JP2014059987A - リチウム電池用電解液及びその製造方法、並びに当該リチウム電池用電解液を備えるリチウム電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1)で表されるメソイオン化合物を含有することを特徴とする電池用電解液。
(上記一般式(1)中、R1は炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であり、R2は、下記一般式(2)、(3)、又は(4)のいずれかにより表される基である。)−ClH2l−(OCH2)m−CnH2n+1一般式(2)、−CxH2x−(CH2OCH2)y−CzH2z+1一般式(3)、−CpH2p−(C2H4OCH2)q−CrH2r+1一般式(4)
【選択図】なし
Description
LixC→C+xLi++xe− (I)
(上記式(I)中、0<x<1である。)
上記式(I)で生じる電子は、外部回路を経由し、外部の負荷で仕事をした後、正極に到達する。そして、上記式(I)で生じたリチウムイオン(Li+)は、負極と正極に挟持された電解質内を、負極側から正極側に電気浸透により移動する。
Li1−xCoO2+xLi++xe−→LiCoO2 (II)
(上記式(II)中、0<x<1である。)
充電時においては、負極及び正極において、それぞれ上記式(I)及び式(II)の逆反応が進行し、負極においてはグラファイトインターカレーションによりリチウムが入り込んだグラファイト(LixC)が、正極においてはコバルト酸リチウム(Li1−xCoO2)が再生するため、再放電が可能となる。
これに対し、安全性を高めるための取り組みとして、イオン液体(常温溶融塩)を電解液に用いたリチウム二次電池が、従来から知られている。ここでイオン液体とは、100℃以下で液体の塩のことをいい、一般に難燃性、不揮発性を有する。このような難燃性の電解液は、安全性を向上させることができるだけでなく、電位窓(電位領域)が比較的広く、さらに比較的高いイオン伝導性を示すという長所がある。
本発明は、上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、リチウム金属に対する安定性に優れるリチウム電池用電解液及びその製造方法、並びに当該リチウム電池用電解液を備えるリチウム電池を提供することを目的とする。
−ClH2l−(OCH2)m−CnH2n+1 一般式(2)
(上記一般式(2)中、l及びnは0以上の実数、mは1以上の実数であり、且つ、l、m、及びnの和は8以下である。)
−CxH2x−(CH2OCH2)y−CzH2z+1 一般式(3)
(上記一般式(3)中、x及びzは0以上の実数、yは1以上の実数であり、且つ、x、2y、及びzの和は8以下である。)
−CpH2p−(C2H4OCH2)q−CrH2r+1 一般式(4)
(上記一般式(4)中、p及びrは0以上の実数、qは1以上の実数であり、且つ、p、3q、及びrの和は8以下である。)
本発明のリチウム電池用電解液は、下記一般式(1)で表されるメソイオン化合物を含有することを特徴とする。
−ClH2l−(OCH2)m−CnH2n+1 一般式(2)
(上記一般式(2)中、l及びnは0以上の実数、mは1以上の実数であり、且つ、l、m、及びnの和は8以下である。)
−CxH2x−(CH2OCH2)y−CzH2z+1 一般式(3)
(上記一般式(3)中、x及びzは0以上の実数、yは1以上の実数であり、且つ、x、2y、及びzの和は8以下である。)
−CpH2p−(C2H4OCH2)q−CrH2r+1 一般式(4)
(上記一般式(4)中、p及びrは0以上の実数、qは1以上の実数であり、且つ、p、3q、及びrの和は8以下である。)
本発明者らは、鋭意努力の結果、上記一般式(1)で表されるメソイオン化合物を用いた電解液が、リチウム金属に対し極めて優れた安定性を有することを見出し、本発明を完成させた。
一方、本発明に使用されるメソイオン化合物は、カチオン部分の1位の側鎖にエーテル基を有することが主な特徴の1つである。エーテル基を有する側鎖は、炭化水素基のみからなる側鎖よりも、化学構造の観点から柔軟性が高いため、当該側鎖のエーテル酸素原子が当該アニオン部分(−O−部分)の酸素原子よりもリチウム金属表面により近づく。その結果、メソイオン化合物のアニオン部分とリチウム金属が接触及び反応しにくくなり、当該反応によるメソイオン化合物の分解が生じにくくなる。
R2の総炭素原子数は、2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましい。R2の総炭素原子数は、7以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましい。
上記一般式(2)、(3)、又は(4)に示すような直鎖の置換基R2を有することにより、メソイオン化合物のアニオン部分をリチウム金属表面から遠ざける効果がより発揮される。
リチウム電池用電解液中のリチウム塩の濃度は、0.32mol/kg以上であることがより好ましく、0.5以上mol/kgであることがさらに好ましい。また、リチウム電池用電解液中のリチウム塩の濃度は、1.4mol/kg以下であることがより好ましい。
非水系電解質としては、非水系電解液及び非水ゲル電解質を用いることができる。
非水系電解液は、通常、上述したリチウム塩及び非水溶媒を含有する。上記非水溶媒としては、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、エチルカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン及びこれらの混合物等を挙げることができる。また、溶存した酸素を効率良く反応に用いることができるという観点から、上記非水溶媒は、酸素溶解性が高い溶媒であることが好ましい。非水系電解液におけるリチウム塩の濃度は、例えば0.5〜3mol/kgの範囲内である。
本発明に係るリチウム電池用電解液が用いられる電池の種類は、特に限定されない。本発明に係るリチウム電池用電解液は、例えば、リチウム空気電池にも使用できるし、リチウム二次電池にも使用できる。
本発明のリチウム電池は、少なくとも正極、負極、並びに、当該正極及び当該負極の間に介在する電解質を備えるリチウム電池であって、前記正極、前記負極、及び前記電解質の少なくともいずれか1つが、上記リチウム電池用電解液を含むことを特徴とする。
リチウム電池100は、正極活物質層2及び正極集電体4を備える正極6と、負極活物質層3及び負極集電体5を備える負極7と、正極6及び負極7に挟持される電解質1を有する。
本発明においては、正極、負極、及び電解質の少なくともいずれか1つが、上述した本発明に係るリチウム電池用電解液を含む。以下、本発明に係るリチウム電池を構成する正極、負極、及び電解質、並びに本発明に係るリチウム電池に好適に用いられるセパレータ及び電池ケースについて、詳細に説明する。
本発明に用いられる正極活物質としては、具体的には、LiCoO2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiNiPO4、LiMnPO4、LiNiO2、LiMn2O4、LiCoMnO4、Li2NiMn3O8、Li3Fe2(PO4)3及びLi3V2(PO4)3等を挙げることができる。これらの中でも、本発明においては、LiCoO2を正極活物質として用いることが好ましい。
本発明に用いられる導電性材料としては、正極活物質層の導電性を向上させることができれば特に限定されるものではないが、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック等を挙げることができる。また、正極活物質層における導電性材料の含有量は、導電性材料の種類によって異なるものであるが、通常1〜10質量%である。
電極反応がよりスムーズに行われるという観点から、上述した導電性材料は触媒を担持していることが好ましい。
本発明に用いられる空気極集電体は、空気極層の集電を行うものである。空気極集電体の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、カーボン等を挙げることができる。空気極集電体の形状としては、例えば箔状、板状及びメッシュ(グリッド)状等を挙げることができる。中でも、本発明においては、空気極集電体の形状がメッシュ状であることが好ましい。集電効率に優れているからである。この場合、通常、空気極層の内部にメッシュ状の空気極集電体が配置される。さらに、本発明の電池は、メッシュ状の空気極集電体により集電された電荷を集電する別の空気極集電体(例えば箔状の集電体)を備えていても良い。また、本発明においては、後述する電池ケースが空気極集電体の機能を兼ね備えていても良い。
空気極集電体の厚さは、10〜1000μmであるのが好ましく、20〜400μmであるのがより好ましい。
リチウム合金としては、例えばリチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金等を挙げることができる。また、リチウム元素を含有する金属酸化物としては、例えばリチウムチタン酸化物等を挙げることができる。また、リチウム元素を含有する金属窒化物としては、例えばリチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等を挙げることができる。また、負極活物質層には、固体電解質をコートしたリチウムを用いることもできる。
負極活物質層の層厚としては、特に限定されるものではないが、10〜100μmであるのが好ましく、10〜50μmであるのがより好ましい。
電解質には、電解液、ゲル電解質、及び固体電解質等を用いることができる。これらは、1種類のみを単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いられる水系電解液としては、通常、金属塩及び水を含有したものを用いる。本発明に係る金属電池がリチウム電池である場合には、金属塩としてリチウム塩が使用できる。上記リチウム塩としては、例えばLiOH、LiCl、LiNO3、CH3CO2Li等のリチウム塩等を挙げることができる。
本発明に用いられる非水系電解液は、上記電池用電解液に使用できる非水系電解液と同様のものである。
硫化物系固体電解質としては、具体的には、Li2S−P2S5、Li2S−P2S3、Li2S−P2S3−P2S5、Li2S−SiS2、Li2S−Si2S、Li2S−B2S3、Li2S−GeS2、LiI−Li2S−P2S5、LiI−Li2S−SiS2−P2S5、Li2S−SiS2−Li4SiO4、Li2S−SiS2−Li3PO4、Li3PS4−Li4GeS4、Li3.4P0.6Si0.4S4、Li3.25P0.25Ge0.76S4、Li4−xGe1−xPxS4等を例示することができる。
酸化物系固体電解質としては、具体的には、LiPON(リン酸リチウムオキシナイトライド)、Li1.3Al0.3Ti0.7(PO4)3、La0.51Li0.34TiO0.74、Li3PO4、Li2SiO2、Li2SiO4等を例示することができる。
本発明に用いられるポリマー電解質は、通常、金属塩及びポリマーを含有する。本発明に係る金属電池がリチウム電池である場合には、金属塩としてリチウム塩が使用できる。
リチウム塩としては、上述した無機リチウム塩及び有機リチウム塩の内の少なくともいずれか1つを使用できる。ポリマーとしては、リチウム塩と錯体を形成するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンオキシド等が挙げられる。
本発明に用いられる固体電解質としては、上記の他にも、例えば、Li2Ti(PO4)3−AlPO4(オハラガラス)等が挙げられる。
本発明に係るリチウム電池がリチウム空気電池である場合には、電池ケースは、大気開放型の電池ケースであっても良く、密閉型の電池ケースであっても良い。大気開放型の電池ケースは、少なくとも空気極層が十分に大気と接触可能な構造を有する電池ケースである。一方、電池ケースが密閉型電池ケースである場合は、密閉型電池ケースに、気体(空気)の導入管及び排気管を設けることが好ましい。この場合、導入され且つ排気される気体は、酸素濃度が高いことが好ましく、純酸素であることがより好ましい。また、放電時には酸素濃度を高くし、充電時には酸素濃度を低くすることが好ましい。
本発明のリチウム電池用電解液の製造方法は、上記一般式(1)で表されるメソイオン化合物、及び、リチウム塩をそれぞれ準備する工程、並びに、少なくとも前記メソイオン化合物及びリチウム塩を混合して、水分濃度200ppm以下のリチウム電池用電解液を調製する工程、を有することを特徴とする。
本発明に使用されるメソイオン化合物は、一般式(1)におけるR2として、上記一般式(2)、(3)、又は(4)により表される基を有する。また、R2は、メトキシメチル基(−CH2OCH3)、2−メトキシエチル基(−C2H4OCH3)、3−メトキシプロピル基(−C3H6OCH3)、4−メトキシブチル基(−C4H8OCH3)、メトキシメトキシメチル基(−CH2OCH2OCH3)、(2−メトキシエトキシ)メチル基(−CH2OC2H4OCH3)、2−(メトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH3)、2−(2−メトキシエトキシ)エチル基(−C2H4OC2H4OCH3)、及び2−(メトキシメトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH2OCH3)からなる群より選ばれる1つの基であることが好ましい。
本製造例は、以下の工程(1)及び(2)を有する。
(1)上記一般式(2)、(3)、又は(4)により表される基を1位に有するテトラゾール−5−チオン誘導体を製造する工程
(2)上記一般式(2)、(3)、又は(4)により表される基を1位に有し、且つ、炭素数1〜3のアルキル基を3位に有するテトラゾリウム−5−オレート誘導体を製造する工程
まず工程(1)において、下記反応式(a)に示すように、アルカリアジド(MN3;Mはアルカリ金属)とイソチオシアナート(R2NCS)とを反応させ、上記一般式(2)、(3)、又は(4)により表される基R2を1位に有するテトラゾール−5−チオン誘導体を合成する。
イソチオシアナートとしては、例えば、R2としてメトキシメチル基(−CH2OCH3)を導入したい場合にはメトキシメチルイソチオシアナート(CH3OCH2NCS)が、R2として2−メトキシエチル基(−C2H4OCH3)を導入したい場合には2−メトキシエチルイソチオシアナート(CH3OC2H4NCS)が、R2として3−メトキシプロピル基(−C3H6OCH3)を導入したい場合には3−メトキシプロピルイソチオシアナート(CH3OC3H6NCS)が、R2として4−メトキシブチル基(−C4H8OCH3)を導入したい場合には4−メトキシブチルイソチオシアナート(CH3OC4H8NCS)が、R2としてメトキシメトキシメチル基(−CH2OCH2OCH3)を導入したい場合にはメトキシメトキシメチルイソチオシアナート(CH3OCH2OCH2NCS)が、R2として(2−メトキシエトキシ)メチル基(−CH2OC2H4OCH3)を導入したい場合には(2−メトキシエトキシ)メチルイソチオシアナート(CH3OC2H4OCH2NCS)が、R2として2−(メトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH3)を導入したい場合には2−(メトキシメトキシ)エチルイソチオシアナート(CH3OCH2OC2H4NCS)が、R2として2−(2−メトキシエトキシ)エチル基(−C2H4OC2H4OCH3)を導入したい場合には2−(2−メトキシエトキシ)エチルイソチオシアナート(CH3OC2H4OC2H4NCS)が、R2として2−(メトキシメトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH2OCH3)を導入したい場合には2−(メトキシメトキシメトキシ)エチルイソチオシアナート(CH3OCH2OCH2OC2H4NCS)が、それぞれ使用できる。
アルキル化剤は、炭素数1〜3のアルキル基をテトラゾール環の3位に導入できるものであれば特に限定されず、例えば、ジアルキル硫酸、アルカリ金属のアルコキシド、アルキルトリフラート等を用いることができる。塩基は、余剰のアルキル化剤を失活させ、且つ、アルキル化されたチオテトラゾール誘導体を加水分解できるものであれば、特に限定されない。
アルキル化剤としては、例えば、アルキル基R1の炭素数が1の場合には、ナトリウムメトキシド(NaOCH3)及び硫酸ジメチル((CH3O)2SO2)の内の少なくともいずれか1つが、アルキル基R1の炭素数が2の場合には、ナトリウムエトキシド(NaOC2H5)及び硫酸ジエチル((C2H5O)2SO2)の内の少なくともいずれか1つが、アルキル基R1の炭素数が3の場合には、ナトリウムプロポキシド(NaOC3H7)及び硫酸ジプロピル((C3H7O)2SO2)の内の少なくともいずれか1つが、それぞれ使用できる。
塩基としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基、及びこれらの水溶液等を用いることができる。
また、上記一般式(1)に示すメソイオン化合物は、中性条件下又は塩基性条件下で用いられることが好ましい。例えば、酸性条件下で加熱した場合、当該メソイオン化合物が壊れるおそれがある。
特に、水分濃度を100ppm以下とすることにより、水分と反応して変質する電池材料を、当該リチウム電池用電解液と共に電池に用いることができ、電池材料の選択の幅を広げることができる。水分と反応して変質する電池材料の例としては、例えば、リチウム金属、硫化物系固体電解質等が挙げられる。
水分濃度を100ppm以下とするリチウム電池用電解液の調製方法としては、例えば、メソイオン化合物の液体を蒸留して十分水分を除いた後、不活性雰囲気下のグローブボックス内でリチウム塩と混合する方法等が挙げられる。また、リチウム塩については、水和物よりも無水和物を用いることが好ましい。水分濃度の測定方法としては、例えば、JIS K 2275で規定された蒸留法、カールフィッシャー式容量滴定法、カールフィッシャー式電量滴定法、及び水素化物反応法等が使用できる。カールフィッシャー式容量滴定法及びカールフィッシャー式電量滴定法には、市販のカールフィッシャー式水分計を使用できる。
リチウム電池用電解液中の水分濃度は、低ければ低いほど好ましい。リチウム電池用電解液中の水分濃度の下限は、例えば、0.1ppmとしてもよく、1ppmとしてもよい。
[実施例1]
1−(2−メトキシエチル)−3−メチルテトラゾリウム−5−オレートを合成した。
まず、工程(1)として、下記反応式(a1)に従って、1,2−ジヒドロ−1−(2−メトキシエチル)−5H−テトラゾール−5−チオンの合成を行った。
1,2−Dihydro−1−(2−methoxyethyl)−5H−tetrazole−5−thione
IR(neat cm−1):3096,2939,2829,1502,1352,1113.
1HNMR(300MHz,CDCl3):δ3.39(s,3H),3.88(t,J=5.4Hz,2H),4.50(t,J=5.4Hz,2H).
13CNMR(75MHz,CDCl3):δ46.9,58.9,68.4,164.2.
1−(2−Methoxyethyl)−3−methyltetrazolium−5−olate
IR(neat cm−1):2936,1692,1334,1134.
1HNMR(300MHz,CDCl3):δ3.37(s,3H),3,76(t,J=5.1Hz,2H),4.12(s,3H),4.23(t,J=5.3Hz,2H).
13CNMR(75MHz,CDCl3):δ41.9,43.6,58.1,68.2,161.1.
HRMS(ESI)Calcd for C5H10N4O2Na(M+Na+):181.0701;Found:181.0709.
1−エチル−3−メチルテトラゾリウム−5−オレートを合成した。
上記工程(1)において、1−(2−メトキシエチル)イソチオシアネート(和光純薬工業株式会社製)の替わりに、エチルイソチオシアナート(東京化成株式会社製)を用いたこと以外は、1−(2−メトキシエチル)−3−メチルテトラゾリウム−5−オレートの合成法と同様に、2段階の反応工程で1−エチル−3−メチルテトラゾリウム−5−オレートが得られた(比較例1のイオン液体。以下、EMTOと称する場合がある)。
実施例1及び比較例1のイオン液体について、それぞれリチウム金属(本城化学製)を浸漬させ、アルゴン雰囲気下1週間放置した。
図4は、比較例1のイオン液体(EMTO)について、リチウム金属を浸漬させてから1週間後の様子を示した写真である。図4から分かるように、浸漬直後は無色透明であったイオン液体も、1週間後には赤褐色に変色しており、且つ、イオン液体の分解に由来すると考えられる発泡が見られる。
図2は、実施例1のイオン液体(MOEMTO)について、リチウム金属を浸漬させてから1週間後の様子を示した写真である。図2から分かるように、リチウム金属粉(図2に挿入した矢印の先に示す)は、浸漬直後と同様の状態で観察されており、MOEMTOにおいては、リチウム金属を1週間浸漬させても分解変色が見られない。
以上より、本発明の電池用電解液に使用されるメソイオン化合物は、リチウム金属に対し極めて優れた安定性を有することが実証された。
[実施例2]
実施例1のイオン液体(MOEMTO)に、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(株式会社高純度化学研究所製。以下、LiTFSAと称する場合がある)を、濃度が1.0mol/kgとなるように秤量混合し、均一に溶解させた後、3時間攪拌して、実施例2のリチウム電池用電解液を調製した。
比較例1のイオン液体(EMTO)に、LiTFSAを濃度が1.0mol/kgとなるように秤量混合し、均一に溶解させた後、3時間攪拌して、比較例2のリチウム電池用電解液を調製した。
実施例2及び比較例2のリチウム電池用電解液について、CV試験を実施した。試験の詳細は以下の通りである。
測定セル
・作用電極:ニッケル電極(径1.5mm)
・参照電極:銀/塩化銀電極(Ag/Ag+)
・対極:白金電極
測定装置 ポテンショスタット/ガルバノスタット(Solatron)
測定方法 サイクリックボルタンメトリー(CV):−1.7〜1.3V(vs Ag/Ag+)
測定温度 60℃(試験開始前に恒温槽にて3時間静置した)
測定雰囲気 純酸素(試験開始前に測定セルを30分間酸素置換した)
図3から分かるように、比較例2のサイクリックボルタモグラムにおいては、リチウム金属の析出又は溶解に起因する電流のピークがいずれも観測されなかった。
一方、図3中に矢印で示すように、実施例2のサイクリックボルタモグラムにおいては、還元波の−3.5V(vs Ag/Ag+)においてリチウム金属の析出に起因する電流のピークが、酸化波の−3.3V(vs Ag/Ag+)においてリチウム金属の溶解に起因する電流のピークが、それぞれ観測された。これらのピークが観測されたことは、実施例2のリチウム電池用電解液中において、リチウム金属が電極活性を有しながら存在することを意味する。また、サイクルを重ねてもCV波形が大きくずれないことから、サイクル特性の観点からも、リチウム金属の溶解析出が安定して起きていることが分かる。これらの結果から、実施例2のリチウム電池用電解液は、リチウム金属に対して優れた安定性を有すると考えられる。
以上より、実施例2のリチウム電池用電解液は、従来の比較例2のリチウム電池用電解液と比較して、リチウム金属に対する安定性が飛躍的に向上したことが分かる。
2 正極活物質層
3 負極活物質層
4 正極集電体
5 負極集電体
6 正極
7 負極
100 リチウム電池
Claims (10)
- 下記一般式(1)で表されるメソイオン化合物を含有することを特徴とする、リチウム電池用電解液。
−ClH2l−(OCH2)m−CnH2n+1 一般式(2)
(上記一般式(2)中、l及びnは0以上の実数、mは1以上の実数であり、且つ、l、m、及びnの和は8以下である。)
−CxH2x−(CH2OCH2)y−CzH2z+1 一般式(3)
(上記一般式(3)中、x及びzは0以上の実数、yは1以上の実数であり、且つ、x、2y、及びzの和は8以下である。)
−CpH2p−(C2H4OCH2)q−CrH2r+1 一般式(4)
(上記一般式(4)中、p及びrは0以上の実数、qは1以上の実数であり、且つ、p、3q、及びrの和は8以下である。) - 前記一般式(1)中、R2は、メトキシメチル基(−CH2OCH3)、2−メトキシエチル基(−C2H4OCH3)、3−メトキシプロピル基(−C3H6OCH3)、4−メトキシブチル基(−C4H8OCH3)、メトキシメトキシメチル基(−CH2OCH2OCH3)、(2−メトキシエトキシ)メチル基(−CH2OC2H4OCH3)、2−(メトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH3)、2−(2−メトキシエトキシ)エチル基(−C2H4OC2H4OCH3)、及び2−(メトキシメトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH2OCH3)からなる群より選ばれる1つの基である、請求項1に記載のリチウム電池用電解液。
- さらに、リチウム塩を0.32〜1.4mol/kgの濃度で含有する、請求項1又は2に記載のリチウム電池用電解液。
- リチウム空気電池用の電解液である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリチウム電池用電解液。
- 少なくとも正極、負極、並びに、当該正極及び当該負極の間に介在する電解質を備えるリチウム電池であって、
前記正極、前記負極、及び前記電解質の少なくともいずれか1つが、前記請求項1乃至4のいずれか一項に記載のリチウム電池用電解液を含むことを特徴とする、リチウム電池。 - 下記一般式(1)で表されるメソイオン化合物、及び、リチウム塩をそれぞれ準備する工程、並びに、
少なくとも前記メソイオン化合物及びリチウム塩を混合して、水分濃度200ppm以下のリチウム電池用電解液を調製する工程、を有することを特徴とする、リチウム電池用電解液の製造方法。
−ClH2l−(OCH2)m−CnH2n+1 一般式(2)
(上記一般式(2)中、l及びnは0以上の実数、mは1以上の実数であり、且つ、l、m、及びnの和は8以下である。)
−CxH2x−(CH2OCH2)y−CzH2z+1 一般式(3)
(上記一般式(3)中、x及びzは0以上の実数、yは1以上の実数であり、且つ、x、2y、及びzの和は8以下である。)
−CpH2p−(C2H4OCH2)q−CrH2r+1 一般式(4)
(上記一般式(4)中、p及びrは0以上の実数、qは1以上の実数であり、且つ、p、3q、及びrの和は8以下である。) - 前記一般式(1)中、R2は、メトキシメチル基(−CH2OCH3)、2−メトキシエチル基(−C2H4OCH3)、3−メトキシプロピル基(−C3H6OCH3)、4−メトキシブチル基(−C4H8OCH3)、メトキシメトキシメチル基(−CH2OCH2OCH3)、(2−メトキシエトキシ)メチル基(−CH2OC2H4OCH3)、2−(メトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH3)、2−(2−メトキシエトキシ)エチル基(−C2H4OC2H4OCH3)、及び2−(メトキシメトキシメトキシ)エチル基(−C2H4OCH2OCH2OCH3)からなる群より選ばれる1つの基である、請求項6に記載の電池用電解液の製造方法。
- 前記調製工程において、電解液中のリチウム塩濃度を0.32〜1.4mol/kgとする、請求項6又は7に記載の電池用電解液の製造方法。
- リチウム空気電池用電解液の製造方法である、請求項6乃至8のいずれか一項に記載の電池用電解液の製造方法。
- 前記メソイオン化合物は、塩基性条件下で合成されたものである、請求項6乃至9のいずれか一項に記載の電池用電解液の製造方法。
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