175901号公報に記載されている化合物、国際公開2006/82768号に記載されている化合物、特開2007−506833号公報に記載されている化合物、特開2009−155592号公報に記載されている化合物、「Chem.Mater.11巻、p649−655、1999年発行」に記載されている化合物、並びに「J.Phys.Chem.B 105巻、p12809〜12815、2001年発行」に記載されている化合物が挙げられる。
(III) The gelling agent is a phase transition type gelling agent. Here, the phase transition type gelling agent is a gelling agent capable of forming a gel capable of sol-gel transition by reversible physical interaction. Examples of the physical interaction include heat (temperature change), light irradiation, and pressure application. Therefore, the phase transition type gelling agent may be, for example, a compound that gels a solvent at room temperature and forms a sol when heated.
Such a gelling agent may be a polymer gelling agent or a non-polymeric low molecular weight gelling agent. Examples of the high molecular weight type gelling agent include polyvinylidene difluoride (PVdF) and a copolymer containing PVdF (for example, a copolymer of PVdF and hexafluoropropylene), polyacrylonitrile (PAN), Examples thereof include a copolymer having a PAN moiety (for example, a copolymer of acrylonitrile and (meth) acrylic ester) and a polymer having a polyether moiety. As the low molecular weight type gelling agent, for example, a compound having one or more groups of an amide group, a urea group and a urethane group, an amino acid derivative, “Chem. Rev. 97, p3133-p3159, published in 1997” , Compounds described in JP-A-10-175901, compounds described in International Publication No. 2006/82768, compounds described in JP-A-2007-506833, The compounds described in Kai 2009-155552, the compounds described in “Chem. Mater. 11, p649-655, 1999”, and “J. Phys. Chem. B 105, p12809- 12815, issued in 2001 ".

本実施形態に係る相転移型ゲルを形成するゲル化剤は、それを含有する電解液を、25℃でゲル状であり、加熱するとゾルにするような化合物である。このゲル化剤は、ゲルとゾルとの間の相転移温度が40℃以上200℃以下となるような化合物であると好ましい。その相転移温度が当該範囲内にあることにより、電解液のハンドリング性及び電池などの電気化学デバイス特性を、より高いレベルで両立することができる。相転移温度は、例えば、粘弾性測定装置を用いて、ゲル化剤を含む電解液又は電解液含有液の各温度における貯蔵弾性率と損失弾性率とを測定し、それらの値の温度に対する曲線を作成し、その曲線が交差する温度として求めることができる。あるいは、相転移温度は、ゲル化剤を含む電解液又は電解液含有液について、X線散乱強度の温度変化を測定し、ゲルの構造形成に由来するピークの発生又は消失が認められる温度として求めたり、温度変化をさせながらゲル化剤を含む電解液又は電解液含有液にレーザー光を照射し、その散乱光挙動が変化する温度として求めたりすることもできる。X線散乱強度やレーザー散乱光強度の変化から相転移温度を測定する場合、事前に粘弾性挙動に基づく相転移温度とそれらの強度との相関関係を評価しておき、粘弾性挙動に基づく相転移温度に換算する。   The gelling agent that forms the phase transition type gel according to the present embodiment is a compound that forms an electrolyte solution containing the gel at 25 ° C. and becomes a sol when heated. This gelling agent is preferably a compound having a phase transition temperature between the gel and the sol of 40 ° C. or more and 200 ° C. or less. When the phase transition temperature is within this range, the handling properties of the electrolyte and the characteristics of electrochemical devices such as batteries can be achieved at a higher level. The phase transition temperature is measured by, for example, measuring storage elastic modulus and loss elastic modulus at each temperature of an electrolytic solution containing a gelling agent or an electrolytic solution-containing solution using a viscoelasticity measuring device, and curves of these values with respect to the temperature. Can be obtained as the temperature at which the curves intersect. Alternatively, the phase transition temperature is determined as the temperature at which the occurrence or disappearance of the peak derived from the gel structure formation is observed by measuring the temperature change of the X-ray scattering intensity for the electrolyte solution containing the gelling agent or the electrolyte-containing solution. Alternatively, the temperature can be obtained by irradiating the electrolyte solution containing the gelling agent or the electrolyte solution-containing solution with a laser beam while changing the temperature and changing the scattered light behavior. When measuring the phase transition temperature from changes in X-ray scattering intensity or laser scattered light intensity, the correlation between the phase transition temperature based on the viscoelastic behavior and their intensity is evaluated in advance, and the phase based on the viscoelastic behavior is evaluated. Convert to transition temperature.

相転移型ゲル化剤は、目的の性能を発現させるために複数のゲル化剤の混合物であってもよい。   The phase transition type gelling agent may be a mixture of a plurality of gelling agents in order to develop the desired performance.

相転移型ゲル化剤としては、低分子量型のゲル化剤が好適に使用される。低分子量型のゲル化剤はより少ない添加量で電解液をゲル化でき、また、高温時は電解液をより低粘度化させることができる。その中でも、化学的安定性及び酸化還元に対する安定性を有する化合物が好適に使用され、そのような化合物としては、以下に説明する化合物が例示される。   As the phase transition type gelling agent, a low molecular weight type gelling agent is preferably used. The low molecular weight type gelling agent can gel the electrolytic solution with a smaller addition amount, and can lower the viscosity of the electrolytic solution at high temperatures. Among them, compounds having chemical stability and oxidation-reduction stability are preferably used, and examples of such compounds include the compounds described below.

本実施形態に係る低分子量型のゲル化剤としては、電気化学的安定性と電解液に対するゲル化能との観点から、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を含むことが更に好ましい。
Rf1−R1−X1−L1−R2 (1)
Rf1−R1−X1−L1−R3―L2―X2―R4―Rf2 (2)
5−O−Cy−X3−Cm (3)
The low molecular weight type gelling agent according to the present embodiment is represented by the following general formulas (1), (2), and (3) from the viewpoint of electrochemical stability and gelling ability with respect to the electrolytic solution. More preferably, it includes one or more compounds selected from the group consisting of compounds.
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 2 (1)
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 3 -L 2 -X 2 -R 4 -Rf 2 (2)
R 5 -O-Cy-X 3 -Cm (3)

上記一般式(1)及び(2)において、Rf1及びRf2はそれぞれ独立に、炭素数2〜20のパーフルオロアルキル基を示す。当該炭素数が2〜20であることにより、原料の入手とその化合物の合成とが容易となる。上記一般式(1)及び(2)で表される化合物(以下、「パーフルオロ化合物」とも記す。)の電解液への混合性、電解液の電気化学的特性、及びゲル化能の観点から、上記炭素数は2〜12であると好ましい。パーフルオロアルキル基としては、例えば、パーフルオロエチル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、パーフルオロn−ヘキシル基、パーフルオロn−オクチル基、パーフルオロn−デシル基及びパーフルオロn−ドデシル基が挙げられる。 In the general formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 each independently represents a C 2-20 perfluoroalkyl group. When the number of carbon atoms is 2 to 20, it is easy to obtain raw materials and synthesize the compounds. From the viewpoints of the compatibility of the compounds represented by the above general formulas (1) and (2) (hereinafter also referred to as “perfluoro compounds”) into the electrolytic solution, the electrochemical characteristics of the electrolytic solution, and the gelling ability. The carbon number is preferably 2-12. Examples of the perfluoroalkyl group include perfluoroethyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoroisopropyl group, perfluoro n-butyl group, perfluoro t-butyl group, perfluoro n-hexyl group, perfluoro n. -An octyl group, a perfluoro n-decyl group, and a perfluoro n-dodecyl group are mentioned.

上記一般式(1)及び(2)において、R1及びR4はそれぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜6の2価の飽和炭化水素基を示し、当該炭素数は2〜5であると好ましい。上記2価の飽和炭化水素基の炭素数が3以上である場合、分岐があってもなくてもよい。このような2価の飽和炭化水素基としては、例えば、メチリデン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基及びn−ブテン基が挙げられる。 In the general formulas (1) and (2), R 1 and R 4 each independently represent a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and the carbon number is 2 to 5. And preferred. When the divalent saturated hydrocarbon group has 3 or more carbon atoms, it may or may not be branched. Examples of such a divalent saturated hydrocarbon group include a methylidene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, and an n-butene group.

また、X1及びX2はそれぞれ独立に、下記式(1a)、(1b)、(1c)、(1d)、(1e)、(1f)及び(1g)で表される基からなる群より選ばれる2価の基を示す。これらの中では、電気化学的見地より、下記式(1a)、(1b)及び(1d)で表される基からなる群より選ばれる2価の基が好ましく、下記式(1a)又は下記式(1d)で表される2価の基であるとより好ましく、下記式(1d)で表される2価の基であると更に好ましい。

Figure 2013140786
X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) and (1g). The divalent group selected is shown. Among these, from an electrochemical standpoint, a divalent group selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (1a), (1b) and (1d) is preferable, and the following formula (1a) or the following formula: The divalent group represented by (1d) is more preferable, and the divalent group represented by the following formula (1d) is more preferable.
Figure 2013140786

1及びL2はそれぞれ独立に、単結合、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい(すなわち置換されていなくてもよい)オキシアルキレン基、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい(すなわち置換されていなくてもよい)オキシシクロアルキレン基、又は、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい(すなわち置換されていなくてもよい)2価のオキシ芳香族基(−OAr−;Arは2価の芳香族基を示す。)を示す。オキシアルキレン基としては、例えば、炭素数2〜10のオキシアルキレン基、より具体的には、オキシエチレン基(−C24O−)及びオキシプロピレン基(−C36O−)が挙げられる。オキシシクロアルキレン基としては、例えば、炭素数5〜12のオキシシクロアルキレン基、より具体的には、オキシシクロペンチレン基、オキシシクロヘキシレン基、オキシジシクロヘキシレン基が挙げられる。 L 1 and L 2 may each independently be substituted with a single bond, an alkyl group or a halogen atom (that is, may be unsubstituted) an oxyalkylene group, an alkyl group or a halogen atom. A good (ie, unsubstituted) oxycycloalkylene group, or a divalent oxyaromatic group (—OAr) optionally substituted (ie, optionally substituted) with an alkyl group or a halogen atom -; Ar represents a divalent aromatic group. Examples of the oxyalkylene group include an oxyalkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more specifically, an oxyethylene group (—C 2 H 4 O—) and an oxypropylene group (—C 3 H 6 O—). Can be mentioned. Examples of the oxycycloalkylene group include an oxycycloalkylene group having 5 to 12 carbon atoms, and more specifically, an oxycyclopentylene group, an oxycyclohexylene group, and an oxydicyclohexylene group.

これらの中でも、ゲル化能及び電解液の安全性向上の観点から、2価のオキシ芳香族基が好ましい。アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい2価のオキシ芳香族基における2価の芳香族基は、いわゆる「芳香族性」を示す環式の2価の基である。この2価の芳香族基は、炭素環式の基であっても複素環式の基であってもよい。炭素環式の基は、その核原子数が6〜30であり、上述のとおりアルキル基若しくはハロゲン原子により置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。その具体例としては、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラニレン基、フェナンスリレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、フルオランテニレン基に代表される核を有する2価の基が挙げられる。   Among these, a divalent oxyaromatic group is preferable from the viewpoint of gelling ability and improving the safety of the electrolytic solution. The divalent aromatic group in the divalent oxyaromatic group which may be substituted with an alkyl group or a halogen atom is a cyclic divalent group exhibiting so-called “aromaticity”. The divalent aromatic group may be a carbocyclic group or a heterocyclic group. The carbocyclic group has 6 to 30 nuclear atoms, and may be substituted with an alkyl group or a halogen atom as described above, or may not be substituted. Specific examples thereof include a divalent group having a nucleus represented by a phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, a naphthylene group, an anthranylene group, a phenanthrylene group, a pyrenylene group, a chrysenylene group, and a fluoranthenylene group. It is done.

複素環式の基は、その核原子数が5〜30であり、例えば、ピローレン基、フラニレン基、チオフェニレン基、トリアゾーレン基、オキサジアゾーレン基、ピリジレン基及びピリミジレン基に代表される核を有する2価の基が挙げられる。これらの中でも、2価の芳香族基として、フェニレン基、ビフェニレン基又はナフチレン基が好ましい。また、置換基である上記アルキル基としては、例えばメチル基及びエチル基が挙げられ、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。
オキシシクロアルキレン基及びオキシ芳香族基には複数の環が接続されたものも含まれ、このような基として、例えば、オキシビフェニレン基、オキシターフェニレン基及びオキシシクロアルキルフェニレン基が挙げられる。
The heterocyclic group has 5 to 30 nuclear atoms, and includes, for example, a nucleus represented by a pyrrolene group, a furylene group, a thiophenylene group, a triazolen group, an oxadiazolene group, a pyridylene group, and a pyrimidylene group. And a divalent group. Among these, as the divalent aromatic group, a phenylene group, a biphenylene group, or a naphthylene group is preferable. Examples of the alkyl group that is a substituent include a methyl group and an ethyl group, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
The oxycycloalkylene group and the oxyaromatic group include those in which a plurality of rings are connected, and examples of such a group include an oxybiphenylene group, an oxyterphenylene group, and an oxycycloalkylphenylene group.

上記一般式(1)中のR2は、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよいフルオロアルキル基、アリール基若しくはフルオロアリール基、又は、これらの基のうちの1種以上とこれらの基に対応する2価の基(例えば、アルキル基に対応するアルキレン基、アリール基に対応するアリーレン基)のうちの1種以上とが結合した1価の基(例えば、アルキレン基とアリール基とが結合したアラルキル基)を示す。R2として、より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基及びn−デシル基に代表される炭素数1〜12のアルキル基が挙げられる。このアルキル基は、更にアルキル基又はハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていても、置換されていなくてもよい。 R 2 in the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group, or a halogen atom (provided that it may be substituted with an alkyl group or a halogen atom (excluding a fluorine atom)). A fluoroalkyl group, an aryl group or a fluoroaryl group optionally substituted with a fluorine atom, or one or more of these groups and a divalent group corresponding to these groups (for example, alkyl A monovalent group (for example, an aralkyl group in which an alkylene group and an aryl group are bonded) bonded to one or more of an alkylene group corresponding to a group and an arylene group corresponding to an aryl group. More specifically, as R 2 , methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and n-decyl group And an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by This alkyl group may or may not be further substituted with an alkyl group or a halogen atom (excluding a fluorine atom).

フルオロアルキル基としては、炭素数1〜12のフルオロアルキル基(ただし、パーフルオロアルキル基を除く。)若しくは炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基が好ましい。炭素数1〜12のフルオロアルキル基(ただし、パーフルオロアルキル基を除く。)及び炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基として、具体的には、トリフルオロメチル基、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロn−ブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロn―ヘキシル基及び1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−トリデカフルオロn−デシル基が挙げられる。フルオロアルキル基は、更にアルキル基又はハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていても、置換されていなくてもよい。   As a fluoroalkyl group, a C1-C12 fluoroalkyl group (however, except a perfluoroalkyl group) or a C1-C12 perfluoroalkyl group is preferable. Specific examples of the fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms (excluding the perfluoroalkyl group) and the perfluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms include a trifluoromethyl group, 1,1,1,2 , 2-pentafluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoron-butyl group, 1,1,2,2, 3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluoro n-hexyl group and 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-tri A decafluoro n-decyl group is mentioned. The fluoroalkyl group may be further substituted with an alkyl group or a halogen atom (excluding a fluorine atom), or may not be substituted.

アリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基に代表される核原子数が6〜12のアリール基、フルオロアリール基としては、例えば、モノフルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基に代表される核原子数が6〜12のフルオロアリール基が挙げられる。
また、R2は、上述のアルキル基、フルオロアルキル基、アリール基及びフルオロアリール基のうちの1種以上と、それらの基に対応する2価の基、すなわち、アルキレン基、フルオロアルキレン基、アリーレン基及びフルオロアリーレン基、のうちの1種以上とが結合した1価の基であってもよい。そのような基としては、例えば、アルキレン基とパーフルオロアルキル基とが結合した基(ただし、この基はフルオロアルキル基の1種でもある。)、アルキレン基とアリール基とが結合した基(アラルキル基)、フルオロアルキル基とフルオロアリーレン基とが結合した基が挙げられる。
As an aryl group, for example, an aryl group having 6 to 12 nuclear atoms represented by a phenyl group, a biphenyl group, and a naphthyl group, and a fluoroaryl group, for example, a monofluorophenyl group, a difluorophenyl group, a tetrafluorophenyl Examples thereof include a fluoroaryl group having 6 to 12 nuclear atoms represented by the group.
R 2 represents one or more of the aforementioned alkyl group, fluoroalkyl group, aryl group and fluoroaryl group, and a divalent group corresponding to these groups, that is, an alkylene group, a fluoroalkylene group, an arylene group. A monovalent group in which one or more of a group and a fluoroarylene group are bonded may be used. Examples of such a group include a group in which an alkylene group and a perfluoroalkyl group are bonded (however, this group is also a kind of fluoroalkyl group), a group in which an alkylene group and an aryl group are bonded (aralkyl). Group), a group in which a fluoroalkyl group and a fluoroarylene group are bonded to each other.

2は、本実施形態における効果をより有効且つ確実に奏する観点から、アルキル基又はフルオロアルキル基であると好ましく、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のフルオロアルキル基(ただし、パーフルオロアルキル基を除く。)又は炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基であるとより好ましく、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数2〜10のフルオロアルキル基(ただし、パーフルオロアルキル基を除く。)であると更に好ましい。 R 2 is preferably an alkyl group or a fluoroalkyl group from the viewpoint of more effectively and reliably achieving the effects of the present embodiment, and is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms (provided that Or a perfluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 2 to 10 carbon atoms (provided that the perfluoroalkyl group is a perfluoroalkyl group). It is more preferable that the group is excluded.

上記一般式(2)中のR3は、主鎖に酸素及び/又は硫黄原子を1つ以上有しても有しなくてもよく、かつ、アルキル基で置換されていてもいなくてもよい炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を示す。当該炭素数は、1〜16であると好ましく、2〜14であるとより好ましい。R3の炭素数によってもゲル化能を制御することができる。また、合成及び原料入手の観点から、当該範囲の炭素数が好ましい。 R 3 in the general formula (2) may or may not have one or more oxygen and / or sulfur atoms in the main chain, and may or may not be substituted with an alkyl group. A divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms is shown. The said carbon number is preferable in it being 1-16, and more preferable in it being 2-14. The gelling ability can also be controlled by the number of carbon atoms in R 3 . Moreover, the carbon number of the said range is preferable from a viewpoint of a synthesis | combination and raw material acquisition.

上記一般式(1)又は(2)で表される、パーフルオロアルキル基を有するゲル化剤としては、例えば、Rf1−R1−O−R2、Rf1−R1−S−R2、Rf1−R1−SO2−R2、Rf1−R1−OCO−R2、Rf1−R1−O−Ar−O−R2(ここで、Arは2価の芳香族基を示す。以下同様。)、Rf1−R1−SO2−Ar−O−R2、Rf1−R1−SO2−Ar−O−Rf4、Rf1−R1−SO2−Ar−O−Rf3−Rf4(ここで、Rf3はフルオロアルキレン基、Rf4はフルオロアルキル基を示す。)、Rf1−R1−SO−Ar−O−R2、Rf1−R1−S−Ar−O−R2、Rf1−R1−O−R5−O−R2(ここで、R5は、アルキレン基を示す。)、Rf1−R1−CONH−R2、Rf1−R1―SO2―Ar1−O−R3−O−Ar2−SO2−R4−Rf2(ここで、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、2価の芳香族基を示す。以下同様。)、Rf1−R1−O−Ar1−O−R3−O−Ar2―O―R4―Rf2、Rf1−R1−SO2−Ar1−O−R6−O−R7−O−Ar2−O−R4−Rf2(ここで、R6及びR7はそれぞれ独立に、アルキレン基を示す。以下同様。)の一般式で表される化合物が挙げられる。より具体的には、Rf1及びRf2がそれぞれ独立に、炭素数2〜10のパーフルオロアルキル基、R1が炭素数2〜4のアルキレン基、Arが(又はAr1及びAr2がそれぞれ独立に)p−フェニレン基又はp−ビフェニレン基、R2が炭素数4〜8のアルキル基である上記各一般式で表される化合物、並びに、その二量体構造、例えば、Rf1−R1−O−Ar−O−R2、Rf1−R1−SO2−Ar−O−R2、Rf1−R1−O−Ar1−O−R3−O−Ar2―O―R4―Rf2、Rf1−R1−SO2−Ar1−O−R6−O−R7−O−Ar2−O−R4−Rf2の一般式で表される化合物が挙げられる。 Examples of the gelling agent having a perfluoroalkyl group represented by the general formula (1) or (2) include Rf 1 -R 1 —O—R 2 and Rf 1 —R 1 —S—R 2. Rf 1 -R 1 -SO 2 -R 2 , Rf 1 -R 1 -OCO-R 2 , Rf 1 -R 1 -O-Ar-O-R 2 (where Ar is a divalent aromatic group) are shown. Similarly.), Rf 1 -R 1 -SO 2 -Ar-O-R 2, Rf 1 -R 1 -SO 2 -Ar-O-Rf 4, Rf 1 -R 1 -SO 2 -Ar —O—Rf 3 —Rf 4 (where Rf 3 represents a fluoroalkylene group and Rf 4 represents a fluoroalkyl group), Rf 1 —R 1 —SO—Ar—O—R 2 , Rf 1 —R 1 —S—Ar—O—R 2 , Rf 1 —R 1 —O—R 5 —O—R 2 (wherein R 5 represents an alkylene group), Rf 1 —R 1 —CONH—R 2 , Rf 1 -R 1— SO 2 —Ar 1 —O—R 3 —O—Ar 2 —SO 2 —R 4 —Rf 2 (wherein Ar 1 and Ar 2 each independently represent a divalent aromatic group. . Similarly), Rf 1 -R 1 -O- Ar 1 -O-R 3 -O-Ar 2 -O-R 4 -Rf 2, Rf 1 -R 1 -SO 2 -Ar 1 -O-R 6 - Examples include compounds represented by the general formula: O—R 7 —O—Ar 2 —O—R 4 —Rf 2 (wherein R 6 and R 7 each independently represents an alkylene group; the same shall apply hereinafter). It is done. More specifically, Rf 1 and Rf 2 are each independently a perfluoroalkyl group having 2 to 10 carbon atoms, R 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, Ar is (or Ar 1 and Ar 2 are each Independently, a p-phenylene group or a p-biphenylene group, a compound represented by each of the above general formulas wherein R 2 is an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, and a dimer structure thereof, for example, Rf 1 -R 1- O—Ar—O—R 2 , Rf 1 —R 1 —SO 2 —Ar—O—R 2 , Rf 1 —R 1 —O—Ar 1 —O—R 3 —O—Ar 2 —O— R 4 —Rf 2 , Rf 1 —R 1 —SO 2 —Ar 1 —O—R 6 —O—R 7 —O—Ar 2 —O—R 4 —Rf 2 are exemplified. It is done.

上記一般式(3)において、Cyは置換又は無置換の核原子数5〜30の2価の芳香族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を示す。2価の芳香族炭化水素基は、いわゆる「芳香族性」を示す環式の2価の基である。この2価の芳香族炭化水素基は、炭素環式の基であっても複素環式の基であってもよい。これらの2価の芳香族炭化水素基は、置換基により置換されていてもよく、置換されていない無置換のものであってもよい。2価の芳香族炭化水素基の置換基は、合成、あるいは原料入手の容易性という観点から選ぶこともできる。あるいは、2価の芳香族炭化水素基の置換基は、ゲル化剤の溶解温度及びゲル化能の観点から選ぶこともできる。   In the general formula (3), Cy represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group having 5 to 30 nuclear atoms. The divalent aromatic hydrocarbon group is a cyclic divalent group exhibiting so-called “aromaticity”. This divalent aromatic hydrocarbon group may be a carbocyclic group or a heterocyclic group. These divalent aromatic hydrocarbon groups may be substituted with a substituent or may be an unsubstituted one that is not substituted. A substituent of the divalent aromatic hydrocarbon group can be selected from the viewpoint of synthesis or availability of raw materials. Alternatively, the substituent of the divalent aromatic hydrocarbon group can be selected from the viewpoint of the melting temperature and gelling ability of the gelling agent.

炭素環式の基は、その核原子数が6〜30であり、置換基により置換されていてもよく、置換されていない無置換のものであってもよい。その具体例としては、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラニレン基、フェナンスリレン基、ピレニレン基、クリセニレン基及びフルオランテニレン基に代表される核を有する2価の基が挙げられる。
複素環式の基は、その核原子数が5〜30であり、例えば、ピローレン基、フラニレン基、チオフェニレン基、トリアゾーレン基、オキサジアゾーレン基、ピリジレン基及びピリミジレン基に代表される核を有する2価の基が挙げられる。
芳香族炭化水素基は、原料入手容易性及び合成容易性の観点並びに電解液におけるゲル化能の観点から、置換又は無置換の核原子数6〜20の2価の芳香族炭化水素基であると好ましく、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、ターフェニレン基及びアントラニレン基からなる群より選ばれる基であるとより好ましい。
また、上記置換基としては、メチル基及びエチル基に代表されるアルキル基、並びにハロゲン原子が挙げられる。
The carbocyclic group has 6 to 30 nuclear atoms, may be substituted with a substituent, or may be unsubstituted or unsubstituted. Specific examples thereof include divalent groups having a nucleus represented by a phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, a naphthylene group, an anthranylene group, a phenanthrylene group, a pyrenylene group, a chrysenylene group, and a fluoranthenylene group. It is done.
The heterocyclic group has 5 to 30 nuclear atoms, and includes, for example, a nucleus represented by a pyrrolene group, a furylene group, a thiophenylene group, a triazolen group, an oxadiazolene group, a pyridylene group, and a pyrimidylene group. And a divalent group.
The aromatic hydrocarbon group is a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 nuclear atoms from the viewpoints of availability of raw materials and ease of synthesis and gelation ability in the electrolytic solution. And more preferably a group selected from the group consisting of a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, a terphenylene group and an anthranylene group.
Moreover, as said substituent, the alkyl group represented by the methyl group and the ethyl group, and a halogen atom are mentioned.

脂環式炭化水素基は、その核原子数が5〜30であり、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロオクチル基が挙げられる。   The alicyclic hydrocarbon group has 5 to 30 nuclear atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

芳香族炭化水素基又は脂環式炭化水素基は、その核原子数が当該範囲内であれば複数の基が連結したり、炭素環と複素環との両者を有したり、芳香族基と脂環式基との両者を有したりしてもよい。   An aromatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group has a plurality of groups connected if the number of nuclear atoms is within the range, or has both a carbocyclic ring and a heterocyclic ring. You may have both with an alicyclic group.

上記一般式(3)において、R5は主鎖の炭素数1〜20の置換若しくは無置換の1価の炭化水素基を示し、飽和であっても不飽和であってもよい。R5は脂肪族炭化水素基であってもよく、更に芳香族炭化水素基を有していてもよい。その脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基における炭化水素基の一部又は全部がハロゲン原子で置換されていてもよい。1価の炭化水素基が1価の脂肪族炭化水素基である場合、分岐していてもよく分岐していなくてもよく、分岐鎖の一部又は全部がハロゲン原子で置換されていてもよい。また、この炭化水素基は、その鎖中に酸素原子及び/又は硫黄原子を有していてもよい。さらに、1価の炭化水素基が芳香族炭化水素基を有する場合、この芳香族炭化水素基が更に置換基を有していてもよく有していなくてもよい。ただし、この1価の炭化水素基は、上記一般式(3)で表される化合物(以下「化合物(3)」とも表記する。)が溶媒に溶解して、その溶媒を含む電解液をゲル化させるために、ベンジル基に代表されるアラルキル基等の、化合物(3)を溶媒に容易に溶解可能にする炭化水素基であると好ましい。また、その1価の炭化水素基の炭素数が21以上であると、原料の入手が困難となる傾向にある。R5で示される1価の炭化水素基は、本実施形態における上記効果をより有効かつ確実に奏する観点から、炭素数4〜18のアルキル基であると好ましく、炭素数4〜14のアルキル基であると更に好ましい。また、R5は、ゲル化能とハンドリング性との観点から、直鎖のアルキル基であると好ましい。 In the general formula (3), R 5 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain, and may be saturated or unsaturated. R 5 may be an aliphatic hydrocarbon group and may further have an aromatic hydrocarbon group. A part or all of the hydrocarbon groups in the aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom. When the monovalent hydrocarbon group is a monovalent aliphatic hydrocarbon group, it may be branched or unbranched, and a part or all of the branched chain may be substituted with a halogen atom. . Moreover, this hydrocarbon group may have an oxygen atom and / or a sulfur atom in its chain. Furthermore, when the monovalent hydrocarbon group has an aromatic hydrocarbon group, this aromatic hydrocarbon group may or may not further have a substituent. However, the monovalent hydrocarbon group is obtained by dissolving the compound represented by the general formula (3) (hereinafter also referred to as “compound (3)”) in a solvent, Therefore, a hydrocarbon group that makes the compound (3) easily soluble in a solvent, such as an aralkyl group typified by a benzyl group, is preferable. Moreover, when the carbon number of the monovalent hydrocarbon group is 21 or more, it tends to be difficult to obtain raw materials. The monovalent hydrocarbon group represented by R 5 is preferably an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, and an alkyl group having 4 to 14 carbon atoms from the viewpoint of more effectively and reliably achieving the above effects in the present embodiment. Is more preferable. R 5 is preferably a linear alkyl group from the viewpoint of gelling ability and handling properties.

上記一般式(3)において、X3は下記式(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)及び(3g)(以下、(3a)〜(3g)と表記する。)で表される基からなる群より選ばれる2価の基、又は、下記式(3a)〜(3g)で表される基のうち2種以上が結合した2価の基を示す。これらのうち、下記式(3a)、(3e)及び(3g)で表される基のいずれかの2価の基であると好ましい。

Figure 2013140786
上記一般式(3)において、X3は化合物(3)をリチウムイオン二次電池に用いた際に、長期にわたって安定である点とゲル化能とから選択すると好ましい。X3が上記式(3a)で表される基である場合、そのゲル化剤を含む組成物は、非常に安定性が高いゲルとなる傾向にある。また、X3が上記式(3e)で表される基である場合、そのゲル化剤を含む組成物は、ゲル−ゾルの転移を温度調整だけではなく、光照射によっても誘起できる点で用途拡大に繋がる。 In the general formula (3), X 3 represents the following formulas (3a), (3b), (3c), (3d), (3e), (3f) and (3g) (hereinafter, (3a) to (3g) Or a divalent group in which two or more of the groups represented by the following formulas (3a) to (3g) are bonded to each other. Show. Among these, a divalent group of any one of the groups represented by the following formulas (3a), (3e) and (3g) is preferable.
Figure 2013140786
In the above general formula (3), X 3 is preferably selected from the point of being stable over a long period of time and the gelling ability when the compound (3) is used in a lithium ion secondary battery. When X 3 is a group represented by the above formula (3a), the composition containing the gelling agent tends to be a very stable gel. When X 3 is a group represented by the above formula (3e), the composition containing the gelling agent can be used in that the gel-sol transition can be induced not only by temperature adjustment but also by light irradiation. It leads to expansion.

上記一般式(3)において、Cmは下記一般式(3z)で表される1価の基(クマリン部位)を示し、下記式(3z)中、複数のRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。Raがアルキル基である場合、その炭素数は1〜6であると好ましく、アルコキシ基である場合、その炭素数は1〜8であると好ましい。

Figure 2013140786
In the general formula (3), Cm represents a monovalent group (coumarin moiety) represented by the following general formula (3z). In the following formula (3z), a plurality of R a are each independently a hydrogen atom. Represents an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom. When R a is an alkyl group, the carbon number is preferably 1 to 6, and when it is an alkoxy group, the carbon number is preferably 1 to 8.
Figure 2013140786

低分子量型のゲル化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A low molecular weight type gelling agent is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本実施形態に係る低分子量型のゲル化剤は、常法により合成されてもよく、市販品を入手してもよい。このゲル化剤のうち、パーフルオロアルキル基を有するゲル化剤は、例えば、国際公開第2007/083843号、特開2007−191626号公報、特開2007−191627号公報、特開2007−191661号公報及び国際公開第2009/78268号に記載の方法を参照して製造することができる。   The low molecular weight type gelling agent according to this embodiment may be synthesized by a conventional method, or a commercially available product may be obtained. Among these gelling agents, those having a perfluoroalkyl group include, for example, International Publication No. 2007/083843, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-191626, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-191627, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-191661. It can manufacture with reference to the method of gazette and international publication 2009/78268.

本実施形態に用いるパーフルオロアルキル基を有するゲル化剤は、例えば、次のスキームによって合成することができる。まず、下記一般式(11a)で表されるチオール化合物を、乾燥THFなどの溶媒中、トリエチルアミンなどの塩基の存在下、下記一般式(11b)で表される化合物でスルフィド化して、下記一般式(11c)で表される化合物を得る。
HS−Ar−OH (11a)
m2m+1p2p1 (11b)
m2m+1p2p−S−Ar−OH (11c)
The gelling agent having a perfluoroalkyl group used in the present embodiment can be synthesized by the following scheme, for example. First, a thiol compound represented by the following general formula (11a) is sulfided with a compound represented by the following general formula (11b) in the presence of a base such as triethylamine in a solvent such as dry THF. The compound represented by (11c) is obtained.
HS-Ar-OH (11a)
C m F 2m + 1 C p H 2p X 1 (11b)
C m F 2m + 1 C p H 2p -S-Ar-OH (11c)

次いで、上記一般式(11c)で表される化合物を3−ペンタノンなどの溶媒中、K2CO3などのアルカリ金属化合物の存在下、下記一般式(11d)で表される化合物でエーテル化して、下記一般式(11e)で表される化合物を得る。
12 (11d)
m2m+1p2p−S−Ar−O−R1 (11e)
Next, the compound represented by the general formula (11c) is etherified with a compound represented by the following general formula (11d) in the presence of an alkali metal compound such as K 2 CO 3 in a solvent such as 3-pentanone. To obtain a compound represented by the following general formula (11e).
R 1 X 2 (11d)
C m F 2m + 1 C p H 2p -S-Ar-O-R 1 (11e)

そして、上記一般式(11e)で表される化合物を、酢酸などの触媒の存在下で、過酸化水素などの酸化剤により酸化することで、下記一般式(11j)で表されるパーフルオロ化合物が得られる。
m2m+1p2p−SO2−Ar−O−R1 (11j)
ここで、上記一般式(11j)で表されるパーフルオロ化合物の製造スキームにおける限り、Arは置換又は無置換の核原子数8〜30の2価の芳香族基を示し、R1は飽和又は不飽和の炭素数1〜20の1価の炭化水素基を示し、mは2〜16の自然数を示し、pは0〜6の整数を示し、X1は、例えばヨウ素原子などのハロゲン原子を示し、X2は、例えば臭素原子などのハロゲン原子を示す。
Then, the perfluoro compound represented by the following general formula (11j) is obtained by oxidizing the compound represented by the general formula (11e) with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide in the presence of a catalyst such as acetic acid. Is obtained.
C m F 2m + 1 C p H 2p -SO 2 -Ar-O-R 1 (11j)
Here, as long as in the production scheme of the perfluoro compound represented by the general formula (11j), Ar represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group having 8 to 30 nuclear atoms, and R 1 is saturated or Represents an unsaturated monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, m represents a natural number of 2 to 16, p represents an integer of 0 to 6, and X 1 represents a halogen atom such as an iodine atom, for example. X 2 represents a halogen atom such as a bromine atom.

かかる合成法としては、例えば、国際公開第2009/78268号に記載の合成法を参照することができる。   As such a synthesis method, for example, the synthesis method described in International Publication No. 2009/78268 can be referred to.

また、Arがビフェニレン基やターフェニレン基などの複数の芳香環を単結合により結合した基である場合は、例えば下記合成法により、上記一般式(11j)で表されるパーフルオロ化合物を得ることができる。まず、下記一般式(11f)で表されるチオール化合物を、乾燥THFなどの溶媒中、トリエチルアミンなどの塩基の存在下、上記一般式(11b)で表される化合物でスルフィド化して、下記一般式(11g)で表される化合物を得る。ここで、式(11f)及び(11g)中、m及びpは式(11j)におけるものと同義であり、X3は、例えば臭素原子などのハロゲン原子を示し、Ar2は、上記式(11j)におけるArを構成する2価の芳香族炭化水素基の一部を示す。
HS−Ar2−X3 (11f)
m2m+1p2p−S−Ar2−X3 (11g)
Further, when Ar is a group in which a plurality of aromatic rings such as a biphenylene group or a terphenylene group are bonded by a single bond, a perfluoro compound represented by the above general formula (11j) is obtained by the following synthesis method, for example. Can do. First, a thiol compound represented by the following general formula (11f) is sulfided with a compound represented by the above general formula (11b) in the presence of a base such as triethylamine in a solvent such as dry THF. A compound represented by (11 g) is obtained. Here, in the formulas (11f) and (11g), m and p are as defined in the formula (11j), X 3 represents a halogen atom such as a bromine atom, and Ar 2 represents the above formula (11j). ) Represents a part of the divalent aromatic hydrocarbon group constituting Ar.
HS-Ar 2 -X 3 (11f )
C m F 2m + 1 C p H 2p -S-Ar 2 -X 3 (11g)

次いで、上記一般式(11g)で表される化合物を、酢酸などの触媒の存在下で、過酸化水素などの酸化剤により酸化することで、下記化合物(11h)が得られる。ここで、式(11h)中、Ar2、X3、m及びpは、式(11g)におけるものと同義である。
m2m+1p2p−SO2−Ar2−X3 (11h)
Next, the following compound (11h) is obtained by oxidizing the compound represented by the general formula (11g) with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide in the presence of a catalyst such as acetic acid. Here, in the formula (11h), Ar 2 , X 3 , m and p are as defined in the formula (11g).
C m F 2m + 1 C p H 2p -SO 2 -Ar 2 -X 3 (11h)

そして、上記一般式(11h)で表される化合物と下記一般式(11i)で表される化合物とから、K2CO3などの塩基水溶液中、パラジウム触媒の存在下で、鈴木・宮浦カップリングにより、上記一般式(11j)で表されるパーフルオロ化合物を得る。ここで、式(11i)中、R1は、上記式(11j)におけるものと同義であり、Ar3は、上記式(11j)におけるArを構成する2価の芳香族炭化水素基のAr2とは別の一部を示し、Ar2とAr3が単結合により結合したものがArとなる。
1−O−Ar3−B(OH)2 (11i)
Then, from the compound represented by the above general formula (11h) and the compound represented by the following general formula (11i), in the presence of a palladium catalyst in a basic aqueous solution such as K 2 CO 3 , Suzuki-Miyaura coupling To obtain the perfluoro compound represented by the general formula (11j). Here, in the formula (11i), R 1 has the same meaning as in the formula (11j), Ar 3 is Ar 2 a divalent aromatic hydrocarbon group constituting Ar in the formula (11j) A part different from is shown, and Ar 2 and Ar 3 bonded by a single bond is Ar.
R 1 —O—Ar 3 —B (OH) 2 (11i)

また、本実施形態に用いるパーフルオロアルキル基を有するゲル化剤は、例えば、次のスキームによって合成することができる。すなわち、下記一般式(Ia)で表される化合物と下記一般式(IIa)で表される化合物とから、光延反応などの脱水縮合により、パーフルオロアルキル基を有するゲル化剤の一種である下記一般式(IIIa)で表される化合物を合成することができる。ここで、式中、Y1及びY2はそれぞれ独立に、硫黄原子又は酸素原子である。
Rf1−R1−Y1−Z−Y2H (Ia)
Rf22OH (IIa)
Rf1−R1−Y1−Z−Y2−R2−Rf2 (IIIa)
Moreover, the gelling agent which has the perfluoroalkyl group used for this embodiment is compoundable with the following scheme, for example. That is, from the compound represented by the following general formula (Ia) and the compound represented by the following general formula (IIa), dehydration condensation such as Mitsunobu reaction is a kind of gelling agent having a perfluoroalkyl group. A compound represented by the general formula (IIIa) can be synthesized. Here, in the formula, Y 1 and Y 2 are each independently a sulfur atom or an oxygen atom.
Rf 1 -R 1 -Y 1 -Z- Y 2 H (Ia)
Rf 2 R 2 OH (IIa)
Rf 1 -R 1 -Y 1 -Z- Y 2 -R 2 -Rf 2 (IIIa)

また、上記一般式(IIIa)で表される化合物において、Y1及び/又はY2が硫黄原子である場合に、その硫黄原子を更にスルホニル化又はスルホキシド化することにより、パーフルオロアルキル基を有するゲル化剤の別の一種である下記一般式(IVa)で表される化合物を合成することができる。ここで、Y3及びY4の少なくとも一方は、SO基又はSO2基であり、Y3及びY4の一方がSO基又はSO2基である場合の他方は硫黄原子又は酸素原子である。
Rf1−R1−Y3−Z−Y4−R2−Rf2 (IVa)
Further, in the compound represented by the above general formula (IIIa), when Y 1 and / or Y 2 is a sulfur atom, the sulfur atom is further sulfonylated or sulfoxidized to have a perfluoroalkyl group. A compound represented by the following general formula (IVa), which is another kind of gelling agent, can be synthesized. Here, at least one of Y 3 and Y 4 is an SO group or SO 2 group, and when one of Y 3 and Y 4 is an SO group or SO 2 group, the other is a sulfur atom or an oxygen atom.
Rf 1 -R 1 -Y 3 -Z- Y 4 -R 2 -Rf 2 (IVa)

上記一般式(Ia)で表される化合物は、例えば、下記式(Va)で表される化合物の活性水素(チオール基又は水酸基の水素原子)を、アルカリ条件下で、パーフルオロアルカンハロゲン化物(例えばヨウ化物)のパーフルオロアルキル基で置換することにより合成することができる。
HY1−Z−Y2H (Va)
The compound represented by the general formula (Ia) is, for example, a perfluoroalkane halide (thiol group or a hydrogen atom of a hydroxyl group) of a compound represented by the following formula (Va) under alkaline conditions ( For example, it can be synthesized by substitution with a perfluoroalkyl group of iodide.
HY 1 -ZY 2 H (Va)

また、上記式(IIa)で表される化合物は、パーフルオロアルカンハロゲン化物(例えばヨウ化物)のアルケノールへの付加反応により得られるアルカノールのハロゲン化物を、更に還元することにより合成することができる。   The compound represented by the above formula (IIa) can be synthesized by further reducing the halide of alkanol obtained by the addition reaction of perfluoroalkane halide (for example, iodide) to alkenol.

ここで、上記一般式(IIIa)又は(IVa)で表されるパーフルオロ化合物(ゲル化剤)の製造スキームにおける限り、Rf1及びRf2はそれぞれ独立に、主鎖の炭素数2〜18の置換又は無置換のパーフルオロアルキル基を示し、R1及びR2はそれぞれ独立に、単結合又は主鎖の炭素数1〜8の置換若しくは無置換の2価の炭化水素基を示し、Zは置換又は無置換の核原子数5〜30の2価の芳香族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を示す。 Here, as long as in the production scheme of the perfluoro compound (gelator) represented by the above general formula (IIIa) or (IVa), Rf 1 and Rf 2 are each independently of 2 to 18 carbon atoms in the main chain. A substituted or unsubstituted perfluoroalkyl group, R 1 and R 2 each independently represents a single bond or a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in the main chain; A substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group having 5 to 30 nuclear atoms is shown.

ただし、本実施形態に用いるパーフルオロアルキル基を有するゲル化剤の合成方法は上記の方法に限定されない。   However, the synthesis method of the gelling agent having a perfluoroalkyl group used in the present embodiment is not limited to the above method.

また、本実施形態に係る化合物(3)はクマリン型のゲル化剤であり、化合物(3)として、例えば、液晶討論会講演予稿集p44(2007)に記載の化合物を用いることができる。   In addition, the compound (3) according to this embodiment is a coumarin-type gelling agent, and for example, the compound described in the liquid crystal discussion conference proceedings collection p44 (2007) can be used as the compound (3).

また、アゾ基を有する化合物(3)、すなわちX3が上記式(3e)で表される化合物(3)は、例えば、下記のような反応経路で合成することができる。

Figure 2013140786
The compound (3) having an azo group, that is, the compound (3) in which X 3 is represented by the above formula (3e) can be synthesized, for example, by the following reaction pathway.
Figure 2013140786

このように合成されるアゾ基を有する化合物(3)としては、例えば、下記式(3I)で表される化合物(以下、「化合物(3I)」とも表記する。)及び下記式(3II)で表される化合物(以下、「化合物(3II)」とも表記する。)が挙げられる。

Figure 2013140786
Examples of the compound (3) having an azo group synthesized in this way include a compound represented by the following formula (3I) (hereinafter also referred to as “compound (3I)”) and the following formula (3II). And a compound represented by the following (hereinafter also referred to as “compound (3II)”).
Figure 2013140786

以下、化合物(3I)及び(3II)の合成方法について詳細に説明する。
〔化合物(3I)の合成方法〕
(工程1:化合物(a)の合成)

Figure 2013140786
ナスフラスコに濃硝酸及び濃硫酸の混合溶液を加える。当該ナスフラスコを氷浴で冷却しながら、クマリンを、混合溶液の温度が20℃を超えないように徐々に加える。クマリンを全量加え終えたら氷浴を外し、室温で1時間攪拌して反応させる。当該反応液を水中に注ぎ、析出した固体を濾取する。濾取した固体を、トルエンで再結晶を行い、淡黄色の固体の化合物(a)を得る。 Hereinafter, a method for synthesizing the compounds (3I) and (3II) will be described in detail.
[Method for Synthesizing Compound (3I)]
(Step 1: Synthesis of Compound (a))
Figure 2013140786
Add a mixed solution of concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid to the eggplant flask. While cooling the eggplant flask in an ice bath, coumarin is gradually added so that the temperature of the mixed solution does not exceed 20 ° C. When all the coumarin has been added, remove the ice bath and stir at room temperature for 1 hour to react. The reaction solution is poured into water, and the precipitated solid is collected by filtration. The solid collected by filtration is recrystallized from toluene to obtain a light yellow solid compound (a).

(工程2:化合物(b)の合成)

Figure 2013140786
ナスフラスコにおいて、化合物(a)をエタノール及びトルエンの混合溶液に溶かして、Pd/Cの存在下、水素添加反応を行う。水素添加反応後、Pd/Cを濾取し、濾液をエバポレーターで濃縮する。析出した固体をトルエンで再結晶を行い、黄色固体の化合物(b)を得る。 (Step 2: Synthesis of Compound (b))
Figure 2013140786
In an eggplant flask, the compound (a) is dissolved in a mixed solution of ethanol and toluene, and a hydrogenation reaction is performed in the presence of Pd / C. After the hydrogenation reaction, Pd / C is collected by filtration, and the filtrate is concentrated by an evaporator. The precipitated solid is recrystallized from toluene to obtain a yellow solid compound (b).

(工程3:化合物(c)の合成)

Figure 2013140786
ナスフラスコにおいて、5℃の氷冷下、12Nの塩酸水溶液を調製する。当該水溶液中に、化合物(b)及び亜硝酸ナトリウム(NaNO2)を加えて、20分間攪拌する。さらに、フェノール、水酸化ナトリウム及び水の混合溶液を加えて攪拌する。析出した固体をトルエンで再結晶を行い、化合物(c)を得る。 (Step 3: Synthesis of Compound (c))
Figure 2013140786
In an eggplant flask, a 12N aqueous hydrochloric acid solution is prepared under ice cooling at 5 ° C. Compound (b) and sodium nitrite (NaNO 2 ) are added to the aqueous solution and stirred for 20 minutes. Further, a mixed solution of phenol, sodium hydroxide and water is added and stirred. The precipitated solid is recrystallized from toluene to obtain compound (c).

(工程4:化合物(3I)の合成)

Figure 2013140786
ナスフラスコにおいて、化合物(c)を3−ペンタノンに溶解する。得られた溶液中に、1−ブロモオクタン及び炭酸カリウムを加えて15時間還流を行う。得られた固体をトルエンで再結晶させ、カラムクロマトグラフィーで精製して化合物(3I)を得る。なお、上記カラムクロマトグラフィーにおいて、充填剤としてシリカゲルを用い、展開溶媒としてクロロホルムを用いる。 (Step 4: Synthesis of Compound (3I))
Figure 2013140786
In an eggplant flask, compound (c) is dissolved in 3-pentanone. 1-Bromooctane and potassium carbonate are added to the obtained solution and refluxed for 15 hours. The obtained solid is recrystallized from toluene and purified by column chromatography to obtain compound (3I). In the column chromatography, silica gel is used as a filler and chloroform is used as a developing solvent.

〔化合物(3II)の合成方法〕

Figure 2013140786
ナスフラスコにおいて、化合物(c)を3−ペンタノンに溶解する。得られた溶液中に、1−ブロモヘキサン及び炭酸カリウムを加えて15時間還流を行う。得られた固体をトルエンで再結晶を行い、カラムクロマトグラフィーで精製して化合物(3II)を得る。なお、上記カラムクロマトグラフィーにおいて、充填剤としてシリカゲルを用い、展開溶媒としてクロロホルムを用いる。 [Method for Synthesizing Compound (3II)]
Figure 2013140786
In an eggplant flask, compound (c) is dissolved in 3-pentanone. 1-Bromohexane and potassium carbonate are added to the obtained solution and refluxed for 15 hours. The obtained solid is recrystallized from toluene and purified by column chromatography to obtain compound (3II). In the column chromatography, silica gel is used as a filler and chloroform is used as a developing solvent.

ただし、化合物(3)の製造方法は、上記方法に限定されるものではない。   However, the manufacturing method of a compound (3) is not limited to the said method.

本実施形態に係るゲル化剤の相転移型のゲルにおける含有量は、溶媒の少なくとも一部を除去する工程、あるいは、その後に必要に応じて追加した工程の後において、電解液をゲル化できるような量であれば特に限定されない。ただし、ハンドリング性、電気化学デバイスとしての特性、及び低コストをバランスよく向上させる観点から、その含有量は、溶媒の少なくとも一部を除去した後の溶媒と電解質との総量100質量部に対して、0.01〜20質量部であると好ましく、0.1〜10質量部であるとより好ましい。同様に溶媒の少なくとも一部を除去する前においては、ゲル化剤の含有量は、溶媒と電解質との総量100質量部に対して、0.0005〜18質量部であると好ましく、0.005〜8質量部であるとより好ましい。   The content of the gelling agent according to the present embodiment in the phase transition type gel can gel the electrolyte after the step of removing at least a part of the solvent or the step added after that as necessary. There is no particular limitation as long as it is such an amount. However, from the viewpoint of improving handling characteristics, characteristics as an electrochemical device, and low cost in a well-balanced manner, the content thereof is based on 100 parts by mass of the total amount of the solvent and the electrolyte after removing at least a part of the solvent. , 0.01 to 20 parts by mass, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass. Similarly, before removing at least a part of the solvent, the content of the gelling agent is preferably 0.0005 to 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solvent and the electrolyte. It is more preferable in it being -8 mass parts.

本実施形態に係る相転移型のゲルには、必要に応じて更に添加剤を含有させることができる。添加剤としては、例えば、熱安定剤、難燃剤、熱暴走抑制剤、過充電抑制添加剤、増粘剤、乳化剤、強化剤、電極保護皮膜形成用の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、固体(塊状)、粉末状であってもよいし、液体状であってもよいし、電解液に溶解するものであっても、溶解しないものであってもよい。
添加剤の添加量は、本発明の目的の達成を阻害せず、かつ、添加剤の使用目的を達成できる範囲において選択されるものであるが、良好な電池などの電気化学デバイス特性と添加剤による効果との両立を図るためには、添加剤の含有量は溶媒の少なくとも一部を除去した後の溶媒と電解質との総量100質量部に対して、0.5質量部〜20質量部が好ましく、1質量部〜10質量部が更に好ましい。同様に溶媒の少なくとも一部を除去する前においては、添加剤の添加量は、溶媒と電解質との総量100質量部に対して、0.025質量部〜18質量部が好ましい。
本実施形態に係る相転移型のゲルをリチウムイオン二次電池の電解液として用いる場合、電池作製時及び充放電時の気体発生を低減し、安定した充放電を実施するために、電極保護皮膜形成用の添加剤として、不飽和結合(ただし、C=Oの不飽和結合を除く。)及び/又はフッ素原子を有する化合物を用いることが有効である。不飽和結合(ただし、C=Oの不飽和結合を除く。)及び/又はフッ素原子を有する化合物としては、例えば、電解液の溶媒によく用いられるカーボネート化合物の一部をアルケンにしたもの、カーボネート化合物中の一部の水素原子をフッ素原子に置換したもの、チオフェン部位を有する化合物、フラン部位を有する化合物、ニトリル部位を有する化合物、サルファイト部位を有する化合物、スルホン部位を有する化合物が挙げられる。より具体的には、不飽和結合(ただし、C=Oの不飽和結合を除く。)及び/又はフッ素原子を有する化合物としては、例えば、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ジアリルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート及びジフルオロエチレンカーボネートが挙げられる。皮膜形成用の添加剤は、溶媒の少なくとも一部を除去する工程、あるいは、その後に必要に応じて追加した工程の後において、溶媒と電解質との総量100質量部に対して、0.1質量部〜10質量部含まれると好ましく、0.5質量部〜5質量部含まれるとより好ましい。添加剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられ、例えば、電極保護皮膜形成を補助する添加剤を更に添加することもできる。さらに、本実施形態に係る相転移型のゲルをリチウムイオン二次電池の電解液として用いる場合、例えば、従来の電解液に添加され得るような添加剤をその電解液に混合することもできる。
The phase transition type gel according to this embodiment may further contain an additive as necessary. Examples of the additive include a heat stabilizer, a flame retardant, a thermal runaway inhibitor, an overcharge suppression additive, a thickener, an emulsifier, a reinforcing agent, and an additive for forming an electrode protective film. These additives may be solid (bulk) or powder, may be liquid, may be dissolved in the electrolytic solution, or may not be dissolved.
The addition amount of the additive is selected within a range that does not hinder the achievement of the object of the present invention and can achieve the purpose of use of the additive. In order to achieve compatibility with the effect of the additive, the content of the additive is 0.5 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solvent and the electrolyte after removing at least a part of the solvent. 1 part by mass to 10 parts by mass is more preferable. Similarly, before removing at least a part of the solvent, the additive is preferably added in an amount of 0.025 parts by mass to 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the solvent and the electrolyte.
When the phase transition type gel according to the present embodiment is used as an electrolyte of a lithium ion secondary battery, an electrode protective film is used in order to reduce gas generation during battery preparation and charge / discharge and to perform stable charge / discharge. As an additive for formation, it is effective to use a compound having an unsaturated bond (excluding an unsaturated bond of C═O) and / or a fluorine atom. Examples of the compound having an unsaturated bond (excluding an unsaturated bond of C═O) and / or a fluorine atom include, for example, a part of a carbonate compound often used in an electrolyte solution as an alkene, carbonate Examples include compounds in which some hydrogen atoms in a compound are substituted with fluorine atoms, compounds having a thiophene moiety, compounds having a furan moiety, compounds having a nitrile moiety, compounds having a sulfite moiety, and compounds having a sulfone moiety. More specifically, examples of the compound having an unsaturated bond (excluding an unsaturated bond of C═O) and / or a fluorine atom include, for example, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, diallyl carbonate, fluoroethylene carbonate, and Difluoroethylene carbonate is mentioned. The additive for forming the film is 0.1 mass with respect to 100 mass parts of the total amount of the solvent and the electrolyte after the step of removing at least a part of the solvent or the step of adding after that if necessary. Parts to 10 parts by mass, preferably 0.5 parts to 5 parts by mass. An additive is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types, For example, the additive which assists electrode protective film formation can also be added further. Furthermore, when the phase transition type gel according to the present embodiment is used as an electrolyte of a lithium ion secondary battery, for example, an additive that can be added to a conventional electrolyte can be mixed with the electrolyte.

相転移型のゲルのゲルからゾルへの相転移温度は、溶媒の少なくとも一部を除去する工程、あるいは、その後に必要に応じて追加した工程を経た電解液において40℃から200℃の間にあると好ましく、50℃から150℃の間にあると更に好ましい。相転移温度が当該範囲にあることにより、ゲル電解質の持つ特徴(安全性、接着性、形態の自由度)と電池などの電気化学デバイス作製の簡便性とをより有効に両立することができる。   The phase transition temperature from the gel to the sol of the phase transition type gel is between 40 ° C. and 200 ° C. in the electrolytic solution that has undergone the process of removing at least a part of the solvent, or the process added after that as necessary. Preferably, it is between 50 ° C and 150 ° C. When the phase transition temperature is in this range, the characteristics (safety, adhesiveness, freedom of form) of the gel electrolyte and the ease of producing an electrochemical device such as a battery can be more effectively achieved.

溶媒と電解質とゲル化剤との混合比は目的に応じて選択できるが、電解質の濃度及びゲル化剤の含有量のいずれもが、溶媒の少なくとも一部を除去した段階で、上述の好ましい範囲、さらにはより好ましい範囲にあると望ましい。このような組成で電解液を作製することで、電池などの電気化学デバイス特性、取扱い性及び安全性の全てを更に良好なものとすることができる。   The mixing ratio of the solvent, the electrolyte, and the gelling agent can be selected according to the purpose, but both the concentration of the electrolyte and the content of the gelling agent are within the above-mentioned preferable range at the stage where at least a part of the solvent is removed. Furthermore, it is desirable that it is in a more preferable range. By preparing the electrolytic solution with such a composition, it is possible to further improve the characteristics of electrochemical devices such as batteries, handling properties, and safety.

電池などの電気化学デバイス構造体に注入する電解液含有液は、溶媒に電解質とゲル化剤とが溶解した液体状であっても、溶媒と電解質とゲル化剤とを含むゲル状のものであっても、溶媒に電解質が溶解し、かつ、ゲル化剤が分散したスラリー状のものであってもよい。電解液含有液が液体状であれば、電気化学デバイス構造体への注入、及び電気化学デバイス構造体への含浸が容易であり好ましい。一方、ゲル状であれば、除去する溶媒の量が少なくてすみ、除去する工程が簡易になるため好ましい。さらに、ゲル化剤が分散したスラリー状のものであれば、電解液含有液の注入及び溶媒の除去が簡易になるため好ましい。なお、「スラリー状」とは、液体(電解液含有液、電解液)の中に固体(ゲル化剤)が分散して存在する泥状の態様を示し、つまり、液体に溶解しない固体が存在する固−液の2相系にある状態(ただし固体が沈殿していない状態)であって、固体がある程度多く存在するために泥状になっている流動体を指す。   The electrolyte-containing liquid to be injected into an electrochemical device structure such as a battery is a gel containing a solvent, an electrolyte, and a gelling agent, even if the electrolyte and the gelling agent are dissolved in a solvent. Alternatively, it may be a slurry in which an electrolyte is dissolved in a solvent and a gelling agent is dispersed. If the electrolytic solution-containing liquid is in a liquid state, it is preferable because it can be easily injected into the electrochemical device structure and impregnated into the electrochemical device structure. On the other hand, the gel form is preferable because the amount of the solvent to be removed is small and the removal process becomes simple. Furthermore, a slurry in which a gelling agent is dispersed is preferable because the injection of the electrolyte solution-containing liquid and the removal of the solvent are simplified. “Slurry” means a muddy state in which a solid (gelling agent) is dispersed in a liquid (electrolyte-containing liquid, electrolyte), that is, there is a solid that does not dissolve in the liquid. This refers to a fluid that is in a solid-liquid two-phase system (a state in which no solid is precipitated) and is in a muddy state due to the presence of a certain amount of solids.

本実施形態に係る電解液含有液の調製方法は、そこに含まれる各成分を混合する方法であれば特に限定されず、それぞれの成分を混合する順は問わない。例えば、電解液含有液が、溶媒と電解質とゲル化剤とを含む場合、電解質と溶媒とゲル化剤との混合順は問わない。より具体的には、所定量の電解質と溶媒とを混合して予備的な電解液含有液を調製した後、ゲル化剤をその予備的な電解液含有液に混合して本実施形態の電解液含有液を得ることができる。あるいは、全ての成分を所定量で同時に混合して本実施形態の電解液含有液を得ることも可能である。なお、電解液含有液の調製方法において、ゲル化剤を含む混合物を一度加熱して、混合物中の各成分が均一になった状態で室温に冷却することもできる。
本実施形態の電解液含有液は電解液の原料となるものであり、上記から明らかなとおり、そこに含まれる溶媒の少なくとも一部を除去することにより、電解液が得られる。その電解液は、相転移型のゲルを形成するゲル化剤を含む電解質でもあり、リチウムイオン二次電池で好適に使用される。
The method for preparing the electrolytic solution-containing solution according to the present embodiment is not particularly limited as long as the components contained therein are mixed, and the order of mixing the components is not limited. For example, when the electrolytic solution-containing solution includes a solvent, an electrolyte, and a gelling agent, the order of mixing the electrolyte, the solvent, and the gelling agent is not limited. More specifically, after a predetermined amount of electrolyte and a solvent are mixed to prepare a preliminary electrolyte solution-containing solution, a gelling agent is mixed with the preliminary electrolyte solution-containing solution, and the electrolysis of this embodiment is performed. A liquid-containing liquid can be obtained. Alternatively, it is possible to obtain the electrolytic solution-containing liquid of the present embodiment by simultaneously mixing all the components in a predetermined amount. In addition, in the preparation method of electrolyte solution containing liquid, the mixture containing a gelatinizer can be once heated, and it can cool to room temperature in the state in which each component in a mixture became uniform.
The electrolytic solution-containing solution of the present embodiment is a raw material for the electrolytic solution, and as is apparent from the above, the electrolytic solution can be obtained by removing at least part of the solvent contained therein. The electrolytic solution is also an electrolyte containing a gelling agent that forms a phase transition type gel, and is preferably used in a lithium ion secondary battery.

本実施形態の電気化学デバイスの製造方法においては、電解液含有液を電気化学デバイス構造体に注入するよりも前に、予め作製しておいた電気化学デバイス構造体内に電解液又は電解液含有液の一部を含有させる工程を有してもよい。   In the method for manufacturing an electrochemical device according to the present embodiment, an electrolytic solution or an electrolytic solution-containing liquid is prepared in the electrochemical device structure prepared in advance before the electrolytic solution-containing liquid is injected into the electrochemical device structure. You may have the process of containing a part of.

例えば、本実施形態の電気化学デバイスがリチウムイオン二次電池又はリチウムイオンキャパシタである場合、電気化学デバイス構造体は、電気化学デバイスの外装を備えるものであればよく、その外装内に、正極、負極及びセパレータからなる群から選ばれる1種以上の部材を更に備えていてもよく、更に電解液又は電解液含有液の一部を備えていてもよい。以下、電気化学デバイスがリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、電気化学デバイスはこれに限定されない。正極、負極及びセパレータは、例えば下記に説明するものである。   For example, when the electrochemical device of the present embodiment is a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, the electrochemical device structure only needs to include an exterior of the electrochemical device, and the positive electrode, It may further include one or more members selected from the group consisting of a negative electrode and a separator, and may further include a part of the electrolytic solution or the electrolytic solution-containing solution. Hereinafter, although the case where an electrochemical device is a lithium ion secondary battery is demonstrated, an electrochemical device is not limited to this. A positive electrode, a negative electrode, and a separator are demonstrated below, for example.

<正極>
正極は、リチウムイオン二次電池の正極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。正極は、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有すると好ましい。そのような材料としては、例えば、下記一般式(6a)及び(6b)で表される複合酸化物、トンネル構造及び層状構造の金属カルコゲン化物及び金属酸化物、オリビン型リン酸化合物が挙げられる。
LixMO2 (6a)
Liy24 (6b)
ここで、式中、Mは遷移金属から選ばれる1種以上の金属を示し、xは0〜1の数、yは0〜2の数を示す。
<Positive electrode>
A positive electrode will not be specifically limited if it acts as a positive electrode of a lithium ion secondary battery, A well-known thing may be used. The positive electrode preferably contains one or more materials selected from the group consisting of materials capable of inserting and extracting lithium ions as the positive electrode active material. Examples of such materials include composite oxides represented by the following general formulas (6a) and (6b), metal chalcogenides and metal oxides having a tunnel structure and a layered structure, and olivine-type phosphate compounds.
Li x MO 2 (6a)
Li y M 2 O 4 (6b)
Here, in the formula, M represents one or more metals selected from transition metals, x represents a number from 0 to 1, and y represents a number from 0 to 2.

より具体的には、例えば、LiCoO2に代表されるリチウムコバルト酸化物;LiMnO2、LiMn24、Li2Mn24に代表されるリチウムマンガン酸化物;LiNiO2に代表されるリチウムニッケル酸化物;LizMO2(MはNi、Mn、Co、Al及びMgからなる群より選ばれる2種以上の元素を示し、zは0.9超1.2未満の数を示す)で表されるリチウム含有複合金属酸化物;LiFePO4で表されるリン酸鉄オリビンが挙げられる。また、正極活物質として、例えば、S、MnO2、FeO2、FeS2、V25、V613、TiO2、TiS2、MoS2及びNbSe2に代表されるリチウム以外の金属の酸化物も例示される。さらには、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリピロールに代表される導電性高分子も正極活物質として例示される。 More specifically, for example, lithium cobalt oxide typified by LiCoO 2 ; lithium manganese oxide typified by LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 Mn 2 O 4 ; lithium nickel typified by LiNiO 2 Oxide; represented by Li z MO 2 (M represents two or more elements selected from the group consisting of Ni, Mn, Co, Al, and Mg, and z represents a number greater than 0.9 and less than 1.2). And lithium-containing composite metal oxide; and iron phosphate olivine represented by LiFePO 4 . Further, as the positive electrode active material, for example, a metal other than lithium represented by S, MnO 2 , FeO 2 , FeS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , TiS 2 , MoS 2 and NbSe 2 is used. Oxides are also exemplified. Furthermore, conductive polymers represented by polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole are also exemplified as the positive electrode active material.

また、正極活物質としてリチウム含有化合物を用いると、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができる傾向にあるので好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、リチウムを含有するものであればよく、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物及びリチウムと遷移金属元素とを含むケイ酸金属化合物(例えばLituSiO4、Mは上記式(6a)と同義であり、tは0〜1の数、uは0〜2の数を示す。)が挙げられる。より高い電圧を得る観点から、特に、リチウムと、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)及びチタン(Ti)からなる群より選ばれる1種以上の遷移金属元素とを含む複合酸化物並びにリン酸化合物が好ましい。 Further, it is preferable to use a lithium-containing compound as the positive electrode active material because a high voltage and a high energy density tend to be obtained. As such a lithium-containing compound, any compound containing lithium may be used. For example, a composite oxide containing lithium and a transition metal element, a phosphate compound containing lithium and a transition metal element, and lithium and a transition metal element (For example, Li t Mu SiO 4 , where M is as defined in the above formula (6a), t is a number from 0 to 1, and u is a number from 0 to 2). . From the viewpoint of obtaining a higher voltage, lithium, cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), chromium (Cr), vanadium ( V) and composite oxides containing at least one transition metal element selected from the group consisting of titanium (Ti) and phosphate compounds are preferred.

より具体的には、かかるリチウム含有化合物としてリチウムを有する金属酸化物、リチウムを有する金属カルコゲン化物及びリチウムを有するリン酸金属化合物が好ましく、例えば、それぞれ下記一般式(7a)、(7b)で表される化合物が挙げられる。
LivI2 (7a)
LiwIIPO4 (7b)
ここで、式中、MI及びMIIはそれぞれ1種以上の遷移金属元素を示し、v及びwの値は電池の充放電状態によって異なるが、通常vは0.05〜1.10、wは0.05〜1.10の数を示す。
More specifically, the lithium-containing compound is preferably a metal oxide having lithium, a metal chalcogenide having lithium, and a metal phosphate compound having lithium. For example, the lithium-containing compounds are represented by the following general formulas (7a) and (7b), respectively. The compound which is made is mentioned.
Li v M I O 2 (7a )
Li w M II PO 4 (7b)
Here, in the formula, M I and M II each represent one or more transition metal elements, and the values of v and w vary depending on the charge / discharge state of the battery, but usually v is 0.05 to 1.10, w Indicates a number from 0.05 to 1.10.

上記一般式(7a)で表される化合物は一般に層状構造を有し、上記一般式(7b)で表される化合物は一般にオリビン構造を有する。これらの化合物において、構造を安定化させる等の目的から、遷移金属元素の一部をAl、Mg、その他の遷移金属元素で置換したり結晶粒界に含ませたりしたもの、酸素原子の一部をフッ素原子等で置換したものも挙げられる。更に、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したものも挙げられる。   The compound represented by the general formula (7a) generally has a layered structure, and the compound represented by the general formula (7b) generally has an olivine structure. In these compounds, for the purpose of stabilizing the structure, a part of the transition metal element is substituted with Al, Mg, other transition metal elements or included in the crystal grain boundary, a part of the oxygen atom And those substituted with a fluorine atom or the like. Furthermore, what coat | covered the other positive electrode active material to at least one part of the positive electrode active material surface is mentioned.

正極活物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A positive electrode active material is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

正極活物質の数平均粒子径(一次粒子径)は、好ましくは0.05μm〜100μm、より好ましくは1μm〜10μmである。正極活物質の数平均粒子径は湿式の粒子径測定装置(例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布計、動的光散乱式粒度分布計)により測定することができる。あるいは、透過型電子顕微鏡にて観察した粒子100個をランダムに抽出し、画像解析ソフト(例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製の画像解析ソフト、商品名「A像くん」)で解析し、その相加平均を算出することでも得られる。この場合、同じ試料に対して、測定方法間で数平均粒子径が異なる場合は、標準試料を対象として作成した検量線を用いてもよい。   The number average particle diameter (primary particle diameter) of the positive electrode active material is preferably 0.05 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 10 μm. The number average particle size of the positive electrode active material can be measured by a wet particle size measuring device (for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution meter, a dynamic light scattering particle size distribution meter). Alternatively, 100 particles observed with a transmission electron microscope are randomly extracted and analyzed with image analysis software (for example, image analysis software manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd., trade name “A Image-kun”). It can also be obtained by calculating an average. In this case, when the number average particle diameter differs between measurement methods for the same sample, a calibration curve created for the standard sample may be used.

正極は、例えば、下記のようにして得られる。すなわち、まず、上記正極活物質に対して、必要に応じて、導電助剤やバインダー等を加えて混合した正極合剤を溶剤に分散させて正極合剤含有ペーストを調製する。次いで、この正極合剤含有ペーストを正極集電体に塗布し、乾燥して正極合剤層を形成し、それを必要に応じて加圧し厚みを調整することによって、正極が作製される。
ここで、正極合剤含有ペースト中の固形分濃度は、好ましくは30〜80質量%であり、より好ましくは40〜70質量%である。
正極集電体は、例えば、アルミニウム箔、又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
The positive electrode is obtained, for example, as follows. That is, first, a positive electrode mixture-containing paste is prepared by dispersing, in a solvent, a positive electrode mixture obtained by adding a conductive additive, a binder, or the like to the positive electrode active material as necessary. Next, this positive electrode mixture-containing paste is applied to a positive electrode current collector and dried to form a positive electrode mixture layer, which is pressurized as necessary to adjust the thickness, thereby producing a positive electrode.
Here, the solid content concentration in the positive electrode mixture-containing paste is preferably 30 to 80% by mass, and more preferably 40 to 70% by mass.
The positive electrode current collector is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil or a stainless steel foil.

<負極>
負極は、リチウムイオン二次電池の負極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。負極は、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料及び金属リチウムからなる群より選ばれる1種以上の材料を含有すると好ましい。すなわち、負極は、負極活物質として、金属リチウム、炭素材料、リチウムと合金形成が可能な元素を含む材料、及び、リチウム含有化合物からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有すると好ましい。そのような材料としては、金属リチウムの他、例えば、ハードカーボン、ソフトカーボン、人造黒鉛、天然黒鉛、黒鉛、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、グラファイト、炭素コロイド、カーボンブラックに代表される炭素材料が挙げられる。これらのうち、コークスとしては、例えば、ピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークスが挙げられる。また、有機高分子化合物の焼成体は、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものである。なお、本発明においては、負極活物質に金属リチウムを採用した電池もリチウムイオン二次電池に含めるものとする。
<Negative electrode>
A negative electrode will not be specifically limited if it acts as a negative electrode of a lithium ion secondary battery, A well-known thing may be used. The negative electrode preferably contains at least one material selected from the group consisting of a material capable of inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material and metallic lithium. That is, the negative electrode preferably contains, as the negative electrode active material, one or more materials selected from the group consisting of metallic lithium, a carbon material, a material containing an element capable of forming an alloy with lithium, and a lithium-containing compound. Examples of such materials include lithium metal, hard carbon, soft carbon, artificial graphite, natural graphite, graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, organic polymer compound fired body, mesocarbon microbeads. Carbon materials represented by carbon fiber, activated carbon, graphite, carbon colloid, and carbon black. Among these, examples of the coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. Further, the fired body of the organic polymer compound is obtained by firing and polymerizing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature. In the present invention, a battery employing metallic lithium as the negative electrode active material is also included in the lithium ion secondary battery.

更に、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料としては、リチウムと合金を形成可能な元素を含む材料も挙げられる。この材料は金属又は半金属の単体であっても合金であっても化合物であってもよく、またこれらの1種又は2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものであってもよい。   Further, examples of the material capable of inserting and extracting lithium ions include a material containing an element capable of forming an alloy with lithium. This material may be a single metal or semi-metal, an alloy or a compound, and may have at least a part of one or more of these phases. .

なお、本明細書において、「合金」には、2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを有するものも含める。また、合金が、その全体として金属の性質を有するものであれば非金属元素を有していてもよい。その合金の組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物又はこれらのうちの2種以上が共存する。   In the present specification, the “alloy” includes an alloy having one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements. In addition, the alloy may have a nonmetallic element as long as the alloy has metallic properties as a whole. In the alloy structure, a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of these coexist.

このような金属元素及び半金属元素としては、例えば、チタン(Ti)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム、インジウム(In)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)及びイットリウム(Y)が挙げられる。   Examples of such metal elements and metalloid elements include titanium (Ti), tin (Sn), lead (Pb), aluminum, indium (In), silicon (Si), zinc (Zn), and antimony (Sb). Bismuth (Bi), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), silver (Ag), hafnium (Hf), zirconium (Zr) and yttrium (Y).

これらの中でも、長周期型周期表における4族又は14族の金属元素及び半金属元素が好ましく、特に好ましいのはチタン、ケイ素及びスズである。   Among these, metal elements and metalloid elements of Group 4 or 14 in the long-period periodic table are preferable, and titanium, silicon, and tin are particularly preferable.

スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素、マグネシウム(Mg)、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン(Ti)、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロム(Cr)からなる群より選ばれる1種以上の元素を有するものが挙げられる。   As an alloy of tin, for example, as a second constituent element other than tin, silicon, magnesium (Mg), nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium (Ti), germanium, bismuth, Examples thereof include those having one or more elements selected from the group consisting of antimony and chromium (Cr).

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ、マグネシウム、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロムからなる群より選ばれる1種以上の元素を有するものが挙げられる。   Examples of the silicon alloy include, as the second constituent element other than silicon, tin, magnesium, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, and chromium. Those having one or more elements selected from the above are listed.

チタンの化合物、スズの化合物及びケイ素の化合物としては、例えば酸素(O)又は炭素(C)を有するものが挙げられ、チタン、スズ又はケイ素に加えて、上述の第2の構成元素を有していてもよい。
また、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料としてリチウム含有化合物も挙げられる。リチウム含有化合物としては、正極材料として例示したものと同じものを用いることができる。
Examples of the titanium compound, the tin compound, and the silicon compound include those having oxygen (O) or carbon (C), and in addition to titanium, tin, or silicon, the second constituent element described above is included. It may be.
Moreover, a lithium containing compound is also mentioned as a material which can occlude and release lithium ions. As the lithium-containing compound, the same compounds as those exemplified as the positive electrode material can be used.

負極活物質は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A negative electrode active material is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

負極活物質の数平均粒子径(一次粒子径)は、好ましくは0.1μm〜100μm、より好ましくは1μm〜10μmである。負極活物質の数平均粒子径は、正極活物質の数平均粒子径と同様にして測定される。   The number average particle diameter (primary particle diameter) of the negative electrode active material is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 10 μm. The number average particle size of the negative electrode active material is measured in the same manner as the number average particle size of the positive electrode active material.

負極は、例えば、下記のようにして得られる。すなわち、まず、上記負極活物質に対して、必要に応じて、導電助剤やバインダー等を加えて混合した負極合剤を溶剤に分散させて負極合剤含有ペーストを調製する。次いで、この負極合剤含有ペーストを負極集電体に塗布し、乾燥して負極合剤層を形成し、それを必要に応じて加圧し厚みを調整することによって、負極が作製される。
ここで、負極合剤含有ペースト中の固形分濃度は、好ましくは30〜80質量%であり、より好ましくは40〜70質量%である。
負極集電体は、例えば、銅箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
A negative electrode is obtained as follows, for example. That is, first, a negative electrode mixture-containing paste is prepared by dispersing, in a solvent, a negative electrode mixture prepared by adding a conductive additive or a binder to the negative electrode active material, if necessary. Next, the negative electrode mixture-containing paste is applied to a negative electrode current collector and dried to form a negative electrode mixture layer, which is pressurized as necessary to adjust the thickness, thereby producing a negative electrode.
Here, the solid content concentration in the negative electrode mixture-containing paste is preferably 30 to 80% by mass, and more preferably 40 to 70% by mass.
The negative electrode current collector is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

正極及び負極の作製にあたって、必要に応じて用いられる導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の数平均粒子径(一次粒子径)は、好ましくは0.1μm〜100μm、より好ましくは1μm〜10μmであり、正極活物質の数平均粒子径と同様にして測定される。また、バインダーとしては、例えば、PVDF、PTFE、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム及びフッ素ゴムが挙げられる。   Examples of the conductive aid used as necessary in the production of the positive electrode and the negative electrode include graphite, carbon black typified by acetylene black and ketjen black, and carbon fiber. The number average particle size (primary particle size) of the conductive assistant is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 10 μm, and is measured in the same manner as the number average particle size of the positive electrode active material. Examples of the binder include PVDF, PTFE, polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber.

<セパレータ>
本実施形態に係るセパレータは、正負極の短絡防止、シャットダウン等の安全性付与の観点から、正極と負極との間に備えられると好ましい。イオン透過性が大きく、機械的強度に優れる絶縁性の薄膜が好ましい。
本実施形態に用いるセパレータの材質は、例えば、セラミック、ガラス、樹脂及びセルロースが挙げられる。樹脂としては、合成樹脂であっても天然樹脂(天然高分子)であってもよく、また、有機樹脂であっても無機樹脂であってもよいが、セパレータとしての性能に優れている観点から、有機樹脂であると好ましい。有機樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、並びに、液晶ポリエステル及びアラミドなどの耐熱樹脂が挙げられる。セパレータの相転移型ゲル化剤以外の材質は、高い耐熱性の観点から、セラミック及びガラスが好ましく、ハンドリング性及び耐熱性の観点から、ポリエステル、ポリアミド、液晶ポリエステル、アラミド、及びセルロースが好ましい。また、セパレータの相転移型ゲル化剤以外の材質は、コスト及び加工性の観点から、ポリオレフィンが好ましい。これらの材質のうち、樹脂を採用する場合、単独重合体である樹脂を用いてもよく、共重合樹脂を用いてもよく、また、複数種の樹脂の混合体及びアロイを用いてもよい。また、セパレータは、複数の材質の膜を積層した積層体であってもよい。セパレータが積層体の場合、各層の材質が互いに同じものであっても異なるものであってもよい。積層体のセパレータを作製する場合、ある層を別の層上に形成することを繰り返すことで順に積層して、すなわち逐次多層化して作製してもよく、それぞれ別に作製した複数の膜を張り合わせることで積層体を作製してもよい。
本実施形態に用いるセパレータの形態は、例えば、合成樹脂を製膜して製造した合成樹脂性微多孔膜、合成樹脂又は天然高分子を紡糸した繊維、ガラス繊維又はセラミック繊維を加工した織布、不織布、編布、抄紙、並びに、合成樹脂、セラミック粒子及びガラスの微粒子を配列して作製した膜が挙げられる。
セパレータは、複数の製法で作製した複数の膜を重ねることで得られてもよく、複数の製法で逐次多層化することで得られてもよい。
本実施形態のセパレータは、膜の補強、充放電の補助、耐熱性向上などの観点から、上記以外の成分、例えば、有機フィラー、無機フィラー、有機粒子、無機粒子をセパレータの表面及び/又は内部に含んでもよい。
<Separator>
The separator according to this embodiment is preferably provided between the positive electrode and the negative electrode from the viewpoint of providing safety such as prevention of short circuit between the positive and negative electrodes and shutdown. An insulating thin film having high ion permeability and excellent mechanical strength is preferred.
Examples of the material of the separator used in this embodiment include ceramic, glass, resin, and cellulose. The resin may be a synthetic resin or a natural resin (natural polymer), and may be an organic resin or an inorganic resin, but from the viewpoint of excellent performance as a separator. An organic resin is preferable. Examples of the organic resin include polyolefin, polyester, polyamide, and heat resistant resins such as liquid crystal polyester and aramid. The material other than the phase transition gelling agent of the separator is preferably ceramic and glass from the viewpoint of high heat resistance, and polyester, polyamide, liquid crystal polyester, aramid, and cellulose are preferable from the viewpoint of handling properties and heat resistance. The material other than the phase transition type gelling agent for the separator is preferably polyolefin from the viewpoint of cost and processability. Among these materials, when a resin is employed, a resin that is a homopolymer may be used, a copolymer resin may be used, or a mixture of a plurality of types of resins and an alloy may be used. Further, the separator may be a laminated body in which films made of a plurality of materials are laminated. When the separator is a laminate, the material of each layer may be the same or different. In the case of manufacturing a separator of a laminated body, it may be manufactured by sequentially stacking a certain layer on another layer, that is, by sequentially multilayering, and a plurality of separate films may be bonded together. Thus, a laminate may be produced.
The form of the separator used in this embodiment is, for example, a synthetic resin microporous film produced by forming a synthetic resin, a fiber spun from a synthetic resin or a natural polymer, a woven fabric processed from glass fiber or ceramic fiber, Nonwoven fabrics, knitted fabrics, papermaking, and films prepared by arranging synthetic resin, ceramic particles, and glass fine particles are listed.
The separator may be obtained by stacking a plurality of films produced by a plurality of production methods, or may be obtained by sequentially multilayering a plurality of production methods.
The separator according to the present embodiment has components other than those described above, for example, organic filler, inorganic filler, organic particles, and inorganic particles, on the surface and / or inside of the separator from the viewpoints of membrane reinforcement, charge / discharge assist, heat resistance improvement, and the like. May be included.

<電池構造体及びその作製方法>
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池用の電気化学デバイス構造体(電池構造体)は、電池ケース(外装)を備えていればよく、その電池ケース内に正極、負極及びセパレータからなる群から選ばれる1種以上の部材を更に備えていてもよく、電解液又は電解液含有液の一部を更に備えていてもよい。例えば、電池構造体は、正極、負極、セパレータ、電池ケース(外装)及び必要に応じてその他の部材を用いて作製した電池形状を有するものである。それは公知の方法で作製できる。
例えば、まず、正極と負極とを、その間にセパレータを介在させた積層状態で巻回して巻回構造の積層体に成形したり、それらを折り曲げや複数層の積層などによって、交互に積層した複数の正極と負極との間にセパレータが介在する積層体に成形したりする。次いで、電池ケース(外装)内にその積層体を収容して、本実施形態のリチウムイオン二次電池の電池構造体を作製することができる。
<Battery structure and manufacturing method thereof>
The electrochemical device structure (battery structure) for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment only needs to include a battery case (exterior), and the battery case includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. One or more members selected may be further provided, or a part of the electrolytic solution or the electrolytic solution-containing solution may be further provided. For example, the battery structure has a battery shape produced using a positive electrode, a negative electrode, a separator, a battery case (exterior), and other members as necessary. It can be made by known methods.
For example, first, a positive electrode and a negative electrode are wound in a laminated state with a separator interposed therebetween, and formed into a laminated body of a wound structure, or a plurality of them are alternately laminated by bending or laminating a plurality of layers. Or a laminate in which a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Subsequently, the laminated body is accommodated in a battery case (exterior), and the battery structure of the lithium ion secondary battery of this embodiment can be produced.

<リチウムイオン二次電池の製造方法>
本実施形態の電池の製造方法は、上記の電池構造体に、相転移型のゲルを形成できるゲル化剤を含む電解液含有液を注入した後、電解液含有液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を含むものである。除去される溶媒は、上述のとおり、極性基を有することが好ましい。
<Method for producing lithium ion secondary battery>
In the battery manufacturing method of the present embodiment, an electrolytic solution-containing solution containing a gelling agent capable of forming a phase transition type gel is injected into the battery structure, and then at least one of the solvents contained in the electrolytic solution-containing solution. A step of removing the portion. As described above, the solvent to be removed preferably has a polar group.

除去される溶媒は、除去する工程の後に電解液中に残存する溶媒と沸点が同一である又はそれよりも低いことが好ましく、200℃以下の沸点を有する溶媒を含むとより好ましく、150℃以下の沸点を有する溶媒を含むと更に好ましく、120℃以下の沸点を有する溶媒を含むと特に好ましい。そのような溶媒は、除去する工程において除去しやすい。一方、除去される溶媒は、通常環境下でのハンドリング性に優れる観点から、40℃以上の沸点を有する溶媒を含むと好ましく、50℃以上の沸点を有する溶媒を含むとより好ましく、60℃以上の沸点を有する溶媒を含むと更に好ましい。
このような溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネート、並びに、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートが有する水素原子の一つ以上をフッ素原子で置換した含フッ素カーボネートなどの鎖状カーボネート;ビニレンカーボネートなどの環状カーボネート;テトラヒドロフラン及び2−メチルテトラヒドロフランに代表される置換又は無置換のテトラヒドロフランなどの環状エーテル;1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン及びジグライム、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルメチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチルエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,2−トリフルオロプロピルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル及びヘキサフルオロイソプロピルメチルエーテルなどの鎖状エーテル;酢酸エチル及び酢酸ブチルに代表される酢酸エステルなどのエステル;アセトン及び3−ペンタノンなどのケトン;アセトニトリル、プロピオニトリル及びアジポニトリルなどのニトリル;クロロホルム及び塩化メチレンなどの含ハロゲン溶媒;並びにトルエン、キシレン、チオフェン、フルオロベンゼン及びヘキサフルオロベンゼンなどの芳香族化合物が挙げられる。これらの中では、除去されない残分の許容量を他の溶媒よりも多く設定でき、除去操作を簡易にできる観点から、鎖状カーボネート及び/又は鎖状エーテルが好ましく、鎖状カーボネートが更に好ましい。
The solvent to be removed preferably has the same or lower boiling point as the solvent remaining in the electrolytic solution after the removing step, and more preferably contains a solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower, and 150 ° C. or lower. It is more preferable to include a solvent having a boiling point of, and particularly preferable to include a solvent having a boiling point of 120 ° C. or lower. Such a solvent is easy to remove in the removing step. On the other hand, the solvent to be removed preferably contains a solvent having a boiling point of 40 ° C. or more, more preferably contains a solvent having a boiling point of 50 ° C. or more, and 60 ° C. or more from the viewpoint of excellent handling properties in a normal environment. It is more preferable to include a solvent having a boiling point of
Examples of such solvents include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and chains such as fluorine-containing carbonate in which one or more hydrogen atoms of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are substituted with fluorine atoms. Cyclic carbonates such as vinyl carbonate; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and substituted or unsubstituted tetrahydrofuran typified by tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and diglyme, 2, 2,3,3,3-pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl-1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, 1,1,2,2-te Lafluoroethyl methyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoropropyl ether, 1,1,2,2 -Chain ethers such as tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether and hexafluoroisopropyl methyl ether; esters such as acetate represented by ethyl acetate and butyl acetate; acetone and 3-pentanone Ketones; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and adiponitrile; halogen-containing solvents such as chloroform and methylene chloride; and aromatic compounds such as toluene, xylene, thiophene, fluorobenzene and hexafluorobenzene. Among these, a chain carbonate and / or a chain ether are preferable, and a chain carbonate is more preferable, from the viewpoint that the allowable amount of the residue that cannot be removed can be set more than other solvents and the removal operation can be simplified.

電解液含有液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程において、上記溶媒の少なくとも一部を除去する方法は特に限定されない。例えば、除去する工程は、電解液含有液を加熱する工程を含んでもよく、電解液含有液が注入された電池構造体内の圧力を変化させる工程を含んでもよく、それらの工程を両方とも含んでもよい。加熱する工程においては、電解液含有液が注入された電池構造体を加熱することで、その中に収容されている電解液含有液を加熱してもよい。   In the step of removing at least a part of the solvent contained in the electrolytic solution-containing solution, a method for removing at least a part of the solvent is not particularly limited. For example, the removing step may include a step of heating the electrolytic solution-containing liquid, may include a step of changing the pressure in the battery structure into which the electrolytic solution-containing liquid has been injected, or may include both of these steps. Good. In the step of heating, the electrolyte structure containing liquid accommodated therein may be heated by heating the battery structure into which the electrolyte solution containing liquid has been injected.

加熱する工程において電池構造体を加熱する場合、加熱する手段は特に限定されず、例えば、乾燥機(オーブン)、真空乾燥機、不活性ガスフロー乾燥機、乾燥ガスフロー乾燥機、電熱板及びブロックヒーターを用いることができる。
加熱温度は、好ましくは40℃以上200℃以下であり、より好ましくは50℃以上150℃以下、更に好ましくは50℃以上120℃以下である。この加熱温度は、除去すべき溶媒の沸点が高いほど高温にする必要がある。また、加熱時間は15秒以上25時間以下であると好ましく、当該範囲で加熱することで電池構造体への含浸性が向上する傾向にある。なお、加熱する工程中に、必要に応じて、電解液含有液の温度を上下させることも可能である。加熱する工程を経た電池構造体は、常温まで冷却すればよく、その冷却速度は任意に選択できる。
When the battery structure is heated in the heating step, the heating means is not particularly limited. For example, a dryer (oven), a vacuum dryer, an inert gas flow dryer, a dry gas flow dryer, an electric heating plate, and a block. A heater can be used.
The heating temperature is preferably 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and still more preferably 50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. The heating temperature needs to be higher as the boiling point of the solvent to be removed is higher. Further, the heating time is preferably 15 seconds or more and 25 hours or less, and the impregnation property to the battery structure tends to be improved by heating within the range. In addition, it is also possible to raise / lower the temperature of electrolyte solution containing liquid as needed during the process to heat. The battery structure that has undergone the heating step may be cooled to room temperature, and the cooling rate can be arbitrarily selected.

電池構造体内の圧力を変化させる工程は、電池構造体内を減圧する工程であってもよく、加圧する工程であってもよいが、より有効かつ確実に性能の低下を抑えた電池を製造する観点から、減圧する工程を含むことが好ましい。
減圧する工程において、電池構造体内を減圧する手段は特に限定されず、例えば、真空乾燥機、減圧炉、ベルジャー、減圧デシケータ及びオートクレーブを用いることができる。この工程における電池構造体内の圧力は、常圧よりも低い圧力であれば特に限定されないが、好ましくは400mmHg以下、より好ましくは300mmHg以下である。減圧する際は常圧から徐々に圧力を下げていってもよく、段階的に圧力を下げていってもよく、減圧度の上下を繰り返してもよい。段階的に圧力を下げる際の段階数、並びに減圧度の上下を繰り返す際の繰り返し数は、2回又は3回以上であってもよい。減圧する工程を経た電池構造体は、その内部を常圧に戻せばよい。
また、本実施形態の電池の製造方法は、上記減圧する工程の前後に加圧する工程を含んでもよく、それらの工程を交互に繰り返してもよい。
The step of changing the pressure in the battery structure may be a step of reducing the pressure in the battery structure or may be a step of pressurization. However, the viewpoint of manufacturing a battery that more effectively and reliably suppresses the deterioration of the performance. From this, it is preferable to include a step of reducing the pressure.
In the depressurizing step, means for depressurizing the inside of the battery structure is not particularly limited, and for example, a vacuum dryer, a depressurizing furnace, a bell jar, a depressurizing desiccator, and an autoclave can be used. The pressure in the battery structure in this step is not particularly limited as long as it is lower than normal pressure, but is preferably 400 mmHg or less, more preferably 300 mmHg or less. When the pressure is reduced, the pressure may be gradually reduced from the normal pressure, the pressure may be lowered stepwise, and the degree of pressure reduction may be repeated up and down. The number of steps when lowering the pressure stepwise and the number of repetitions when repeating increasing and decreasing the degree of decompression may be two times or three times or more. What is necessary is just to return the inside to the normal pressure of the battery structure which passed through the process of pressure-reducing.
In addition, the battery manufacturing method of the present embodiment may include a step of pressurizing before and after the step of reducing the pressure, and these steps may be repeated alternately.

また、除去する工程において、加熱する工程と減圧する工程とを組み合わせてもよい。これらの工程を、逐次的に経ることも可能であり、この場合、いずれの工程を先に実施してもよい。また、加熱する工程と減圧する工程とを同時に実施してもよく、この場合は、電解液含有液を加熱しながら電池構造体内を減圧する。あるいは、加熱条件の異なる複数の加熱する工程と、減圧条件の異なる複数の減圧する工程とを組み合わせてもよい。   Further, in the removing step, the heating step and the depressurizing step may be combined. These steps can be sequentially performed, and in this case, any step may be performed first. Moreover, you may implement simultaneously the process of heating, and the process of pressure-reducing, and in this case, the inside of a battery structure is pressure-reduced, heating an electrolyte solution containing liquid. Alternatively, a plurality of heating steps with different heating conditions may be combined with a plurality of pressure reduction steps with different pressure reduction conditions.

除去する工程において除去する溶媒の量は、溶媒を除去した後の電解液における溶媒、電解質及びゲル化剤の組成が、上述の好ましい範囲内である量とすることが好ましい。   The amount of the solvent to be removed in the removing step is preferably such that the composition of the solvent, the electrolyte and the gelling agent in the electrolytic solution after removing the solvent is within the above-mentioned preferred range.

本実施形態の電池の製造方法は、溶媒の少なくとも一部を除去する工程の後に、更に、電池構造体を加熱する工程、電池構造体内を減圧する工程、及び電池構造体内を加圧する工程のうち少なくとも1つの工程を含んでもよい。これらの工程を経ることにより、電池構造体における電極及びセパレータへの電解液含浸性が向上し得る。この際、加熱する手段、減圧する手段及び加圧する手段は特に限定されない。   The battery manufacturing method according to the present embodiment includes a step of heating the battery structure, a step of depressurizing the battery structure, and a step of pressurizing the battery structure after the step of removing at least a part of the solvent. At least one step may be included. By passing through these processes, the electrolyte impregnation property to the electrode and separator in a battery structure can improve. At this time, the means for heating, the means for reducing pressure, and the means for applying pressure are not particularly limited.

本実施形態の電池の製造方法は、除去する工程の後に、電池構造体内に再度溶媒を注入する工程を含んでもよい。この工程を経ることによって、溶媒を除去した後に所望の組成を有する電解液を調製することが容易となる。再度注入する溶媒は、除去した溶媒と互いに同じであっても異なっていてもよい。   The battery manufacturing method of the present embodiment may include a step of injecting a solvent again into the battery structure after the removing step. By passing through this step, it is easy to prepare an electrolytic solution having a desired composition after removing the solvent. The solvent to be reinjected may be the same as or different from the removed solvent.

上述の各工程を経た後、必要に応じて、電池構造体に残りの部材を組み込んだり、電池ケース(外装)が完全に密閉(シール)されていない場合には密閉したりして、リチウムイオン二次電池を得ることができる。
なお、必要に応じ、上述の各工程を経た後に、電池の余剰部を除去するなど形状を整えたり、電池の再締め付けや再シールを行ったりしてもよい。
After passing through the above steps, the remaining members are incorporated into the battery structure as necessary, or when the battery case (exterior) is not completely sealed (sealed), the lithium ion is sealed. A secondary battery can be obtained.
If necessary, the shape may be adjusted, for example, by removing an excess part of the battery, or the battery may be retightened or resealed after the above-described steps.

本実施形態の電池の製造方法では、電池構造体に相転移型ゲルを注入する際、溶媒に電解質とゲル化剤とが溶解した液体状態で注入することができる。このようにして注入すると、通常の電解液を用いた場合と類似の操作で注入できるため、操作が簡単である。また、注入直後から電池構造体への含浸が始まることで、短時間で含浸できる可能性がある点で有用である。この方法は、特に、後に除去する溶媒が、比較的揮発性の高い溶媒である場合に好ましい。   In the battery manufacturing method of the present embodiment, when the phase transition gel is injected into the battery structure, it can be injected in a liquid state in which an electrolyte and a gelling agent are dissolved in a solvent. When injected in this manner, the operation can be performed easily because the injection can be performed in the same manner as in the case of using a normal electrolytic solution. In addition, since the impregnation of the battery structure starts immediately after the injection, it is useful in that it can be impregnated in a short time. This method is particularly preferred when the solvent to be removed later is a relatively volatile solvent.

本実施形態の電池の製造方法では、電池構造体に相転移型ゲルを注入する際、溶媒と電解質とゲル化剤とを含むゲル状の液にして注入することもできる。これは、電池構造体内のデッドスペース、又は、予め電池構造体外側(例えば、電池構造体直上)に設置した所定の容器にゲルを収容し、その後、除去する工程において、そのゲルを電池構造体内全体に含浸させる方法である。電池構造体外側に設置した所定の容器にゲルを収容する場合、その後、容器内を加圧して、その容器からゲルを電池構造体内に注入することが可能となる。このようにして注入すると、除去する溶媒の量が少なくてすむため、短時間で溶媒を除去できる可能性がある点で有用である。この方法は、特に、液中の溶媒量に依存して特性(転移温度及び強度など)が変化するゲルを用いる場合に好ましい。   In the method for producing a battery of this embodiment, when the phase transition gel is injected into the battery structure, it can be injected as a gel-like liquid containing a solvent, an electrolyte, and a gelling agent. This is because the gel is accommodated in a dead space in the battery structure or in a predetermined container previously installed outside the battery structure (for example, immediately above the battery structure) and then removed in the battery structure. This is a method of impregnating the whole. When the gel is housed in a predetermined container installed outside the battery structure, the inside of the container can be pressurized and the gel can be injected from the container into the battery structure. When injected in this manner, the amount of solvent to be removed is small, which is useful in that the solvent can be removed in a short time. This method is particularly preferred when using a gel whose properties (such as transition temperature and strength) vary depending on the amount of solvent in the liquid.

本実施形態の電池の製造方法では、電池構造体に相転移型ゲルを注入する際、溶媒に電解質が溶解し、かつ、ゲル化剤が分散したスラリー状の液にして注入することができる。このようにして注入すると、通常の液体状の電解液と類似の操作で注入できるため、操作が簡単である。更に、このようにして注入すると、除去する溶媒の量が少なくてすむため、短時間で溶媒を除去できる可能性がある点で有用である。この方法は、特に、分散させやすいゲル化剤を用いる際に有用である。   In the battery manufacturing method of the present embodiment, when the phase transition type gel is injected into the battery structure, it can be injected as a slurry liquid in which the electrolyte is dissolved in the solvent and the gelling agent is dispersed. When injected in this manner, the operation can be performed easily because the injection can be performed in the same manner as a normal liquid electrolyte. Further, when injected in this manner, the amount of solvent to be removed is small, which is useful in that the solvent can be removed in a short time. This method is particularly useful when a gelling agent that is easy to disperse is used.

本実施形態のリチウムイオン二次電池の形状は、特に限定されず、例えば、円筒形、楕円形、角筒型、ボタン形、コイン形、扁平形及びラミネート形が好適に採用される。その中でも、コイン型、円筒型、角筒型、扁平型及びラミネート型が更に好適に採用され、コイン型及びラミネート型が特に好適に採用される。このような形状の電池は、電解液と電池構造体との親和性をより高めることができ、ゲル電解質が有する様々な性能を一層高く発現し、また、本実施形態の電池の製造方法に特に簡易に適用できる。また、電池の大きさも限定されず、複数個の電池を重ねたり並べたりする構造も多数種の電池を併用することも可能である。また、ラミネート型の電池の中でも、軽量性、耐久性、取扱い性及びコストなどの観点から、電池ケース(外装)が、アルミニウムラミネート材のようにアルミニウムフィルムと樹脂とを積層して構成されるものが更に好ましい。   The shape of the lithium ion secondary battery of the present embodiment is not particularly limited, and for example, a cylindrical shape, an elliptical shape, a rectangular tube shape, a button shape, a coin shape, a flat shape, and a laminate shape are suitably employed. Among them, a coin type, a cylindrical type, a rectangular tube type, a flat type and a laminate type are more preferably used, and a coin type and a laminate type are particularly preferably used. The battery having such a shape can further increase the affinity between the electrolytic solution and the battery structure, expresses various performances of the gel electrolyte, and is particularly suitable for the battery manufacturing method of the present embodiment. It can be applied easily. Further, the size of the battery is not limited, and a structure in which a plurality of batteries are stacked or arranged can be used in combination with many kinds of batteries. Also, among laminated batteries, the battery case (exterior) is constructed by laminating an aluminum film and a resin like an aluminum laminate material from the viewpoint of lightness, durability, handleability, and cost. Is more preferable.

以上、本実施形態の電気化学デバイスの製造方法を、リチウムイオン二次電池を製造する場合において詳細に説明したが、電気化学デバイスは、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、太陽電池、二次電池、キャパシタ及びコンデンサの製造にも、本実施形態の電気化学デバイスの製造方法を適用することができる。   As mentioned above, although the manufacturing method of the electrochemical device of this embodiment was explained in detail in the case of manufacturing a lithium ion secondary battery, an electrochemical device is not limited to a lithium ion secondary battery, for example, a solar cell, The method for producing an electrochemical device of the present embodiment can also be applied to the production of secondary batteries, capacitors, and capacitors.

本実施形態の電気化学デバイスの製造方法では、安全性などの諸特性に優れる電解液であるゲル電解質を用いて、簡易にリチウムイオン二次電池に代表される電気化学デバイスを製造することができる。また、本実施形態によると、電解液を、通常は含浸し難い電気化学デバイス構造体内の微細な空間にも十分に含浸させることができること、及び、相転移型のゲル電解質を相転移温度以下で取り扱えるので電池部材の劣化を抑制できることから、デバイス性能の低下を防止し、所望のデバイス特性を得ることが可能となる。   In the electrochemical device manufacturing method of the present embodiment, an electrochemical device typified by a lithium ion secondary battery can be easily manufactured using a gel electrolyte which is an electrolytic solution excellent in various characteristics such as safety. . In addition, according to the present embodiment, the electrolyte solution can be sufficiently impregnated into a fine space in an electrochemical device structure that is normally difficult to impregnate, and the phase transition type gel electrolyte can be applied at a temperature lower than the phase transition temperature. Since it can be handled, deterioration of the battery member can be suppressed, so that it is possible to prevent a decrease in device performance and obtain desired device characteristics.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、リチウムイオン二次電池の各種特性は下記のようにして測定、評価された。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. Various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Various characteristics of the lithium ion secondary battery were measured and evaluated as follows.

(i)電解液及び電解液含有液のゾル−ゲル転移温度の評価
25℃から昇温して電解液又は電解液含有液の加温を開始し、温度が5℃上がる毎に10分間昇温を停止した。昇温停止中に電解液又は電解液含有液が完全にゾル化する温度をゾル−ゲル転移温度として測定した。
(I) Evaluation of Sol-Gel Transition Temperature of Electrolyte and Electrolyte-Containing Solution Temperature is raised from 25 ° C. and heating of the electrolyte or electrolyte-containing solution is started, and the temperature is raised for 10 minutes every time the temperature rises by 5 ° C. Stopped. The temperature at which the electrolytic solution or the electrolytic solution-containing solution was completely solated while the temperature increase was stopped was measured as the sol-gel transition temperature.

(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験
測定用のリチウムイオン二次電池として、1C=45.0mAとなる単層ラミネート型電池を作製して用いた。測定は、アスカ電子(株)製充放電装置ACD−01(商品名)及び二葉科学社製恒温槽PLM−63S(商品名)を用いて行った。9.0mAの定電流で充電し、4.2Vに到達した後、4.2Vの定電圧で、合計8時間充電を行った。その後、9.0mAの定電流で2.75Vまで放電したときの充放電容量を測定し、充放電効率を計算した。充電容量が40mA以上、充放電効率が90%以上の電池を合格の電池、90%未満の電池を不合格の電池と評価した。
(Ii) Performance test of lithium ion secondary battery As a lithium ion secondary battery for measurement, a single layer laminate type battery having 1C = 45.0 mA was prepared and used. The measurement was performed using a charge / discharge device ACD-01 (trade name) manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd. and a thermostat PLM-63S (trade name) manufactured by Futaba Kagaku Co., Ltd. After charging at a constant current of 9.0 mA and reaching 4.2 V, charging was performed at a constant voltage of 4.2 V for a total of 8 hours. Then, the charge / discharge capacity when discharging to 2.75 V with a constant current of 9.0 mA was measured, and the charge / discharge efficiency was calculated. A battery having a charge capacity of 40 mA or more and a charge / discharge efficiency of 90% or more was evaluated as an acceptable battery, and a battery having a charge capacity of less than 90% was evaluated as an unacceptable battery.

(iii)リチウムイオン二次電池の状態確認
(ii)の性能試験を行った後、不合格であった電池をアルゴン雰囲気下で解体し、電極とセパレータの状態を観察し、不合格の理由を確認した。
(Iii) Confirmation of state of lithium ion secondary battery After performing the performance test of (ii), disassemble the battery that was rejected in an argon atmosphere, observe the state of the electrode and the separator, and explain the reason for the failure. confirmed.

(調製例1)
エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを体積比で1:2になるように混合し、その混合液に、LiPF6を1モル/Lになるよう添加してゲル化されていない電解液(X)を作製した(以下、ゲル化剤添加前の電解液を「母電解液」という。)。その母電解液(X)に対して、ゲル化剤として下記式(A)で表される化合物を母電解液(X)100質量部に対して3質量部添加し、110℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液(a)を得た。

Figure 2013140786
(Preparation Example 1)
Ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 2, and LiPF 6 is added to the mixed solution so as to have a concentration of 1 mol / L. The electrolyte solution before the addition of the gelling agent was hereinafter referred to as “mother electrolyte solution”. 3 parts by mass of a compound represented by the following formula (A) as a gelling agent is added to 100 parts by mass of the mother electrolyte (X) and heated to 110 ° C. Mix evenly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution (a).
Figure 2013140786

(調製例2)
調製例1で調製した電解液(a)とジメチルカーボネートとを体積比で1:1になるように混合し、70℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(b)を得た。
(Preparation Example 2)
The electrolytic solution (a) prepared in Preparation Example 1 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1, heated to 70 ° C., and mixed uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (b).

(調製例3)
調製例1で調製した電解液(a)とジメチルカーボネートとを体積比で1:4になるように混合し、60℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(c)を得た。
(Preparation Example 3)
The electrolyte solution (a) prepared in Preparation Example 1 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 4, and heated to 60 ° C. to be uniformly mixed. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (c).

(調製例4)
調製例1で調製した母電解液(X)に対して、ゲル化剤として下記式(B)で表される化合物を母電解液(X)100質量部に対して3質量部添加し、90℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液(d)を得た。

Figure 2013140786
(Preparation Example 4)
3 parts by mass of a compound represented by the following formula (B) as a gelling agent with respect to 100 parts by mass of the mother electrolyte (X) was added to the mother electrolyte (X) prepared in Preparation Example 1, Heat to 0 ° C. to mix uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution (d).
Figure 2013140786

(調製例5)
調製例4で調製した電解液(d)とジメチルカーボネートとを体積比で1:1になるように混合し、70℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(e)を得た。
(Preparation Example 5)
The electrolytic solution (d) prepared in Preparation Example 4 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1, heated to 70 ° C., and mixed uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (e).

(調製例6)
調製例4で調製した電解液(d)とジメチルカーボネートとを体積比で1:4になるように混合し、60℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(f)を得た。
(Preparation Example 6)
The electrolytic solution (d) prepared in Preparation Example 4 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 4, and heated to 60 ° C. to be uniformly mixed. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (f).

(調製例7)
調製例1で調製した母電解液(X)に対して、ゲル化剤として下記式(C)で表される化合物を母電解液(X)100質量部に対して3質量部添加し、120℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液(g)を得た。

Figure 2013140786
(Preparation Example 7)
3 parts by mass of a compound represented by the following formula (C) as a gelling agent is added to 100 parts by mass of the mother electrolyte (X) with respect to the mother electrolyte (X) prepared in Preparation Example 1; Heat to 0 ° C. to mix uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution (g).
Figure 2013140786

(調製例8)
調製例7で調製した電解液(g)とジメチルカーボネートとを体積比で1:1になるように混合し、70℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(h)を得た。
(Preparation Example 8)
The electrolytic solution (g) prepared in Preparation Example 7 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1, heated to 70 ° C., and mixed uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (h).

(調製例9)
調製例7で調製した電解液(g)とジメチルカーボネートとを体積比で1:4になるように混合し、60℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(i)を得た。
(Preparation Example 9)
The electrolytic solution (g) prepared in Preparation Example 7 and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 4, and heated to 60 ° C. to be uniformly mixed. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (i).

(調製例10)
調製例4で調製した電解液(g)とアセトニトリルとを体積比で1:4になるように混合し、60℃に加熱して均一に混合した。得られた混合液を25℃に降温して電解液含有液(j)を得た。
(Preparation Example 10)
The electrolyte solution (g) prepared in Preparation Example 4 and acetonitrile were mixed at a volume ratio of 1: 4, and heated to 60 ° C. to mix uniformly. The obtained mixed liquid was cooled to 25 ° C. to obtain an electrolytic solution-containing liquid (j).

調製例1〜10で調製した電解液及び電解液含有液について「(i)電解液及び電解液含有液のゾル−ゲル転移温度の評価」に記載した評価を行った。評価結果を表1に示す。   The evaluation described in “(i) Evaluation of Sol-Gel Transition Temperature of Electrolytic Solution and Electrolytic Solution-Containing Solution” was performed on the electrolytic solution and the electrolytic solution-containing solution prepared in Preparation Examples 1 to 10. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2013140786
Figure 2013140786

<正極の作製>
正極活物質としてリチウムコバルト酸(LiCoO2)と、導電助剤としてアセチレンブラック(数平均粒子径:42μm、以下同様。)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、89.5:4.5:6.0の質量比で混合した。得られた混合物にN−メチル−2−ピロリドンを更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μm、幅200mmのアルミニウム箔に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延し、更に150℃で10時間真空乾燥を行い、50mm×30mmの矩形状に打ち抜いて正極(ε)を得た。なお、得られた電極における真空乾燥後の合材について、片面あたりの目付量が24.8g/cm2±3%、片面での厚さが82.6μm±3%、密度が3.0g/cm3±3%、塗工幅がアルミニウム箔の幅200mmに対して150mmになるように溶剤量を調整しながら、上記スラリー状の溶液を調製した。
<Preparation of positive electrode>
Lithium cobalt acid (LiCoO 2 ) as the positive electrode active material, acetylene black (number average particle size: 42 μm, the same applies hereinafter) as the conductive auxiliary agent, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder, 89.5: 4. The mixture was mixed at a mass ratio of 5: 6.0. N-methyl-2-pyrrolidone was further mixed with the obtained mixture to prepare a slurry solution. This slurry solution was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm and a width of 200 mm, and after removing the solvent by drying, it was rolled with a roll press and further vacuum-dried at 150 ° C. for 10 hours to form a rectangular shape of 50 mm × 30 mm. A positive electrode (ε) was obtained by punching. In addition, about the compound material after the vacuum drying in the obtained electrode, the amount per unit area is 24.8 g / cm 2 ± 3%, the thickness on one side is 82.6 μm ± 3%, and the density is 3.0 g / The slurry-like solution was prepared while adjusting the amount of the solvent so that cm 3 ± 3% and the coating width was 150 mm with respect to the width of 200 mm of the aluminum foil.

<負極の作製>
負極活物質としてグラファイト炭素粉末(商品名「MCMB25−28」、大阪ガスケミカル(株)製)と、導電助剤としてアセチレンブラックと、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、93.0:2.0:5.0の質量比で混合した。得られた混合物にN−メチル−2−ピロリドンを更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ14μm、幅200mmのアルミニウム箔に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延し、更に150℃で10時間真空乾燥を行い、52mm×32mmに打ち抜いて負極(ζ)を得た。なお、得られた電極における真空乾燥後の合材について、片面あたりの目付量が11.8g/cm2±3%、片面での厚さが84.6μm±3%、密度が1.4g/cm3±3%、塗工幅がアルミニウム箔の幅200mmに対して150mmになるように溶剤量を調整しながら、上記スラリー状の溶液を調製した。
<Production of negative electrode>
Graphite carbon powder (trade name “MCMB25-28”, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) as the negative electrode active material, acetylene black as the conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder, 93.0: 2 Mixed at a mass ratio of 0.0: 5.0. N-methyl-2-pyrrolidone was further mixed with the obtained mixture to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to an aluminum foil having a thickness of 14 μm and a width of 200 mm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press, followed by vacuum drying at 150 ° C. for 10 hours, and punching out to 52 mm × 32 mm. (Ζ) was obtained. In addition, about the compound material after the vacuum drying in the obtained electrode, the amount per unit area is 11.8 g / cm 2 ± 3%, the thickness on one side is 84.6 μm ± 3%, and the density is 1.4 g / The slurry-like solution was prepared while adjusting the amount of the solvent so that cm 3 ± 3% and the coating width was 150 mm with respect to the width of 200 mm of the aluminum foil.

(実施例1)
調製例1で調製した電解液含有液(b)を用い、下記のようにして、1C=45.0mAのラミネート電池を作製した。まず、アルミニウム層と樹脂層とを積層したラミネートフィルム(絞り加工なし、矩形、厚さ120μm、68mm×48mm)2枚を、アルミニウム層側を外側にして(すなわち樹脂層が互いに向き合うようにして)重ねて、三辺をシールしてラミネートセル外装(電池ケース)を作製した。続いて、セパレータとしてポリプロピレン製微多孔膜(膜厚25μm、透気度200秒)を用意し、上述のようにして作製した正極(ε)と負極(ζ)とをセパレータを介して交互に複数重ね合わせた積層体を、ラミネートセル外装内の所定位置に配置して電池構造体(X)を得た。次いで、電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液含有液(b)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて70℃で20分間加熱した。その後、電解液含有液(b)を含む電池構造体をオーブンから取り出し、温度が高い状態で素早く加熱板に挟んで70℃に維持した状態で、セル外装の開封可能にシールした一辺を開封し、加熱板に電池を挟みながら、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体をしばらく100mmHg、70℃に保持し、ジメチルカーボネートを揮発除去して電解液を得た。その後、その電解液(電解液(a)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(b)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(b)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
Example 1
Using the electrolytic solution-containing solution (b) prepared in Preparation Example 1, a laminate battery of 1C = 45.0 mA was produced as follows. First, two laminated films (non-drawn, rectangular, thickness 120 μm, 68 mm × 48 mm) laminated with an aluminum layer and a resin layer, with the aluminum layer side facing outward (that is, the resin layers facing each other) The laminate cell exterior (battery case) was produced by overlapping and sealing the three sides. Subsequently, a polypropylene microporous film (film thickness: 25 μm, air permeability: 200 seconds) was prepared as a separator, and a plurality of positive electrodes (ε) and negative electrodes (ζ) produced as described above were alternately provided via the separators. The stacked laminate was placed at a predetermined position in the laminate cell exterior to obtain a battery structure (X). Next, a gel electrolyte solution containing liquid (b) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X). Next, after sealing the remaining one side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 70 ° C. for 20 minutes using an oven under normal pressure. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (b) is taken out of the oven, and in a state where the temperature is high and quickly sandwiched between heating plates and maintained at 70 ° C., one side of the cell exterior that can be opened is opened. While holding the battery between the heating plates, the pressure inside the battery structure was reduced to 100 mmHg using a vacuum desiccator (hereinafter, this pressure is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was kept at 100 mmHg and 70 ° C. for a while, and dimethyl carbonate was removed by volatilization to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (a)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. As a result, a lithium ion secondary battery (b) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (b), evaluation as described in said "(ii) Performance test of a lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例2)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃で液体状の電解液含有液(c)を注入した。次に、セル外装の一辺を開封した状態で、電解液含有液(c)を含む電池構造体を、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体を300mmHgに減圧すると共に、加熱板で挟んで70℃まで加熱し、その条件で保持してジメチルカーボネートを揮発除去して電解液を得た。その後、電解液(電解液(a)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(c)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(c)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 2)
A liquid electrolyte solution-containing liquid (c) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, in a state where one side of the cell exterior is opened, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (c) is decompressed using a vacuum desiccator until the battery structure becomes 100 mmHg (hereinafter referred to as pressure here). Is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was depressurized to 300 mmHg, and was heated to 70 ° C. by being sandwiched between heating plates, and kept under those conditions to volatilize and remove dimethyl carbonate to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (a)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (c) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (c), evaluation as described in said "(ii) Performance test of a lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例3)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液含有液(e)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて70℃で20分間加熱した。その後、電解液含有液(e)を含む電池構造体をオーブンから取り出し、温度が高い状態で素早く加熱板に挟んで70℃に維持した状態で、セル外装の開封可能にシールした一辺を開封し、加熱板に電池を挟みながら、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体をしばらく100mmHg、70℃に保持し、ジメチルカーボネートを揮発除去して電解液を得た。その後、電解液(電解液(d)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(e)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(e)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 3)
A gel-like electrolyte solution-containing solution (e) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, after sealing the remaining one side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 70 ° C. for 20 minutes using an oven under normal pressure. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (e) is taken out of the oven, and in a state where the temperature is high and quickly sandwiched between heating plates and maintained at 70 ° C., one side of the cell exterior that can be opened is opened. While holding the battery between the heating plates, the pressure inside the battery structure was reduced to 100 mmHg using a vacuum desiccator (hereinafter, this pressure is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was kept at 100 mmHg and 70 ° C. for a while, and dimethyl carbonate was removed by volatilization to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (d)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (e) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (e), evaluation as described in the above "(ii) Performance test of lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例4)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃で液体状の電解液含有液(f)を注入した。次に、セル外装の一辺を開封した状態で、電解液含有液(f)を含む電池構造体を、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体を加熱板で挟んで80℃まで加熱し、その温度に保持してジメチルカーボネートを揮発して電解液を得た。その後、電解液(電解液(d)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(f)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(f)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
Example 4
A liquid electrolyte solution containing liquid (f) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, in a state where one side of the cell exterior is opened, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (f) is decompressed using a vacuum desiccator until the battery structure becomes 100 mmHg (hereinafter referred to as pressure here). Is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was sandwiched between heating plates and heated to 80 ° C., and maintained at that temperature to evaporate dimethyl carbonate to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (d)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (f) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (f), evaluation as described in said "(ii) Performance test of a lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例5)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液含有液(h)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて70℃で20分間加熱した。その後、電解液含有液(h)を含む電池構造体をオーブンから取り出し、温度が高い状態で素早く加熱板に挟んで80℃に維持した状態で、セル外装の開封可能にシールした一辺を開封し、加熱板に電池を挟みながら、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体をしばらく100mmHg、80℃に保持し、ジメチルカーボネートを揮発して電解液を得た。その後、電解液(電解液(g)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(h)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(h)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 5)
A gel-like electrolyte solution-containing solution (h) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, after sealing the remaining one side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 70 ° C. for 20 minutes using an oven under normal pressure. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (h) is taken out of the oven, and the one side sealed to be able to open the cell exterior is opened in a state where the temperature is high and the temperature is quickly sandwiched between heating plates. While holding the battery between the heating plates, the pressure inside the battery structure was reduced to 100 mmHg using a vacuum desiccator (hereinafter, this pressure is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was kept at 100 mmHg and 80 ° C. for a while, and dimethyl carbonate was volatilized to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (with a composition corresponding to the electrolytic solution (g)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (h) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (h), evaluation as described in the above "(ii) Performance test of lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例6)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃で液体状の電解液含有液(i)を注入した。次に、セル外装の一辺を開封した状態で、電解液含有液を含む電池構造体を、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体を400mmHgに減圧すると共に、加熱板で挟んで80℃まで加熱し、その温度に保持してジメチルカーボネートを揮発して電解液を得た。その後、電解液(電解液(g)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(i)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(i)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 6)
A liquid electrolyte-containing solution (i) in a liquid state was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, in a state where one side of the cell exterior is opened, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid is depressurized using a vacuum desiccator until the battery structure reaches 100 mmHg (hereinafter, the pressure is referred to as “reduced pressure”). Pressure ”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was depressurized to 400 mmHg, and heated to 80 ° C. with a heating plate, and kept at that temperature to evaporate dimethyl carbonate to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (with a composition corresponding to the electrolytic solution (g)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (i) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (i), evaluation as described in the above "(ii) Performance test of lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(実施例7)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液含有液(b)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて90℃で2時間加熱し、ジメチルカーボネートを揮発して電解液を得た。その後、電解液(電解液(a)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(b’)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(b’)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 7)
A gel-like electrolyte solution-containing solution (b) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, after sealing the other side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 90 ° C. for 2 hours using an oven under normal pressure to volatilize dimethyl carbonate to obtain an electrolyte. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (a)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (b ′) was obtained. The obtained lithium ion secondary battery (b ′) was evaluated as described in “(ii) Performance test of lithium ion secondary battery”. The results are shown in Table 2.

(実施例8)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃で液体状の電解液含有液(c)を注入した。次に、セル外装の一辺を開封した状態で、電解液含有液(c)を含む電池構造体を、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体を300mmHgに減圧すると共に、加熱板で挟んで75℃まで加熱し、その条件で保持してジメチルカーボネートを揮発除去し、また、エチルメチルカーボネートの10%を除去した。その後、除去したエチルメチルカーボネートと同量のエチルメチルカーボネートをセルに導入して電解液を得た。そして、電解液(電解液(a)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(c’)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(c’)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Example 8)
A liquid electrolyte solution-containing liquid (c) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, in a state where one side of the cell exterior is opened, the battery structure containing the electrolytic solution-containing liquid (c) is decompressed using a vacuum desiccator until the battery structure becomes 100 mmHg (hereinafter referred to as pressure here). Is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was depressurized to 300 mmHg, heated to 75 ° C. with a heating plate, held under the conditions, and dimethyl carbonate was volatilized and 10% of ethyl methyl carbonate was removed. Thereafter, the same amount of ethyl methyl carbonate as the removed ethyl methyl carbonate was introduced into the cell to obtain an electrolytic solution. Then, after cooling the battery structure including the electrolytic solution (having a composition corresponding to the electrolytic solution (a)) to 25 ° C., cutting and removing unnecessary portions of the cell exterior, the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (c ′) was obtained. The obtained lithium ion secondary battery (c ′) was evaluated as described in “(ii) Performance test of lithium ion secondary battery”. The results are shown in Table 2.

(実施例9)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃で液体状の電解液含有液(j)を注入した。次に、セル外装の一辺を開封した状態で、電解液含有液(j)を含む電池構造体を、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電池構造体を加熱板で挟んで80℃まで加熱し、その温度に保持してジメチルカーボネートを揮発して電解液を得た。その後、電解液(電解液(j)相当の組成になったもの)を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(j)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(j)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
Example 9
A liquid electrolyte solution-containing solution (j) at 25 ° C. was injected into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, in a state where one side of the cell exterior is opened, the battery structure containing the electrolyte solution-containing liquid (j) is decompressed using a vacuum desiccator until the battery structure becomes 100 mmHg (hereinafter referred to as pressure here). Is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure was sandwiched between heating plates and heated to 80 ° C., and maintained at that temperature to evaporate dimethyl carbonate to obtain an electrolytic solution. Thereafter, the battery structure including the electrolytic solution (the composition corresponding to the electrolytic solution (j)) is cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior are cut and removed, and then the one side of the cell exterior is sealed again. Thus, a lithium ion secondary battery (j) was obtained. About the obtained lithium ion secondary battery (j), evaluation as described in said "(ii) Performance test of lithium ion secondary battery" was implemented. The results are shown in Table 2.

(比較例1)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液(a)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて70℃で1時間加熱した。その後、電解液(a)を含む電池構造体をオーブンから取り出し、加熱板に挟んで70℃に維持した状態で、セル外装の開封可能にシールした一辺を開封し、加熱板に電池を挟みながら、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電解液を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(a’)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(a’)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
The gel electrolyte solution (a) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, after sealing the remaining one side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 70 ° C. for 1 hour using an oven under normal pressure. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution (a) is taken out of the oven, and is held at 70 ° C. by sandwiching it between the heating plates. Using a vacuum desiccator, the pressure inside the battery structure was reduced to 100 mmHg (hereinafter, the pressure is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution was cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior were cut and removed, and then the one side of the cell exterior was sealed again to obtain a lithium ion secondary battery (a ′). . The obtained lithium ion secondary battery (a ′) was evaluated as described in “(ii) Performance test of lithium ion secondary battery”. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
実施例1と同様にして作製した電池構造体(X)のセル外装内に25℃でゲル状の電解液(g)を注入した。次に、セル外装の残りの一辺を開封可能にシールした後に常圧のオーブンを用いて100℃で1時間加熱した。その後、電解液(g)を含む電池構造体をオーブンから取り出し、加熱板に挟んで100℃に維持した状態で、セル外装の開封可能にシールした一辺を開封し、加熱板に電池を挟みながら、真空デシケータを用いて、電池構造体内が100mmHgになるまで減圧した(以下、ここでの圧力を「減圧圧力」という。)。減圧圧力まで達した後、真空デシケータ内に乾燥空気を導入することにより常圧に戻し、再び上記減圧する操作と常圧に戻す操作とを実施した。その後、電解液を含む電池構造体を25℃まで冷却し、セル外装の不要部を切断除去した後、セル外装の上記一辺を再びシールして、リチウムイオン二次電池(g’)を得た。得られたリチウムイオン二次電池(g’)について、上記「(ii)リチウムイオン二次電池の性能試験」に記載の評価を実施した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
A gel electrolyte solution (g) was injected at 25 ° C. into the cell exterior of the battery structure (X) produced in the same manner as in Example 1. Next, after sealing the remaining one side of the cell exterior so that it could be opened, it was heated at 100 ° C. for 1 hour using a normal pressure oven. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution (g) is taken out from the oven, and is held at 100 ° C. by sandwiching it between the heating plates. Using a vacuum desiccator, the pressure inside the battery structure was reduced to 100 mmHg (hereinafter, the pressure is referred to as “reduced pressure”). After reaching the reduced pressure, the air was returned to normal pressure by introducing dry air into the vacuum desiccator, and the operation of reducing the pressure again and the operation of returning to the normal pressure were performed. Thereafter, the battery structure containing the electrolytic solution was cooled to 25 ° C., and unnecessary portions of the cell exterior were cut and removed, and then the one side of the cell exterior was sealed again to obtain a lithium ion secondary battery (g ′). . The obtained lithium ion secondary battery (g ′) was evaluated as described in “(ii) Performance test of lithium ion secondary battery”. The results are shown in Table 2.

Figure 2013140786
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比較例1で得られたリチウムイオン二次電池(a’)及び比較例2で得られたリチウムイオン二次電池(g’)について、充放電を行った電池を解体し、「(iii)リチウムイオン二次電池の状態確認」を実施した。結果を表3に示す。   Regarding the lithium ion secondary battery (a ′) obtained in Comparative Example 1 and the lithium ion secondary battery (g ′) obtained in Comparative Example 2, the charged / discharged battery was disassembled, and “(iii) lithium "Confirmation of the state of the ion secondary battery" was carried out. The results are shown in Table 3.

Figure 2013140786
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本発明の電気化学デバイスの製造方法は、太陽電池、二次電池、キャパシタ及びコンデンサなどの電気化学デバイスを製造する際に有用であり、好適には電池及びキャパシタ、特にはリチウムイオン二次電池の製造方法としての産業上利用可能性を有する。   The method for producing an electrochemical device of the present invention is useful when producing electrochemical devices such as solar cells, secondary batteries, capacitors and capacitors, and is preferably used for batteries and capacitors, particularly lithium ion secondary batteries. It has industrial applicability as a manufacturing method.

Claims (10)

25℃でゲル状であり、加熱するとゾルになる相転移型のゲルを形成できるゲル化剤を含む電解液を用いた電気化学デバイスの製造方法であって、前記電解液を含む溶液又は分散液を電気化学デバイス構造体に注入した後に、前記溶液又は分散液に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する工程を含む、電気化学デバイスの製造方法。   A method for producing an electrochemical device using an electrolytic solution containing a gelling agent that is gel-like at 25 ° C. and can form a phase transition type gel that becomes a sol when heated, the solution or dispersion containing the electrolytic solution A method for producing an electrochemical device, comprising the step of removing at least a part of the solvent contained in the solution or dispersion after injecting the solution into the electrochemical device structure. 除去される前記溶媒は、200℃以下の沸点を有する溶媒を含む、請求項1に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to claim 1, wherein the solvent to be removed includes a solvent having a boiling point of 200 ° C. or less. 除去される前記溶媒は、鎖状カーボネート溶媒及びニトリル溶媒のうちの少なくとも1種を含む、請求項1又は2に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to claim 1, wherein the solvent to be removed includes at least one of a chain carbonate solvent and a nitrile solvent. 前記溶液又は分散液は、溶媒に電解質と前記ゲル化剤とが溶解した液体状のものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the solution or dispersion is a liquid in which an electrolyte and the gelling agent are dissolved in a solvent. 前記溶液又は分散液は、溶媒と電解質とゲル化剤とを含むゲル状の液である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the solution or dispersion is a gelled liquid containing a solvent, an electrolyte, and a gelling agent. 前記溶液又は分散液は、溶媒に電解質が溶解し、かつ、ゲル化剤が分散したスラリー状の液である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the solution or dispersion is a slurry-like liquid in which an electrolyte is dissolved in a solvent and a gelling agent is dispersed. 前記除去する工程は、前記溶液又は分散液を加熱する工程を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to claim 1, wherein the removing step includes a step of heating the solution or the dispersion. 前記除去する工程は、前記溶液又は分散液が注入された前記電気化学デバイス構造体内の圧力を変化させる工程を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to claim 1, wherein the removing step includes a step of changing a pressure in the electrochemical device structure into which the solution or dispersion is injected. 前記除去する工程を経た前記溶液又は分散液はゲル状である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気化学デバイスの製造方法。   The method for producing an electrochemical device according to any one of claims 1 to 8, wherein the solution or dispersion subjected to the removing step is in a gel form. 前記ゲル化剤は低分子量型のゲル化剤である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。   The method for producing a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the gelling agent is a low molecular weight type gelling agent.
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