JP2015046247A - Gel electrolyte precursor, method for manufacturing gel electrolyte, method for manufacturing lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery - Google Patents

Gel electrolyte precursor, method for manufacturing gel electrolyte, method for manufacturing lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a gel electrolyte precursor which enables the formation of a gel electrolyte having an adequate viscosity or hardness as a gel electrolyte of a battery; and a lithium ion secondary battery including such a gel electrolyte.SOLUTION: A gel electrolyte precursor comprises: a nonaqueous solvent; an electrolyte; at least one cross-linking compound A having three or more oxirane rings; and at least one cross-linking compound B having one or two oxirane rings. In the gel electrolyte precursor, each oxirane ring is a cyclohexene oxide group. The gel electrolyte precursor includes, as the at least one cross-linking compound A, at least one compound selected from a group consisting of compounds expressed by the general formulas (A-1) and (A-2) below.

Description

本発明は、ゲル電解質前駆体、前記ゲル電解質前駆体を用いたゲル電解質の製造方法、前記ゲル電解質前駆体を用いたリチウムイオン二次電池の製造方法、及び前記ゲル電解質を備えたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a gel electrolyte precursor, a method for producing a gel electrolyte using the gel electrolyte precursor, a method for producing a lithium ion secondary battery using the gel electrolyte precursor, and a lithium ion secondary comprising the gel electrolyte. Next battery.

近年、携帯電子機器の多様化、それに伴う出荷台数の激増により、高出力、高容量の二次電池の需要が増大している。また、地球温暖化防止、大気汚染の軽減、化石燃料の消費低減を目的として市場投入されている、ハイブリッド車、電気自動車などの高性能蓄電池としても二次電池は重要である。さらに、一般家庭においても電力消費の平準化、太陽電池等との組み合わせによる個人家屋レベルでのエネルギーマネジメントの蓄電デバイスとして、大容量かつ高性能な二次電池が求められている。   In recent years, with the diversification of portable electronic devices and the accompanying rapid increase in the number of shipments, the demand for secondary batteries with high output and high capacity is increasing. Secondary batteries are also important as high-performance storage batteries such as hybrid cars and electric cars that have been put on the market to prevent global warming, reduce air pollution, and reduce fossil fuel consumption. Further, even in ordinary households, a large capacity and high performance secondary battery is required as an energy storage device for energy management at the level of individual houses by leveling power consumption and combining with solar cells.

これらの携帯機器、自動車、住宅等に用いられる二次電池として、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池など、多くの種類が存在する。このうち、リチウムイオン二次電池は高電位が得られ、エネルギー密度が大きく、メモリ効果も少ないため、携帯機器、自動車、住宅用などの継ぎ足し充電が行われる用途において特に適している。   There are many types of secondary batteries used in these portable devices, automobiles, houses, etc., such as lead storage batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, and lithium ion batteries. Among these, a lithium ion secondary battery can obtain a high potential, has a large energy density, and has a small memory effect. Therefore, the lithium ion secondary battery is particularly suitable for applications in which additional charging is performed such as portable devices, automobiles, and houses.

一方で、リチウムイオン二次電池は高性能であるために、制御されたバランスの良い充放電を行う必要がある。充放電保護回路が不十分であると、電池内部が極めて強い酸化状態あるいは還元状態となり、電池内部の材料等を不安定化させる。特に過充電となった場合には、電池内部で金属リチウムが析出し、電池を劣化させるだけでなく、発熱によるシール剤の破損、それに伴う電解液の流出、さらには発火といった重大な事故となる可能性がある。   On the other hand, since a lithium ion secondary battery has high performance, it is necessary to perform charge and discharge with a controlled and good balance. If the charge / discharge protection circuit is insufficient, the inside of the battery will be in a very strong oxidized state or reduced state, which will destabilize the materials inside the battery. In particular, when the battery is overcharged, metallic lithium deposits inside the battery, not only deteriorating the battery, but also causing serious accidents such as breakage of the sealing agent due to heat generation, spillage of the electrolyte, and ignition. there is a possibility.

このような問題に対しては、充放電マネジメントシステムの堅牢性向上、構造上の安全性確保、及び個別の部材面の安全性確保など、それぞれの階層において対策が行われている。
上記対策のうち、電解液に関する安全対策技術としては、電解液の固体化又はゲル化を挙げることができる。電解液を固体化又はゲル化することにより、電解液の流出を低減又は回避し、電池周辺の腐食や発火などを防止することが試みられている。電解液の固体化又はゲル化の代表的な例として、無機系固体電解質を使うもの(特許文献1)、ポリエチレンオキサイド等のポリマーにより固体化又は増粘化するもの(特許文献2)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体によるもの(特許文献3)などが知られている。
For such problems, measures are taken at each level, such as improving the robustness of the charge / discharge management system, ensuring structural safety, and ensuring the safety of individual member surfaces.
Among the measures described above, examples of safety measures related to the electrolytic solution include solidification or gelation of the electrolytic solution. Attempts have been made to reduce or avoid the outflow of the electrolyte by preventing the corrosion or ignition around the battery by solidifying or gelling the electrolyte. Typical examples of solidification or gelation of the electrolyte include those using an inorganic solid electrolyte (Patent Document 1), those solidified or thickened by a polymer such as polyethylene oxide (Patent Document 2), polyfluorination Those using a vinylidene-hexafluoropropylene copolymer (Patent Document 3) are known.

電解液をゲル化又は固体化することにより、二次電池の安全性はある程度確保できる。しかし、特許文献1〜3の方法においては、電解液が、セル内に注入される以前の調製段階からゲル状態又は固体状態であるため、従来の電池製造プロセス及び電池製造装置を使用することはできず、ゲル電解質又は固体電解質をセル内に配置するための専用の製造プロセス及び製造装置が必要となる、という問題がある。   The safety of the secondary battery can be secured to some extent by gelling or solidifying the electrolyte. However, in the methods of Patent Documents 1 to 3, since the electrolytic solution is in a gel state or a solid state from the preparation stage before being injected into the cell, it is not possible to use a conventional battery manufacturing process and battery manufacturing apparatus. However, there is a problem that a dedicated manufacturing process and a manufacturing apparatus for arranging the gel electrolyte or the solid electrolyte in the cell are required.

上記問題に対し、特許文献4では、製造工程において、液体電解質(電解液)にゲル化材料を加えて、その電解液をセル内に注入し、その後、セル内においてゲル化材料を反応させて、電解液をゲル化する方法を提案している。この方法によると、従来の製造プロセス及び製造装置を変更することなく使用でき、多様な電池形態に対応することが可能となる。   For the above problem, in Patent Document 4, in the manufacturing process, a gelling material is added to a liquid electrolyte (electrolytic solution), the electrolytic solution is injected into the cell, and then the gelling material is reacted in the cell. Have proposed a method of gelling the electrolyte. According to this method, the conventional manufacturing process and manufacturing apparatus can be used without change, and it becomes possible to deal with various battery forms.

国際公開第2013/024724号International Publication No. 2013/024724 特開平10−189050号公報JP-A-10-189050 特表平8−507407号公報JP-T 8-507407 特許第4597294号公報Japanese Patent No. 4597294

しかしながら、電解液をゲル化する反応の具体例として、特許文献4に記載された一般的なエポキシ架橋、イソシアネート架橋、アクリル架橋などの方法では、セル内におけるゲル化反応の制御が困難である、という問題がある。   However, as a specific example of the reaction for gelling the electrolytic solution, it is difficult to control the gelation reaction in the cell by a general method such as epoxy crosslinking, isocyanate crosslinking, and acrylic crosslinking described in Patent Document 4. There is a problem.

通常、エポキシ架橋、イソシアネート架橋の反応を開始させるためには、電解液を加熱する必要がある。ところが、その加熱により電解液の成分が劣化してしまう問題が生じやすい。現在、電解液に用いられている一般的なリチウム塩はヘキサフルオロリン酸リチウムであるが、ヘキサフルオロリン酸リチウムの熱分解は60℃で始まることが知られている。特許文献4では70℃で架橋反応を実施しており、例えばヘキサフルオロリン酸リチウムを含む電解液の場合、加熱による電解質の劣化は避けることができない。   Usually, in order to start reaction of epoxy crosslinking and isocyanate crosslinking, it is necessary to heat an electrolyte solution. However, the problem that the components of the electrolytic solution deteriorate due to the heating tends to occur. Currently, a common lithium salt used in an electrolytic solution is lithium hexafluorophosphate, but it is known that thermal decomposition of lithium hexafluorophosphate starts at 60 ° C. In Patent Document 4, a crosslinking reaction is performed at 70 ° C. For example, in the case of an electrolytic solution containing lithium hexafluorophosphate, deterioration of the electrolyte due to heating cannot be avoided.

また、ラジカル重合を適用するためにはラジカル開始剤を電解液中に添加する必要がある。ところが、ラジカル開始剤は不安定であり、電解液の中で安定的に存在させることは困難である。また、電解液中で安定に存在するラジカル開始剤を用いた場合には、その開始剤を開裂させるために加熱する必要があり、電解質が劣化する可能性が高い。   Further, in order to apply radical polymerization, it is necessary to add a radical initiator to the electrolytic solution. However, the radical initiator is unstable and it is difficult to make it exist stably in the electrolytic solution. Further, when a radical initiator that is stably present in the electrolytic solution is used, it is necessary to heat in order to cleave the initiator, and the electrolyte is likely to deteriorate.

一方、カチオン重合は、酸などの触媒があれば低温でも反応が進むため、電解質のゲル化には最適である。しかしながら、カチオン重合は架橋剤に反応触媒となる酸などが接触した時点で反応が始まるため、反応速度を制御することは困難である。また、反応速度や反応率を制御できないため架橋反応により得られるゲルの物性調整も困難である。   On the other hand, cationic polymerization is optimal for gelation of an electrolyte because the reaction proceeds even at low temperatures if there is a catalyst such as an acid. However, since the reaction starts in cationic polymerization when an acid or the like as a reaction catalyst comes into contact with the crosslinking agent, it is difficult to control the reaction rate. In addition, since the reaction rate and reaction rate cannot be controlled, it is difficult to adjust the physical properties of the gel obtained by the crosslinking reaction.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電池のゲル電解質として適度な粘度又は硬度を有するゲル電解質を形成可能なゲル電解質前駆体、このゲル電解質前駆体を用いたゲル電解質の製造方法、このゲル電解質前駆体を用いたリチウムイオン二次電池の製造方法、及びこのゲル電解質を備えたリチウムイオン二次電池の提供を課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a gel electrolyte precursor capable of forming a gel electrolyte having an appropriate viscosity or hardness as a gel electrolyte of a battery, and production of a gel electrolyte using the gel electrolyte precursor It is an object of the present invention to provide a method, a method for producing a lithium ion secondary battery using the gel electrolyte precursor, and a lithium ion secondary battery including the gel electrolyte.

[1] 非水系溶媒と、電解質と、オキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aを少なくとも1種と、オキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bを少なくとも1種と、を含有するゲル電解質前駆体。
[2] 前記オキシラン環として、シクロヘキセンオキシド基を有する前記[1]に記載のゲル電解質前駆体。
[3] 前記架橋性化合物Aとして、下記一般式(A−1)及び下記一般式(A−2)で表される化合物からなる群から選択される何れか1種以上を含有する前記[1]又は[2]に記載のゲル電解質前駆体。
[1] A gel containing a non-aqueous solvent, an electrolyte, at least one crosslinkable compound A having three or more oxirane rings, and at least one crosslinkable compound B having one or two oxirane rings. Electrolyte precursor.
[2] The gel electrolyte precursor according to [1], wherein the oxirane ring has a cyclohexene oxide group.
[3] As the crosslinkable compound A, [1] containing any one or more selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (A-1) and the following general formula (A-2) ] Or the gel electrolyte precursor according to [2].

Figure 2015046247
[式(A−1)中、a,b,c,dはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。式(A−2)中、a,bはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。]
Figure 2015046247
[In Formula (A-1), a, b, c and d each independently represents an integer of 0 to 2. In formula (A-2), a and b each independently represent an integer of 0 to 2. ]

[4] 前記架橋性化合物Bとして、下記式(B−1)〜(B−4)から選ばれる何れか1種以上の化合物を含有する前記[1]〜[3]の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体。 [4] The crosslinkable compound B according to any one of the above [1] to [3], which contains any one or more compounds selected from the following formulas (B-1) to (B-4). The gel electrolyte precursor described.

Figure 2015046247
Figure 2015046247

[5] 前記架橋性化合物Aと前記架橋性化合物Bとの含有比率(A:B)が、重量比で95:5〜1:99の範囲である前記[1]〜[4]何れか一項に記載のゲル電解質前駆体。
[6] 前記ゲル電解質前駆体の総重量に対する、前記架橋性化合物Aと前記架橋性化合物Bの合計の重量が、1〜20重量%である前記[1]〜[5]の何れかに一項に記載のゲル電解質前駆体。
[7] 前記[1]〜[6]の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体に、酸を作用させ、前記架橋性化合物A及び前記架橋性化合物Bを架橋させることによりゲル電解質を得る、ゲル電解質の製造方法。
[8] 前記[1]〜[6]の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体を電池容器内に注入する工程と、前記ゲル電解質前駆体をゲル化する工程とを含む、リチウムイオン二次電池の製造方法。
[9] 前記[7]に記載の製造方法により製造したゲル電解質を含むリチウムイオン二次電池。
[5] Any one of [1] to [4], wherein the content ratio (A: B) of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B is in the range of 95: 5 to 1:99 by weight. The gel electrolyte precursor according to item.
[6] One of the above [1] to [5], wherein the total weight of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B with respect to the total weight of the gel electrolyte precursor is 1 to 20% by weight. The gel electrolyte precursor according to item.
[7] An acid is allowed to act on the gel electrolyte precursor according to any one of [1] to [6] to crosslink the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B to obtain a gel electrolyte. A method for producing a gel electrolyte.
[8] Lithium ion secondary, including a step of injecting the gel electrolyte precursor according to any one of [1] to [6] into a battery container and a step of gelling the gel electrolyte precursor. A method for manufacturing a secondary battery.
[9] A lithium ion secondary battery including a gel electrolyte manufactured by the manufacturing method according to [7].

本発明のゲル電解質前駆体によれば、電池のゲル電解質として適度な粘度又は硬度を有するゲル電解質が得られる。適度な粘度又は硬度を有する当該ゲル電解質は、電池容器外に漏出し難いため、当該ゲル電解質を用いることにより、安全性に優れた電池が得られる。
また、本発明のゲル電解質前駆体を構成する前記架橋性化合物Aは、穏やかな条件で架橋反応を進行させることができる。このため、架橋反応によるゲル化において、ゲル電解質前駆体に含有される電解質が変性又は分解することを防止するとともに、電池のゲル電解質として適度な粘度又は硬度を有するゲル電解質が得られる。
さらに、本発明のゲル電解質前駆体から得られたゲル電解質をリチウムイオン二次電池に用いた場合、ゲル化させない従来の電解液を用いた場合と同等の優れた電池特性が得られる。すなわち、本発明にかかるゲル電解質を用いた場合には、一般に電解液をゲル化させることによって起こり得る電池特性の劣化を抑制することができる。
According to the gel electrolyte precursor of the present invention, a gel electrolyte having an appropriate viscosity or hardness can be obtained as a gel electrolyte for a battery. Since the gel electrolyte having an appropriate viscosity or hardness is difficult to leak out of the battery container, a battery having excellent safety can be obtained by using the gel electrolyte.
Moreover, the said crosslinkable compound A which comprises the gel electrolyte precursor of this invention can advance a crosslinking reaction on mild conditions. For this reason, in the gelation by the crosslinking reaction, the electrolyte contained in the gel electrolyte precursor is prevented from being modified or decomposed, and a gel electrolyte having an appropriate viscosity or hardness is obtained as the gel electrolyte of the battery.
Furthermore, when the gel electrolyte obtained from the gel electrolyte precursor of the present invention is used in a lithium ion secondary battery, excellent battery characteristics equivalent to those obtained when using a conventional electrolyte solution that does not gelate can be obtained. That is, when the gel electrolyte according to the present invention is used, it is possible to suppress deterioration of battery characteristics that can generally occur by gelling the electrolytic solution.

本発明のゲル電解質の製造方法によれば、前記ゲル電解質前駆体の反応基の量を調整することにより、制御し易い程度の緩やかな反応速度でゲル化させることができる。この緩やかなゲル化反応を利用して、電池製造プロセスにおいて、ゲル化する前の液状のゲル電解質前駆体を従来の電解液と同じように扱うことができる。   According to the method for producing a gel electrolyte of the present invention, by adjusting the amount of reactive groups of the gel electrolyte precursor, gelation can be performed at a moderate reaction rate that is easy to control. By utilizing this gentle gelation reaction, in the battery manufacturing process, the liquid gel electrolyte precursor before gelation can be handled in the same manner as a conventional electrolyte.

本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法によれば、従来の電解液が充填された電池を製造するための装置及び製造プロセスを殆ど変更することなく適用できると共に、電池容器内にゲル電解質前駆体を充填した後でゲル化を完了させることによって、液漏れが防止された電池を安価に効率よく製造することができる。   According to the method for producing a lithium ion secondary battery of the present invention, the conventional apparatus and process for producing a battery filled with an electrolytic solution can be applied with almost no change, and the gel electrolyte precursor is placed in the battery container. By completing the gelation after filling the body, a battery in which liquid leakage is prevented can be efficiently manufactured at low cost.

本発明のリチウムイオン二次電池は、電池内に備えられたゲル電解質が適度な粘度又は硬度を有するため、液漏れの恐れが無く、安全性が向上している。また、ゲル化したことによる電池特性の劣化は殆ど無く、従来の電解液と同等の優れた電池特性を有する。   In the lithium ion secondary battery of the present invention, since the gel electrolyte provided in the battery has an appropriate viscosity or hardness, there is no risk of liquid leakage and the safety is improved. Moreover, there is almost no deterioration of the battery characteristic by gelling, and it has the outstanding battery characteristic equivalent to the conventional electrolyte solution.

まず、本発明のゲル電解質前駆体の構成を見出すに当たり、本発明者らが検討した経緯を以下に説明する。   First, the background that the present inventors have studied in finding the configuration of the gel electrolyte precursor of the present invention will be described below.

<架橋性化合物Aを含み、架橋性化合物Bを含まない電解液aのゲル化について>
電解質を含む非水溶媒中に、架橋基であるオキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aのみを含み、オキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bを含まない電解液aを調製した場合、この電解液aをゲル化させることは簡単であるが、ゲル中の化学架橋密度が高くなるため、硬度の高いゲルになる。硬度の高いゲル中のイオンの動きは妨げられる可能性があるため、より柔軟で化学架橋密度の低いゲルが望まれる。柔軟なゲルを形成するためには、架橋性化合物Aの濃度を低下させて、ゲル化するために必要な最低限の濃度にする方法が理論的には考えられる。しかし、この最低限の濃度を見出すことは極めて難しい。架橋性化合物Aの濃度が低すぎるとゲル化させること自体が困難になる一方、確実にゲル化させる濃度まで高めると、ゲルの硬度を所望の程度まで下げることができない。
さらに、電解液aにおいては、架橋反応が適当な時期に停止せずに長引く傾向があるため、想定を超えた高密度な架橋を形成してしまうことがある。この場合、電解質を含む溶媒(液成分)がゲルから押し出されて(排斥されて)、ゲルと液成分との2相に分離してしまうことがある。
<About gelation of the electrolyte solution a which contains the crosslinkable compound A and does not contain the crosslinkable compound B>
When an electrolyte solution a containing only the crosslinkable compound A having three or more oxirane rings as a crosslinking group and not containing the crosslinkable compound B having one or two oxirane rings in a nonaqueous solvent containing an electrolyte is prepared. It is easy to gel this electrolytic solution a, but since the chemical crosslinking density in the gel becomes high, the gel becomes a high hardness. Since the movement of ions in a hard gel can be hindered, a gel that is softer and has a lower chemical crosslink density is desired. In order to form a flexible gel, it is theoretically conceivable to reduce the concentration of the crosslinkable compound A to a minimum concentration necessary for gelation. However, finding this minimum concentration is extremely difficult. If the concentration of the crosslinkable compound A is too low, gelation itself becomes difficult. On the other hand, if the concentration is surely increased, the gel hardness cannot be reduced to a desired level.
Furthermore, in the electrolytic solution a, since the crosslinking reaction tends to be prolonged without stopping at an appropriate time, a high-density bridge exceeding an assumption may be formed. In this case, the solvent (liquid component) containing the electrolyte may be pushed out (excluded) from the gel and separated into two phases of the gel and the liquid component.

<架橋性化合物Aを含まず、架橋性化合物Bを含む電解液bのゲル化について>
一方、電解質を含む非水溶媒中に、架橋基であるオキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bのみを含み、オキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aを含まない電解液bを調製した場合、この電解液bをゲル化させること自体が難しくなる。
オキシラン環を1個有する化合物を用いて電解液b−1を調製した場合、オキシラン環のカチオン開環重合により直鎖状ポリエーテルが電解液b−1中に生じる。しかし、直鎖状ポリエーテルだけで電解液b−1をゲル化させたり増粘させたりするためには、多量の前記化合物が必要となる。このように多量の架橋性化合物Bを含有させた場合、相対的に電解液b−1における電解質(イオン伝導物質)の比率が減少する。このような電解液b−1を用いた電池においては、その電池性能が明らかに低下してしまう。
また、オキシラン環を2個有する化合物を用いて電解液b−2を調製した場合、この電解液b−2をゲル化させることは可能であるが、電解液b−1の場合と同様に、多量の架橋性化合物Bを含有させることが必要となる。このような電解液b−2を用いた電池においても、その電池性能は低下してしまう。
<About the gelation of the electrolyte solution b which does not contain the crosslinkable compound A and contains the crosslinkable compound B>
On the other hand, an electrolyte solution b containing only the crosslinkable compound B having one or two oxirane rings as a crosslinking group and not containing the crosslinkable compound A having three or more oxirane rings in a nonaqueous solvent containing an electrolyte is prepared. In this case, it is difficult to gel the electrolyte b.
When the electrolytic solution b-1 is prepared using a compound having one oxirane ring, a linear polyether is generated in the electrolytic solution b-1 by cationic ring-opening polymerization of the oxirane ring. However, in order to gel or thicken the electrolyte b-1 with only a linear polyether, a large amount of the compound is required. When a large amount of the crosslinkable compound B is thus contained, the ratio of the electrolyte (ion conductive material) in the electrolytic solution b-1 is relatively reduced. In a battery using such an electrolytic solution b-1, the battery performance is clearly deteriorated.
Further, when the electrolytic solution b-2 is prepared using a compound having two oxirane rings, the electrolytic solution b-2 can be gelled, but, similarly to the electrolytic solution b-1, It is necessary to contain a large amount of the crosslinkable compound B. Even in a battery using such an electrolytic solution b-2, the battery performance deteriorates.

本発明者らは上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、架橋基であるオキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aと、オキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bとを混合することにより、適度な粘度又は硬度を有するゲルを得るために必要な架橋性化合物A及びBの濃度の調整幅が広く、ゲル化速度が調整可能であり、得られるゲルの物性(粘度又は硬度)も制御することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a crosslinkable compound A having three or more oxirane rings as a crosslinkable group and a crosslinkable compound B having one or two oxirane rings. By mixing, the adjustment range of the concentration of the crosslinkable compounds A and B necessary for obtaining a gel having an appropriate viscosity or hardness is wide, the gelation rate can be adjusted, and the physical properties (viscosity or (Hardness) was also found to be controllable, and the present invention was completed.

以下、本発明のゲル電解質前駆体の好適な実施形態について具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the gel electrolyte precursor of the present invention will be specifically described.

《ゲル電解質前駆体》
本発明のゲル電解質前駆体の好適な実施形態は、非水系溶媒と、電解質と、オキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aを少なくとも1種と、オキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bを少なくとも1種と、を含有する。
《Gel electrolyte precursor》
Preferred embodiments of the gel electrolyte precursor of the present invention include a non-aqueous solvent, an electrolyte, at least one crosslinkable compound A having three or more oxirane rings, and a crosslinkable compound having one or two oxirane rings. And at least one B.

<オキシラン環の酸による開環>
架橋基としてのオキシラン環は、電解液中に存在する微量な酸の触媒作用によって、カチオン開環重合し、穏やかに架橋反応が進むため、好ましい。
電解液中に存在する微量な酸としては、例えば、非水系溶媒中に不可避的に含有される微量の水と電解質とが反応した結果生じるブレンステッド酸、非水系溶媒中に溶解された電解質を加熱することにより生じるルイス酸、非水系溶媒に添加するその他の酸成分等が挙げられる。
<Opening of oxirane ring with acid>
An oxirane ring as a bridging group is preferred because it undergoes cationic ring-opening polymerization by a catalytic action of a small amount of acid present in the electrolytic solution, and the crosslinking reaction proceeds gently.
The trace amount of acid present in the electrolyte includes, for example, Bronsted acid resulting from the reaction of a trace amount of water inevitably contained in the non-aqueous solvent and the electrolyte, and the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent. Examples thereof include a Lewis acid generated by heating and other acid components added to a non-aqueous solvent.

前記ブレンステッド酸としては、例えば、電解質として、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム等のリチウム塩が、非水系溶媒に含まれる微量の水によって加水分解されて生じるフッ化水素(フッ化水素酸)が挙げられる。   Examples of the Bronsted acid include, as an electrolyte, hydrogen fluoride (fluoride fluoride) produced by hydrolysis of a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate with a small amount of water contained in a non-aqueous solvent. Hydrogen acid).

前記ルイス酸としては、例えば、非水系溶媒に電解質として溶解された、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム等のリチウム塩が加熱されることにより生じる、五フッ化リン(PF)、三フッ化ホウ素(BF)等が挙げられる。なお、この加熱によってフッ化水素も生じる。 Examples of the Lewis acid include phosphorus pentafluoride (PF 5 ) produced by heating lithium salts such as lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate dissolved as an electrolyte in a non-aqueous solvent. Examples thereof include boron trifluoride (BF 3 ). This heating also generates hydrogen fluoride.

電解液中に存在する微量な酸の触媒作用によって、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bのカチオン開環重合を開始させるためには、特別な処理は必要なく、非水系溶媒中に電解質と共に架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを溶解させることにより、穏やかに重合(架橋反応)を開始させることができる。また、架橋反応を促進又は加速させる方法としては、当該電解液を加熱することにより、前述のルイス酸及びブレンステッド酸の濃度を高める方法が例示できる。さらに、電解液中に、熱、光等などの刺激により酸を発生する刺激応答性酸発生剤を添加することにより、前記架橋反応を一層促進又は加速させてもよい。   In order to initiate cationic ring-opening polymerization of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B by the catalytic action of a small amount of acid present in the electrolytic solution, no special treatment is required, and crosslinking is performed with the electrolyte in a non-aqueous solvent. By dissolving the functional compound A and the crosslinkable compound B, polymerization (crosslinking reaction) can be started gently. Examples of the method for promoting or accelerating the crosslinking reaction include a method for increasing the concentration of the aforementioned Lewis acid and Bronsted acid by heating the electrolyte. Furthermore, the cross-linking reaction may be further accelerated or accelerated by adding a stimulus-responsive acid generator that generates acid by stimulation of heat, light, or the like in the electrolytic solution.

<架橋性化合物>
本明細書において、オキシラン環を3個以上有する架橋性化合物A、及びオキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bの具体例を以下に示すが、本発明で用いる架橋性化合物A及び架橋性化合物Bはこれに限定されない。
架橋性化合物A及び架橋性化合物Bは、各々独立して、オキシラン環を有するモノマー単独であってもよいし、前記モノマーが重合したポリマーであってもよい。
<Crosslinkable compound>
In the present specification, specific examples of the crosslinkable compound A having three or more oxirane rings and the crosslinkable compound B having one or two oxirane rings are shown below, but the crosslinkable compound A and the crosslinkable used in the present invention are shown below. Compound B is not limited to this.
The crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B may each independently be a monomer having an oxirane ring, or may be a polymer in which the monomer is polymerized.

前記ポリマーとしては、例えば、フェノールノボラック系エポキシ樹脂が挙げられる。また、下記式(X−1)で表される、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物も例示できる。ここで例示した化合物に限らず、単一の分子内に3個以上のオキシラン環を有している化合物であれば、本実施形態の架橋性化合物Aとして用いることができる。また、単一の分子内に1又は2個のオキシラン環を有している化合物であれば、本実施形態の架橋性化合物Bとして用いることができる。   Examples of the polymer include phenol novolac epoxy resins. In addition, a 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol represented by the following formula (X-1) can also be exemplified. Any compound having three or more oxirane rings in a single molecule can be used as the crosslinkable compound A of the present embodiment, not limited to the compounds exemplified here. Further, any compound having one or two oxirane rings in a single molecule can be used as the crosslinkable compound B of the present embodiment.

Figure 2015046247
Figure 2015046247

前記式(X−1)で表される化合物が架橋性化合物Aである場合、式中、nは3以上の整数を表し、3〜10が好ましく、3〜7がより好ましく、3〜5がさらに好ましい。
前記式(X−1)で表される化合物が架橋性化合物Bである場合、式中、nは1又は2の整数を表す。
When the compound represented by the formula (X-1) is the crosslinkable compound A, in the formula, n represents an integer of 3 or more, preferably 3 to 10, more preferably 3 to 7, and 3 to 5 Further preferred.
When the compound represented by the formula (X-1) is the crosslinkable compound B, n represents an integer of 1 or 2.

前記式(X−1)中、Rは炭化水素基を表す。前記炭化水素基は脂肪族炭化水素基であってもよいし、芳香族炭化水素基であってもよい。前記炭化水素基を構成する炭素原子の一部が、窒素、酸素、硫黄等のヘテロ原子で置換されていてもよい。前記炭化水素基の炭素原子数は特に制限されないが、例えば1〜30が挙げられる。前記炭化水素基としては、例えばアルキル基又はアルケニル基が挙げられる。前記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。前記アルキル基の炭素原子数は1〜10が好ましく、前記アルケニル基の炭素原子数は2〜10が好ましい。   In the formula (X-1), R represents a hydrocarbon group. The hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. A part of carbon atoms constituting the hydrocarbon group may be substituted with a heteroatom such as nitrogen, oxygen or sulfur. The number of carbon atoms of the hydrocarbon group is not particularly limited, and examples thereof include 1 to 30. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group and an alkenyl group. The alkyl group may be linear, branched or cyclic. The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and the alkenyl group preferably has 2 to 10 carbon atoms.

架橋性化合物A及び架橋性化合物Bが有するオキシラン環は、オキシラン環を構成する酸素原子に結合する2つの炭素原子の少なくとも一方に、水素原子以外の置換基が結合していることが好ましく、前記2つの炭素原子の両方に前記置換基が結合していることがより好ましい。前記2つの炭素原子の両方に前記置換基が結合していることにより、当該オキシラン環の開環重合の反応性を高めることができる。   The oxirane ring of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B preferably has a substituent other than a hydrogen atom bonded to at least one of two carbon atoms bonded to the oxygen atom constituting the oxirane ring. More preferably, the substituent is bonded to both of the two carbon atoms. When the substituent is bonded to both of the two carbon atoms, the reactivity of the oxirane ring can be increased.

前記置換基としては、例えば、1価の炭化水素基、単結合又は2価の炭化水素基からなる連結基が挙げられる。   As said substituent, the coupling group which consists of a monovalent hydrocarbon group, a single bond, or a bivalent hydrocarbon group is mentioned, for example.

前記1価の炭化水素基は脂肪族炭化水素基であってもよいし、芳香族炭化水素基であってもよい。前記1価の炭化水素基を構成する炭素原子の一部が、窒素、酸素、硫黄等のヘテロ原子で置換されていてもよい。前記1価の炭化水素基の炭素原子数は特に制限されないが、例えば1〜30が挙げられる。前記1価の炭化水素基としては、例えばアルキル基又はアルケニル基が挙げられる。前記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。前記アルキル基の炭素原子数は1〜10が好ましく、前記アルケニル基の炭素原子数は2〜10が好ましい。また、前記置換基が複数ある場合、複数の置換基同士が結合して、当該オキシラン環を構成する酸素原子に結合する2つの炭素原子とともに環を形成していてもよい。   The monovalent hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. A part of carbon atoms constituting the monovalent hydrocarbon group may be substituted with a heteroatom such as nitrogen, oxygen or sulfur. The number of carbon atoms of the monovalent hydrocarbon group is not particularly limited, and examples thereof include 1 to 30. Examples of the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group and an alkenyl group. The alkyl group may be linear, branched or cyclic. The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and the alkenyl group preferably has 2 to 10 carbon atoms. When there are a plurality of the substituents, the plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring together with two carbon atoms bonded to the oxygen atom constituting the oxirane ring.

前記置換基がアルキル基である場合、オキシラン環を構成する2つの炭素原子の両方に当該アルキル基が1つ以上結合した化合物、すなわちオキシラン環が2つ以上のアルキル基を置換基として有する化合物が、架橋性化合物A又は架橋性化合物Bの一例として挙げられる。前記2つ以上のアルキル基は互いに結合して環を形成していてもよい。この環を有する化合物として、シクロヘキサン環やシクロペンタン環にオキシラン環が縮環した化合物が挙げられる。   When the substituent is an alkyl group, a compound in which one or more alkyl groups are bonded to both of two carbon atoms constituting the oxirane ring, that is, a compound in which the oxirane ring has two or more alkyl groups as a substituent. , Crosslinkable Compound A or Crosslinkable Compound B is an example. The two or more alkyl groups may be bonded to each other to form a ring. Examples of the compound having this ring include compounds in which an oxirane ring is condensed to a cyclohexane ring or a cyclopentane ring.

前記置換基は、単結合又は2価の炭化水素基からなる連結基であることが好ましい。すなわち、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bは、オキシラン環を含む基を有することが好ましい。オキシラン環を含む基は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを構成する残りの部分に結合する。   The substituent is preferably a linking group comprising a single bond or a divalent hydrocarbon group. That is, the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B preferably have a group containing an oxirane ring. The group containing an oxirane ring is bonded to the remaining part of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B.

前記2価の炭化水素基を構成する炭素原子の一部又は全部は酸素、窒素、硫黄等のヘテロ原子で置換されていてもよい。また、前記2価の炭化水素基が複数ある場合、これら複数の置換基が互いに結合して、当該オキシラン環を構成する酸素原子に結合する2つの炭素原子とともに環を形成していてもよい。この環は1つの結合手(他の基に結合しうる炭素原子)を有していてもよいし、2つ以上の結合手を有していてもよい。前記2価の炭化水素基は炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基であることが好ましい。   Some or all of the carbon atoms constituting the divalent hydrocarbon group may be substituted with heteroatoms such as oxygen, nitrogen, sulfur and the like. Further, when there are a plurality of the divalent hydrocarbon groups, the plurality of substituents may be bonded to each other to form a ring together with two carbon atoms bonded to the oxygen atom constituting the oxirane ring. This ring may have one bond (a carbon atom that can be bonded to another group), or may have two or more bonds. The divalent hydrocarbon group is preferably a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

オキシラン環を含む基としては、例えば、シクロヘキセンオキシド基、エポキシ基、グリシジル基等が好適な基として挙げられる。
シクロヘキセンオキシド基は、シクロヘキセンに酸化剤を作用させることにより容易に得られ、反応性が高く、入手も容易であるため、好適である。
Examples of the group containing an oxirane ring include a cyclohexene oxide group, an epoxy group, a glycidyl group, and the like.
The cyclohexene oxide group is preferable because it is easily obtained by allowing an oxidizing agent to act on cyclohexene, has high reactivity, and is easily available.

本実施形態のゲル電解質前駆体は、シクロヘキセンオキシド基を3個以上有する架橋性化合物Aとして、下記一般式(A−1)及び下記一般式(A−2)で表される化合物からなる群から選択される何れか1種以上を含有することが好ましい。
これらの架橋性化合物Aを含有する本実施形態のゲル電解質前駆体がゲル化することにより、リチウムイオン二次電池の用途に適した粘度又は硬度を有し、イオン電導性に優れたゲル電解質を容易に得ることができる。
The gel electrolyte precursor of the present embodiment is selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (A-1) and the following general formula (A-2) as the crosslinkable compound A having three or more cyclohexene oxide groups. It is preferable to contain any one or more selected.
By gelling the gel electrolyte precursor of this embodiment containing these crosslinkable compounds A, a gel electrolyte having a viscosity or hardness suitable for the use of the lithium ion secondary battery and excellent in ionic conductivity is obtained. Can be easily obtained.

Figure 2015046247
Figure 2015046247

前記式(A−1)中、a,b,c,dはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。前記式(A−1)のa〜dは全て、0〜1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
前記式(A−2)中、a,bはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。前記式(A−2)のa及びbは、0〜1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
In the formula (A-1), a, b, c and d each independently represent an integer of 0 to 2. All of a to d in the formula (A-1) are preferably 0 to 1, and more preferably 1.
In said formula (A-2), a and b represent the integer of 0-2 each independently. A and b in the formula (A-2) are preferably 0 to 1, and more preferably 1.

本実施形態のゲル電解質前駆体は、シクロヘキセンオキシド基を1又は2個有する架橋性化合物Bとして、下記式(B−1)〜(B−14)で表される化合物からなる群から選択される何れか1種以上を含有することが好ましい。下記式(B−1)〜(B−14)で表される化合物は、前記一般式(A−1)及び一般式(A−2)で表される架橋性化合物Aと組み合わせて含有することが好ましい。
これらの架橋性化合物Bを含有する本実施形態のゲル電解質前駆体がゲル化することにより、リチウムイオン二次電池の用途に適した粘度又は硬度を有し、イオン電導性に優れたゲル電解質を容易に得ることができる。
The gel electrolyte precursor of this embodiment is selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-14) as the crosslinkable compound B having one or two cyclohexene oxide groups. It is preferable to contain any one or more of them. The compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-14) should be contained in combination with the crosslinkable compound A represented by the general formula (A-1) and the general formula (A-2). Is preferred.
When the gel electrolyte precursor of this embodiment containing these crosslinkable compounds B is gelled, a gel electrolyte having a viscosity or hardness suitable for the use of the lithium ion secondary battery and excellent in ion conductivity is obtained. Can be easily obtained.

Figure 2015046247
Figure 2015046247

前記一般式(B−13)中、Rは、炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表す。   In the general formula (B-13), R represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

シクロヘキセンオキシド基を有する架橋性化合物Bの他に、例えば、グリシジル基を有する架橋性化合物Bとして、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビルフェノールFジグリシジルエーテルなどの市販のエポキシ樹脂主剤が例示できる。   In addition to the crosslinkable compound B having a cyclohexene oxide group, examples of the crosslinkable compound B having a glycidyl group include commercially available epoxy resin bases such as bisphenol A diglycidyl ether and bilphenol F diglycidyl ether.

本実施形態のゲル電解質前駆体を構成する架橋性化合物A及び架橋性化合物Bにおいては、グリシジルエーテル型のオキシラン環よりも、前述した置換基を2つ以上有するオキシラン環が含まれることが好ましく、シクロヘキサン環に縮環したシクロヘキセンオキシド基が含まれることがより好ましい。
これらの好適な架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを含有する本実施形態のゲル電解質前駆体がゲル化することにより、リチウムイオン二次電池の用途に適した粘度又は硬度を有し、イオン電導性に優れたゲル電解質を容易に得ることができる。
In the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B constituting the gel electrolyte precursor of the present embodiment, it is preferable that an oxirane ring having two or more substituents described above is included rather than a glycidyl ether type oxirane ring. More preferably, it contains a cyclohexene oxide group condensed to a cyclohexane ring.
The gel electrolyte precursor of the present embodiment containing these suitable crosslinkable compound A and crosslinkable compound B is gelled, thereby having a viscosity or hardness suitable for the use of the lithium ion secondary battery, and ion conduction A gel electrolyte having excellent properties can be easily obtained.

<架橋性化合物A,Bの含有比>
本実施形態のゲル電解質前駆体において、前記架橋性化合物Aと前記架橋性化合物Bとの含有比率(A:B)は、重量比で95:5〜1:99の範囲であることが好ましく、90:10〜3:97の範囲がより好ましく、80:20〜5:95の範囲がさらに好ましい。
上記好ましい含有比の範囲のゲル電解質前駆体をゲル化することにより、リチウムイオン二次電池の用途に適した粘度又は硬度を有し、イオン電導性に優れたゲル電解質を容易に得ることができる。
<Content ratio of crosslinkable compounds A and B>
In the gel electrolyte precursor of the present embodiment, the content ratio (A: B) of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B is preferably in the range of 95: 5 to 1:99 by weight ratio, The range of 90:10 to 3:97 is more preferable, and the range of 80:20 to 5:95 is more preferable.
By gelling the gel electrolyte precursor in the above preferred content ratio range, a gel electrolyte having a viscosity or hardness suitable for the use of the lithium ion secondary battery and excellent in ion conductivity can be easily obtained. .

<架橋性化合物Aの濃度>
本実施形態のゲル電解質前駆体の総重量に対する、架橋性化合物Aの含有量は1重量%以上が好ましく、1.5〜10重量%がより好ましく、2〜7重量%がさらに好ましい。
<Concentration of crosslinkable compound A>
The content of the crosslinkable compound A with respect to the total weight of the gel electrolyte precursor of the present embodiment is preferably 1% by weight or more, more preferably 1.5 to 10% by weight, and further preferably 2 to 7% by weight.

本実施形態のゲル電解質前駆体において、架橋性化合物Aの前記含有量は、通常1重量%以上であることが必要である。架橋性化合物Aを1重量%以上含有することにより、得られるゲル電解質の架橋密度を高め、ゲル電解質の粘度、硬度等の物性を容易に調整することができる。なお、本実施形態において、架橋性化合物Aを2種以上用いる場合、前記含有量は、複数種類の架橋性化合物Aの合計の含有量を意味する。   In the gel electrolyte precursor of the present embodiment, the content of the crosslinkable compound A usually needs to be 1% by weight or more. By containing 1% by weight or more of the crosslinkable compound A, the crosslink density of the obtained gel electrolyte can be increased, and physical properties such as viscosity and hardness of the gel electrolyte can be easily adjusted. In addition, in this embodiment, when using 2 or more types of crosslinkable compound A, the said content means content of the sum total of multiple types of crosslinkable compound A. FIG.

<架橋性化合物Bの濃度>
本実施形態のゲル電解質前駆体の総重量に対する、架橋性化合物Bの含有量は5重量%以上が好ましく、6〜15重量%がより好ましく、7〜10重量%がさらに好ましい。
<Concentration of crosslinkable compound B>
The content of the crosslinkable compound B with respect to the total weight of the gel electrolyte precursor of the present embodiment is preferably 5% by weight or more, more preferably 6 to 15% by weight, and even more preferably 7 to 10% by weight.

本実施形態のゲル電解質前駆体において、架橋性化合物Bを5重量%以上含有することにより、得られるゲル電解質の架橋密度が高くなり過ぎることを抑制し、ゲル電解質の粘度、硬度等の物性を容易に調整することができる。通常、架橋性化合物Bを多く添加するほど、架橋密度が低くなり、比較的柔らかいゲル電解質が得られる。また、架橋性化合物Bを5重量%以上含有させることにより、架橋性化合物Aの前記含有量の上限値を高くして、架橋性化合物Aの前記含有量の調整幅を広くすることができる。また、架橋性化合物Bのうち、オキシラン環を1個有する化合物は、ゲル中における架橋基としてのオキシラン環同士の距離を延長する調整剤として機能しうるので、これを考慮して前記含有比を調整することが好ましい。なお、本実施形態において、架橋性化合物Bを2種以上用いる場合、前記含有量は、複数種類の架橋性化合物Bの合計の含有量を意味する。   In the gel electrolyte precursor of this embodiment, by containing 5% by weight or more of the crosslinkable compound B, it is possible to suppress the crosslinking density of the resulting gel electrolyte from becoming too high, and to improve physical properties such as viscosity and hardness of the gel electrolyte. It can be adjusted easily. Usually, the more crosslinkable compound B is added, the lower the crosslink density and the relatively soft gel electrolyte can be obtained. Further, by containing 5% by weight or more of the crosslinkable compound B, the upper limit value of the content of the crosslinkable compound A can be increased, and the adjustment range of the content of the crosslinkable compound A can be widened. Moreover, since the compound which has one oxirane ring among the crosslinkable compounds B can function as a regulator which extends the distance of the oxirane rings as a crosslinking group in a gel, the said content ratio is considered in consideration of this. It is preferable to adjust. In addition, in this embodiment, when using 2 or more types of crosslinkable compound B, the said content means content of the sum total of multiple types of crosslinkable compound B. FIG.

<架橋性化合物A及びBの合計重量>
本実施形態のゲル電解質前駆体の総重量に対する、架橋性化合物Aと架橋性化合物Bの合計の重量は、各化合物の種類にもよるが、1〜20重量%であることが好ましく、2〜15重量%がより好ましく、4〜10重量%がさらに好ましい。
前記合計の重量が1重量%未満であると、架橋構造の形成によるゲル化が通常困難である。一方、前記合計の重量が20重量%を超えると、ゲル電解質中で伝導されるイオン濃度又はイオン伝導度が相対的に低下する。このようなゲル電解質を備えた電池の性能は、低下してしまうことがある。
<Total weight of crosslinkable compounds A and B>
The total weight of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B relative to the total weight of the gel electrolyte precursor of the present embodiment is preferably 1 to 20% by weight, although it depends on the type of each compound. 15 weight% is more preferable and 4 to 10 weight% is further more preferable.
When the total weight is less than 1% by weight, gelation by formation of a crosslinked structure is usually difficult. On the other hand, when the total weight exceeds 20% by weight, the ionic concentration or ionic conductivity conducted in the gel electrolyte relatively decreases. The performance of a battery provided with such a gel electrolyte may deteriorate.

<オキシラン環以外の架橋性官能基について>
本実施形態のゲル電解質前駆体には、オキシラン環以外のカチオン重合が可能な架橋性官能基を有する化合物が、必須成分ではない添加成分として含まれてもよい。
オキシラン環と同様にカチオン開環重合が可能な環状エーテルとしては、オキセタン環、テトラヒドロフラン環が知られている。
<About crosslinkable functional groups other than oxirane ring>
In the gel electrolyte precursor of the present embodiment, a compound having a crosslinkable functional group capable of cationic polymerization other than the oxirane ring may be included as an additive component that is not an essential component.
Oxetane rings and tetrahydrofuran rings are known as cyclic ethers capable of cationic ring-opening polymerization in the same manner as oxirane rings.

オキセタン環を有する化合物としては、2官能化合物として3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン、キシリレンビスオキセタンなどが挙げられ、単官能化合物として2-エチルヘキシルオキセタン、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(オキセタンアルコール) 等が挙げられる。オキセタン環を有する化合物を本実施形態のゲル電解質前駆体に添加してもよい。ただし、一般にオキセタン環は反応性が高いため、それを勘案して添加する必要がある。   Examples of the compound having an oxetane ring include 3-ethyl-3 {[(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl} oxetane and xylylenebisoxetane as bifunctional compounds, Examples include ethylhexyl oxetane and 3-ethyl-3-hydroxymethyl oxetane (oxetane alcohol). A compound having an oxetane ring may be added to the gel electrolyte precursor of the present embodiment. However, since the oxetane ring is generally highly reactive, it must be added in consideration of it.

テトラヒドロフラン環もカチオン開環重合するため、本実施形態のゲル電解質前駆体に添加してもよい。ただし、テトラヒドロフラン環の天井温度が低く、重合と解離の平衡反応となり易いため、それを勘案して添加する必要がある。
このほか、環状エーテルとして1,3,5-トリオキサン等も添加可能であり、必要に応じて添加することができる。
Since the tetrahydrofuran ring also undergoes cationic ring-opening polymerization, it may be added to the gel electrolyte precursor of this embodiment. However, since the ceiling temperature of the tetrahydrofuran ring is low and an equilibrium reaction between polymerization and dissociation tends to occur, it is necessary to add it in consideration of it.
In addition, 1,3,5-trioxane or the like can be added as a cyclic ether, and can be added as necessary.

更に、カチオン開環重合することが可能な化合物として、β-プロピオラクトンなどのラクトン類、炭酸プロピレンなど環状炭酸エステルも挙げることができる。これらは一般に環状エーテルよりも反応性が低いため、これらを勘案して添加することができる。   Furthermore, examples of compounds capable of cationic ring-opening polymerization include lactones such as β-propiolactone, and cyclic carbonates such as propylene carbonate. Since these are generally less reactive than cyclic ethers, they can be added in consideration of these.

このほか、カチオン付加重合する化合物として、スチレン類、炭化水素オレフィン類、ビニルエーテル類、インデン類、ベンゾフラン類、2,3−ジヒドロフラン類など、公知の化合物を添加してもよい。   In addition, known compounds such as styrenes, hydrocarbon olefins, vinyl ethers, indenes, benzofurans, and 2,3-dihydrofurans may be added as compounds that undergo cationic addition polymerization.

上述したオキシラン環以外の架橋性官能基を有する化合物は、その反応性、溶解度、ゲル化反応に対する影響、電池性能への影響などを勘案して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で添加することができる。   The compound having a crosslinkable functional group other than the oxirane ring described above should be added within the scope of the present invention in consideration of its reactivity, solubility, influence on gelation reaction, influence on battery performance, etc. Can do.

<非水系溶媒>
本実施形態のゲル電解質前駆体を構成する非水系溶媒としては、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを溶解可能であり、オキシラン環による架橋反応を阻害する溶媒でなければ特に制限されず、電池の種類や用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電解液に用いられる非水系溶媒が適用可能である。非水系溶媒には、前述した酸によるオキシラン環の開環反応が起きる程度の極微量の水が含まれていることが好ましい。
<Non-aqueous solvent>
The non-aqueous solvent constituting the gel electrolyte precursor of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B and inhibits the crosslinking reaction by the oxirane ring. What is necessary is just to select suitably according to the kind and application. For example, a non-aqueous solvent used for an electrolyte of a known lithium ion secondary battery is applicable. The non-aqueous solvent preferably contains a trace amount of water to the extent that the above-described acid-opening reaction of the oxirane ring occurs.

具体的な非水系溶媒として、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル等の高誘電率で高沸点の炭酸エステル系溶媒が好適な溶媒として挙げられる。また、脂肪酸エステルやラクトンを前記溶媒に添加してもよい。本実施形態における非水系溶媒は1種類であってもよいし、2種以上が混合された混合溶媒であってもよい。   As a specific non-aqueous solvent, for example, a carbonate solvent having a high dielectric constant and a high boiling point such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate can be cited as a suitable solvent. Further, fatty acid esters and lactones may be added to the solvent. One type of non-aqueous solvent in this embodiment may be sufficient, and the mixed solvent in which 2 or more types were mixed may be sufficient.

<電解質>
本実施形態のゲル電解質前駆体を構成する電解質は、特に制限されず、電池の種類や用途に応じて適宜選択することができる。
本実施形態のゲル電解質前駆体をリチウムイオン二次電池の製造に用いる場合には、前記電解質はリチウムイオンを含む支持塩が適当である。具体的には、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウムなどのフッ素無機塩、リチウム−ビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウム−ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド等のイミド類等が挙げられる。
<Electrolyte>
The electrolyte constituting the gel electrolyte precursor of the present embodiment is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type and application of the battery.
When the gel electrolyte precursor of this embodiment is used for the production of a lithium ion secondary battery, a suitable supporting salt containing lithium ions is suitable for the electrolyte. Specifically, for example, fluorine inorganic salts such as lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate, lithium-bis (fluorosulfonyl) imide, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, lithium-bis (pentafluoroethane) And imides such as (sulfonyl) imide.

前記電解質としては、非水系溶媒に含まれる微量の水によって加水分解されることによりブレンステッド酸を生じることが可能な電解質、又は、非水系溶媒中で加熱されることによりルイス酸を生じることが可能な電解質が好ましい。このような電解質として、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウムが、本実施形態の好適な電解質として例示できる。   As the electrolyte, an electrolyte that can generate Bronsted acid by being hydrolyzed by a small amount of water contained in the non-aqueous solvent, or a Lewis acid can be generated by heating in a non-aqueous solvent. Possible electrolytes are preferred. Examples of such an electrolyte include lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate as suitable electrolytes of the present embodiment.

前記電解質の含有量は、本実施形態のゲル電解質前駆体の総重量に対して、1〜25重量%が好ましく、3〜20重量%がより好ましく、5〜18重量%がさらに好ましい。
上記の好適な含有量であると、オキシラン環を有する架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを穏やかに架橋させて、リチウムイオン二次電池のゲル電解質として好ましいイオン電導性及び物性を有するゲル電解質を容易に得ることができる。
The content of the electrolyte is preferably 1 to 25% by weight, more preferably 3 to 20% by weight, and still more preferably 5 to 18% by weight with respect to the total weight of the gel electrolyte precursor of the present embodiment.
When the above content is suitable, the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B having an oxirane ring are gently crosslinked to obtain a gel electrolyte having preferable ionic conductivity and physical properties as a gel electrolyte of a lithium ion secondary battery. Can be easily obtained.

<その他の成分>
本実施形態のゲル電解質前駆体には、必要に応じて、添加剤を加えてもよい。
添加剤としては、例えば、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bが有するオキシラン環の開環重合反応を促進する目的で、無機酸、刺激応答性の酸発生剤を添加してもよい。添加濃度は使用する架橋性化合物A,Bの種類や濃度に応じて適宜調整される。
<Other ingredients>
You may add an additive to the gel electrolyte precursor of this embodiment as needed.
As the additive, for example, an inorganic acid or a stimulus-responsive acid generator may be added for the purpose of promoting the ring-opening polymerization reaction of the oxirane ring of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B. The addition concentration is appropriately adjusted according to the type and concentration of the crosslinkable compounds A and B used.

また、その他の添加剤としては、例えば、電極と電解液(電解質)間に生じ、電極表面を安定化させるSEIと呼ばれる皮膜を形成する材料や、電解液(電解質)に難燃性を付与するための難燃剤などが挙げられる。さらに、増粘剤を添加剤として加えて、所望の粘度に調整しても構わない。   Other additives include, for example, a material that forms a film called SEI that is generated between the electrode and the electrolyte (electrolyte) and stabilizes the electrode surface, and imparts flame retardancy to the electrolyte (electrolyte). For example, a flame retardant. Further, a thickener may be added as an additive to adjust to a desired viscosity.

<ゲル電解質前駆体の調製方法>
本実施形態のゲル電解質前駆体は、非水系溶媒、電解質、架橋性化合物A及び架橋性化合物B、並びに必要に応じてその他の成分を均一に混合することにより調製できる。各成分は、これらを順次添加しながら混合してもよいし、全成分を一度にまとめて混合してもよい。ただし、オキシラン環の開環重合反応を開始又は促進させる成分と架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを混合すると、ゲル化が開始又は促進することを考慮して、ゲル電解質を製造する直前(ゲル化する直前)にゲル電解質前駆体を調製することが好ましい。
<Method for Preparing Gel Electrolyte Precursor>
The gel electrolyte precursor of this embodiment can be prepared by uniformly mixing a non-aqueous solvent, an electrolyte, a crosslinkable compound A and a crosslinkable compound B, and other components as necessary. Each component may be mixed while sequentially adding them, or all components may be mixed together at one time. However, in consideration of the fact that gelation starts or accelerates when a component that initiates or accelerates the ring-opening polymerization reaction of the oxirane ring and the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B are mixed (gel) It is preferable to prepare the gel electrolyte precursor immediately before conversion.

本実施形態のゲル電解質前駆体の好適な調製方法として、まず、前記非水系溶媒に所定量の電解質を溶解させた電解液を調製した後、前記電解液に所定量の架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを添加し、穏やかに撹拌して、各成分を充分に溶解させることにより、目的のゲル電解質前駆体を得る方法が挙げられる。調製したゲル電解質前駆体を構成する非水系溶媒中には、通常、不可避的に含有される水が存在するため、電解質の種類によっては、酸が自然に発生し、オキシラン環の架橋重合反応が穏やかに開始されることがある。これを考慮して、ゲル電解質を製造する直前(ゲル化する直前)にゲル電解質前駆体を調製することが好ましい。   As a preferred method for preparing the gel electrolyte precursor of the present embodiment, first, an electrolytic solution in which a predetermined amount of electrolyte is dissolved in the non-aqueous solvent is prepared, and then a predetermined amount of the crosslinkable compound A and the cross-linked compound are added to the electrolytic solution. A method of obtaining the target gel electrolyte precursor by adding the functional compound B and stirring gently to sufficiently dissolve each component. In the non-aqueous solvent that constitutes the prepared gel electrolyte precursor, usually unavoidable water is present, so depending on the type of electrolyte, an acid is generated naturally, and a cross-linking polymerization reaction of the oxirane ring occurs. May be started gently. In consideration of this, it is preferable to prepare the gel electrolyte precursor immediately before manufacturing the gel electrolyte (immediately before gelation).

各成分を混合する方法は、特に限定されず、例えば、撹拌子、撹拌翼、ボールミル、スターラー、超音波分散機、超音波ホモジナイザー、自公転ミキサー等を使用する公知の方法を適用することができる。   The method of mixing each component is not particularly limited, and for example, a known method using a stirrer, a stirring blade, a ball mill, a stirrer, an ultrasonic disperser, an ultrasonic homogenizer, a self-revolving mixer, or the like can be applied. .

本実施形態のゲル電解質前駆体を調製する際の混合温度、混合時間等の混合条件は、前記電解質の劣化を避け、オキシラン環の開環重合反応が開始又は促進されることを抑制することを考慮しつつ、適宜設定すればよい。     Mixing conditions, such as mixing temperature and mixing time when preparing the gel electrolyte precursor of the present embodiment, avoid deterioration of the electrolyte and suppress the initiation or promotion of the ring-opening polymerization reaction of the oxirane ring. What is necessary is just to set suitably, considering.

例えばヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)の熱分解は60℃程度で始まることが知られている。このため、前記電解質が熱に弱い種類のリチウム塩である場合、前記混合温度は、4〜70℃が好ましく、10〜60℃がより好ましく、15〜50℃が更に好ましく、20〜40℃が特に好ましい。また、前記混合時間は、通常、1〜30分で充分であり、1〜20分が好ましく、1〜10分が更に好ましい。 For example, it is known that thermal decomposition of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) starts at about 60 ° C. For this reason, when the electrolyte is a heat-sensitive lithium salt, the mixing temperature is preferably 4 to 70 ° C, more preferably 10 to 60 ° C, still more preferably 15 to 50 ° C, and more preferably 20 to 40 ° C. Particularly preferred. The mixing time is usually 1 to 30 minutes, preferably 1 to 20 minutes, more preferably 1 to 10 minutes.

《ゲル電解質の製造方法》
本発明のゲル電解質の製造方法の好適な実施形態は、前述のゲル電解質前駆体に、微量の酸を作用させ、前記架橋性化合物A及び前記架橋性化合物Bを架橋させることによりゲル電解質を得る方法である。
《Gel electrolyte production method》
In a preferred embodiment of the method for producing a gel electrolyte of the present invention, a gel electrolyte is obtained by allowing a trace amount of acid to act on the gel electrolyte precursor and crosslinking the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B. Is the method.

ゲル電解質前駆体に微量の酸を作用させる方法としては、オキシラン環を穏やかに開環重合させることが可能な量の酸を作用させる方法であれば特に制限されない。例えば、ゲル電解質前駆体に微量の無機酸を添加する方法(1)、ゲル電解質前駆体に予め添加しておいた刺激応答性酸発生剤に所定の刺激を加える方法(2)、ゲル電解質前駆体を構成する非水系溶媒に含まれる微量の水と電解質とを利用して酸を発生させる方法(3)が挙げられる。   The method for causing a trace amount of acid to act on the gel electrolyte precursor is not particularly limited as long as it is a method for allowing an amount of acid capable of gently ring-opening polymerization of the oxirane ring. For example, a method (1) of adding a trace amount of an inorganic acid to a gel electrolyte precursor, a method (2) of applying a predetermined stimulus to a stimulus-responsive acid generator previously added to the gel electrolyte precursor, a gel electrolyte precursor There is a method (3) for generating an acid using a trace amount of water and an electrolyte contained in a non-aqueous solvent constituting the body.

前記方法(1)において、添加する無機酸の種類及び添加量は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bの種類及び含有量に応じて適宜設定することができる。   In the said method (1), the kind and addition amount of the inorganic acid to add can be suitably set according to the kind and content of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B.

前記方法(2)において、添加する刺激応答性酸発生剤の種類及び添加量は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bの種類及び含有量に応じて適宜設定することができる。例えば、公知の光酸発生剤、熱酸発生剤を適用することができる。   In the said method (2), the kind and addition amount of the stimulus responsive acid generator to add can be suitably set according to the kind and content of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B. For example, a known photoacid generator or thermal acid generator can be applied.

前記方法(3)は、前述した通り、ゲル電解質前駆体中に自然に発生するフッ化水素等のブレンステッド酸又はルイス酸を利用する方法である。酸の発生を促進させるために、ゲル電解質前駆体を加熱してもよい。加熱温度としては、電解質が熱分解しない程度の比較的低い温度が好ましく、例えば40〜55℃程度が好ましい。加熱時間は特に制限されず、必要に応じて1時間〜数日間加熱することができる。   As described above, the method (3) is a method using a Bronsted acid or Lewis acid such as hydrogen fluoride which is naturally generated in the gel electrolyte precursor. In order to promote the generation of the acid, the gel electrolyte precursor may be heated. The heating temperature is preferably a relatively low temperature that does not cause thermal decomposition of the electrolyte, and is preferably about 40 to 55 ° C, for example. The heating time is not particularly limited, and can be heated for 1 hour to several days as necessary.

本実施形態のゲル電解質の製造方法においては、前記方法(3)が好ましい。前記方法(3)によれば、比較的遅い架橋反応速度で穏やかにゲル化することができる。穏やかにゲル化することにより、リチウムイオン二次電池のゲル電解質として好ましいイオン電導性及び物性を有するゲル電解質を容易に得ることができる。
また、前記方法(3)によれば、ゲル電解質前駆体に別途、酸や酸発生剤を添加する必要がないため、簡便にゲル電解質を製造することができる。
In the manufacturing method of the gel electrolyte of this embodiment, the said method (3) is preferable. According to the method (3), gelation can be performed gently at a relatively slow crosslinking reaction rate. By gelling gently, a gel electrolyte having ionic conductivity and physical properties preferable as a gel electrolyte of a lithium ion secondary battery can be easily obtained.
Moreover, according to the said method (3), since it is not necessary to add an acid and an acid generator separately to a gel electrolyte precursor, a gel electrolyte can be manufactured simply.

本実施形態の製造方法により得られたゲル電解質は、オキシラン環が化学的に架橋した架橋構造を有する化学ゲルである。化学ゲルは、熱が加えられても容易には崩壊しない。この特性は、リチウムイオン二次電池のゲル電解質として使用する場合に有利に働く。リチウムイオン二次電池に何らかの不具合が発生し、電解質の漏洩等が懸念される状況においては、電池が異常発熱している可能性が高い。化学ゲルではなく、物理ゲルを用いた場合、異常発熱によって加熱された場合にゲルが溶けて液状になり、電池の外へ漏洩するリスクが高い。一方、化学ゲルにおいては、このようなリスクは殆ど無い。  The gel electrolyte obtained by the production method of the present embodiment is a chemical gel having a crosslinked structure in which oxirane rings are chemically crosslinked. Chemical gels do not collapse easily when heat is applied. This characteristic is advantageous when used as a gel electrolyte of a lithium ion secondary battery. In a situation where some trouble occurs in the lithium ion secondary battery and there is a concern about leakage of the electrolyte or the like, there is a high possibility that the battery is abnormally heated. When a physical gel is used instead of a chemical gel, there is a high risk that the gel will melt and become liquid when heated by abnormal heat generation and leak out of the battery. On the other hand, there is almost no such risk in chemical gels.

本実施形態の製造方法により得られたゲル電解質は、一次電池、二次電池、燃料電池等の公知の電池に適用可能である。前記二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池が挙げられる。  The gel electrolyte obtained by the production method of the present embodiment can be applied to known batteries such as primary batteries, secondary batteries, and fuel cells. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery.

《リチウムイオン二次電池の製造方法》
本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法の好適な実施形態は、前述した本発明のゲル電解質前駆体を電池容器内に注入する工程(注入工程)と、前記電池容器内に注入したゲル電解質前駆体をゲル化する工程(ゲル化工程)とを含む方法である。
<< Production Method of Lithium Ion Secondary Battery >>
A preferred embodiment of the method for producing a lithium ion secondary battery of the present invention includes a step (injection step) of injecting the gel electrolyte precursor of the present invention into the battery container, and a gel electrolyte injected into the battery container. And a step of gelling the precursor (gelation step).

前記注入工程において使用する「電池容器」とは、広義には、リチウムイオン二次電池においてゲル電解質又は電解液を保持可能な領域(空間)を意味する。このような空間としては、例えば、互いに対向配置された正極板と負極板の間の空間が挙げられる。また、「電池容器」の狭義の意味は、電池においてゲル電解質又は電解液を保持可能な入れ物を意味する。本明細書及び特許請求の範囲において、「電池容器」の用語は、広義の意味及び狭義の意味の両方を含む。   The “battery container” used in the injecting step broadly means a region (space) that can hold the gel electrolyte or the electrolytic solution in the lithium ion secondary battery. As such a space, for example, a space between a positive electrode plate and a negative electrode plate arranged to face each other can be cited. The narrow meaning of “battery container” means a container capable of holding a gel electrolyte or an electrolytic solution in a battery. In the present specification and claims, the term “battery container” includes both a broad meaning and a narrow meaning.

<注入工程>
前記注入工程において、電池容器内に前記ゲル電解質前駆体を注入する方法は特に制限されず、従来の電解液を注入するための装置及び方法が適用可能である。この際、ゲル化する前のゲル電解質前駆体の粘度を、前記注入が容易に行える程度に低く調整しておくことが好ましい。前記ゲル電解質前駆体の注入量は、電池容器の容積にもよるが、従来のリチウムイオン二次電池における電解液の注入量と同等で構わない。前記電池容器内には、あらかじめ正極、負極、セパレータ等の電池部材が配置されていることが好ましい。前記注入工程においては、前記ゲル電解質前駆体の流動性が充分に維持されることが好ましい。充分な流動性を有するゲル電解質前駆体は、電池容器内の各部材の隙間に充分に浸透し、電池性能の発揮に必要な電気化学反応が適切に行われる状態になる。ゲル電解質前駆体の注入後、次のゲル化工程を行うことが好ましい。
<Injection process>
In the injecting step, the method for injecting the gel electrolyte precursor into the battery container is not particularly limited, and a conventional apparatus and method for injecting an electrolytic solution can be applied. At this time, it is preferable to adjust the viscosity of the gel electrolyte precursor before gelation so low that the injection can be easily performed. The injection amount of the gel electrolyte precursor depends on the volume of the battery container, but may be the same as the injection amount of the electrolyte in the conventional lithium ion secondary battery. It is preferable that battery members such as a positive electrode, a negative electrode, and a separator are arranged in advance in the battery container. In the injection step, it is preferable that the fluidity of the gel electrolyte precursor is sufficiently maintained. The gel electrolyte precursor having sufficient fluidity sufficiently penetrates into the gaps between the respective members in the battery container, so that the electrochemical reaction necessary for exhibiting battery performance is appropriately performed. It is preferable to perform the following gelation step after the injection of the gel electrolyte precursor.

<ゲル化工程>
前記ゲル化工程において、電池容器内に注入した前記ゲル電解質前駆体をゲル化する方法としては、前述したゲル電解質の製造方法のうち、方法(1)〜方法(3)の何れかを適用することが好ましい。なお、何れの方法においても、電池容器の最終的な封止は適当な時期に行えばよい。
<Gelification process>
In the gelation step, as a method for gelling the gel electrolyte precursor injected into the battery container, any one of the method (1) to the method (3) is applied among the gel electrolyte production methods described above. It is preferable. In any method, the final sealing of the battery container may be performed at an appropriate time.

前記方法(1)を適用する場合、注入前に予め無機酸をゲル電解質前駆体中に添加しておいてもよいし、ゲル電解質前駆体を注入する前若しくは後に、別途、無機酸を電池容器内に注入してもよい。無機酸をゲル電解質前駆体中に均一に混合することが容易であることから、注入前に予め所定量の無機酸をゲル電解質前駆体中に添加しておく方法がより好ましい。ゲル電解質前駆体中に混合された無機酸がオキシラン環の開環重合を進めることにより、電池容器内でゲル電解質を形成することができる。   When the method (1) is applied, an inorganic acid may be added to the gel electrolyte precursor in advance before injection, or the inorganic acid is separately added to the battery container before or after the gel electrolyte precursor is injected. It may be injected inside. Since it is easy to uniformly mix the inorganic acid into the gel electrolyte precursor, a method of adding a predetermined amount of the inorganic acid to the gel electrolyte precursor in advance before injection is more preferable. When the inorganic acid mixed in the gel electrolyte precursor advances the ring-opening polymerization of the oxirane ring, the gel electrolyte can be formed in the battery container.

前記方法(2)を適用する場合、注入前に予め刺激応答性酸発生剤をゲル電解質前駆体中に添加しておいてもよいし、ゲル電解質前駆体を注入する前若しくは後に、別途、刺激応答性酸発生剤を電池容器内に注入してもよい。刺激応答性酸発生剤をゲル電解質前駆体中に均一に混合することが容易であることから、注入前に予め所定量の刺激応答性酸発生剤をゲル電解質前駆体中に添加しておく方法がより好ましい。刺激応答性酸発生剤が酸を発生するための光、熱、振動等の刺激を加えて、発生した酸がオキシラン環の開環重合を進めることにより、電池容器内でゲル電解質を形成することができる。   When the method (2) is applied, a stimulus-responsive acid generator may be added to the gel electrolyte precursor in advance before injection, or separately before or after the gel electrolyte precursor is injected. A responsive acid generator may be injected into the battery container. A method of adding a predetermined amount of a stimulus-responsive acid generator in advance to the gel electrolyte precursor before injection because it is easy to uniformly mix the stimulus-responsive acid generator in the gel electrolyte precursor Is more preferable. The stimulus-responsive acid generator is stimulated by light, heat, vibration, etc. to generate acid, and the generated acid promotes ring-opening polymerization of the oxirane ring, thereby forming a gel electrolyte in the battery container. Can do.

前記方法(3)を適用する場合、ゲル電解質前駆体中に自然に発生する酸(ブレンステッド酸又はルイス酸)の作用でオキシラン環の開環重合を進めることにより、電池容器内でゲル電解質を形成することができる。
この場合、酸の発生及び拡散を促進する目的で、電池容器内のゲル電解質前駆体を加熱したり、振動させたりする物理的な刺激を加えてもよい。ここで行う加熱処理は、電解質の熱分解を抑制するために、40〜55℃程度を目安としてなるべく低い温度又は1時間〜数日を目安としてなるべく短時間で行うことが好ましい。
When the method (3) is applied, the gel electrolyte is formed in the battery container by advancing the ring-opening polymerization of the oxirane ring by the action of an acid (Bronsted acid or Lewis acid) naturally generated in the gel electrolyte precursor. Can be formed.
In this case, for the purpose of promoting the generation and diffusion of acid, a physical stimulus for heating or vibrating the gel electrolyte precursor in the battery container may be applied. In order to suppress thermal decomposition of the electrolyte, the heat treatment performed here is preferably performed in as short a time as possible with a temperature as low as possible, which is about 40 to 55 ° C., or as a standard with 1 hour to several days.

本実施形態のリチウムイオン二次電池の製造方法におけるその他の工程は、特に制限されず、従来公知の方法が適用できる。
前記注入工程の前工程としては、例えば、正極、負極、セパレータなどの電池の構造要素を公知方法により電池容器内に組み込む工程が挙げられる。また、前記ゲル化工程の前工程としては、例えば、ゲル電解質前駆体の注入後に電池容器内に残存する気泡を脱気し、その後、封止(シール)する工程が挙げられる。また、前記ゲル化工程の前工程又は後工程として、必要に応じて電池の充放電を施してもよい。
Other steps in the manufacturing method of the lithium ion secondary battery of the present embodiment are not particularly limited, and conventionally known methods can be applied.
As a pre-process of the said injection | pouring process, the process of incorporating the structural elements of batteries, such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, in a battery container by a well-known method, for example is mentioned. Moreover, as a pre-process of the said gelatinization process, the process of deaerating the bubble which remains in a battery container after injection | pouring of a gel electrolyte precursor, and sealing (sealing) after that is mentioned, for example. Moreover, you may charge / discharge a battery as needed as a pre-process or a post-process of the said gelatinization process.

《リチウムイオン二次電池》
本発明のリチウムイオン二次電池の好適な実施形態は、本発明のゲル電解質を備えたリチウムイオン二次電池、及び、本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法によって製造されたリチウムイオン二次電池である。本実施形態のリチウムイオン二次電池において、前記ゲル電解質以外の構成は、特に制限されず、従来公知のリチウムイオン二次電池の構成が適用できる。
《Lithium ion secondary battery》
Preferred embodiments of the lithium ion secondary battery of the present invention include a lithium ion secondary battery provided with the gel electrolyte of the present invention and a lithium ion secondary manufactured by the method of manufacturing a lithium ion secondary battery of the present invention. It is a battery. In the lithium ion secondary battery of the present embodiment, the configuration other than the gel electrolyte is not particularly limited, and a conventionally known configuration of a lithium ion secondary battery can be applied.

一般のリチウムイオン二次電池の基本構造は、正極、ゲル電解質又は電解液、セパレータ、負極を順次積み重ね、フィルムパッケージ、缶(金属製容器)等の電池容器内に設置されたものが多い。   The basic structure of a general lithium ion secondary battery is often one in which a positive electrode, a gel electrolyte or electrolyte, a separator, and a negative electrode are sequentially stacked and installed in a battery container such as a film package or a can (metal container).

本実施形態のリチウムイオン二次電池の構成として、正極、負極、ゲル電解質、電池容器、並びに必要に応じて使用するセパレータが例示できる。
前記正極としては、例えば、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム等が挙げられる。
前記負極としては、例えば、グラファイト、ハードカーボン等の炭素系材料の他、チタネート、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。
Examples of the configuration of the lithium ion secondary battery of the present embodiment include a positive electrode, a negative electrode, a gel electrolyte, a battery container, and a separator used as necessary.
Examples of the positive electrode include lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, and lithium iron phosphate.
Examples of the negative electrode include titanate, silicon, germanium, etc., in addition to carbon-based materials such as graphite and hard carbon.

前記セパレータは正極と負極が直接接触することを防ぐ部材であり、正極と負極の間に設けられる。通常、セパレータは多孔質体であり、電解液(電解質)をその孔に保持している。前記セパレータの材料としては、ポリプロピレン等のポリオレフィンからなる多孔質シートが用いられる。前記セパレータとして、電池が異常発熱した場合に多孔質の孔が閉塞してイオン伝導を遮断し、それ以上の反応暴走を抑制する機能も有するセパレータを適用してもよい。   The separator is a member that prevents direct contact between the positive electrode and the negative electrode, and is provided between the positive electrode and the negative electrode. Usually, the separator is a porous body, and an electrolytic solution (electrolyte) is held in the pores. As the material of the separator, a porous sheet made of polyolefin such as polypropylene is used. As the separator, when the battery abnormally generates heat, a porous hole may be blocked to block ion conduction, and a separator having a function of suppressing further reaction runaway may be applied.

前記電池容器としては、例えば、前記正極、セパレータ及び負極の積層体を包む樹脂フィルム(ラミネートフィルム)、金属製容器等が挙げられる。
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、円筒型、角型、コイン型、シート型、フィルムパッケージ型等、種々の形状が適用できる。
Examples of the battery container include a resin film (laminate film) enclosing a laminate of the positive electrode, the separator, and the negative electrode, and a metal container.
The shape of the lithium ion secondary battery of the present embodiment is not particularly limited, and various shapes such as a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a sheet shape, and a film package shape can be applied.

本実施形態のリチウムイオン二次電池に充填されたゲル電解質の量は、従来公知のリチウムイオン二次電池における電解液又はゲル電解質と同等で構わない。   The amount of the gel electrolyte filled in the lithium ion secondary battery of the present embodiment may be the same as the electrolytic solution or gel electrolyte in a conventionally known lithium ion secondary battery.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.

[実施例1]
(ゲル電解質前駆体の製造方法)
ドライボックス内で、炭酸エチレン25vol%、炭酸ジエチル75vol%の混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウムを1mol/Lとなるように溶かし、電解液を得た。
架橋性化合物Aとしてのブタンテトラカルボン酸テトラ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)εカプロラクトン変性(株式会社ダイセル製、エポリードGT−401)(前記式(A-1)で表される化合物)と、架橋性化合物Bとしての3',4'-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート (和光純薬株式会社製)前記式(B-1)で表される化合物)とを、重量比7:3で混合した混合物を、前記電解液中に5重量%となる様に加え、ゲル電解質前駆体を得た。
[Example 1]
(Method for producing gel electrolyte precursor)
In a dry box, lithium hexafluorophosphate was dissolved in a mixed solvent of 25 vol% ethylene carbonate and 75 vol% diethyl carbonate so as to be 1 mol / L to obtain an electrolytic solution.
Tetra (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ε caprolactone modified as a crosslinkable compound A (produced by Daicel Corporation, Epolide GT-401) (compound represented by the formula (A-1)), 3 ', 4'-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the crosslinkable compound B (compound represented by the above formula (B-1)), a weight ratio of 7 : The mixture mixed in 3 was added to the electrolyte solution so as to be 5% by weight to obtain a gel electrolyte precursor.

(リチウムイオン二次電池の製造)
上記で製造したゲル電解質前駆体を用い、正極としてコバルト酸リチウム、負極として黒鉛と、セパレータとしてガラス繊維と、を用いてコインセルを製造した。具体的には、円盤状に打ち抜いた上記の正極、セパレータ、負極をこの順にSUS製の電池容器(CR2032等)内で積層し、この電池容器内に上記ゲル電解質前駆体を注入して、積層体にゲル電解質前駆体を含浸させ、電池容器内の負極の上にSUS製の蓋を載せて電池容器を封止した。その後、50℃で5日間加熱することにより、電池容器内の電解液を前記方法(3)によってゲル化することにより、ゲル電解質を備えたリチウムイオン二次電池を製造した。
(Manufacture of lithium ion secondary batteries)
Using the gel electrolyte precursor produced above, a coin cell was produced using lithium cobaltate as the positive electrode, graphite as the negative electrode, and glass fiber as the separator. Specifically, the positive electrode, the separator, and the negative electrode punched in a disk shape are stacked in this order in a SUS battery container (such as CR2032), and the gel electrolyte precursor is injected into the battery container to stack The body was impregnated with a gel electrolyte precursor, and a SUS lid was placed on the negative electrode in the battery container to seal the battery container. Then, the lithium ion secondary battery provided with the gel electrolyte was manufactured by heating at 50 degreeC for 5 days, and gelatinizing the electrolyte solution in a battery container by the said method (3).

(電池性能の評価)
実施例1の電池の放電容量は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを含有させていない前記電解液を用いて製造したリチウムイオン二次電池の放電容量とほぼ同じであった。これら両方の電池について、充放電特性を評価したところ、実施例1の電池の電圧はわずかに低くなったが、サイクル特性の低下は見られなかった。
実施例1の電池をドライボックス内で分解したところ、ゲル電解質前駆体はゲル化してゲル電解質を形成しており、電池容器を破壊してもゲル電解質は漏れ出てこなかった。
(Evaluation of battery performance)
The discharge capacity of the battery of Example 1 was almost the same as the discharge capacity of the lithium ion secondary battery produced using the electrolyte solution containing no crosslinkable compound A and no crosslinkable compound B. When the charge / discharge characteristics of both batteries were evaluated, the voltage of the battery of Example 1 was slightly lowered, but no deterioration in cycle characteristics was observed.
When the battery of Example 1 was disassembled in the dry box, the gel electrolyte precursor was gelled to form a gel electrolyte, and the gel electrolyte did not leak out even when the battery container was destroyed.

[実施例2]
(ゲル電解質前駆体の製造方法)
架橋性化合物Aとしてのシクロヘキセン−3,4−ジカルボン酸ジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)εカプロラクトン変性(株式会社ダイセル製、エポリードGT−300)(前記式(A-2)で表される化合物)と、架橋性化合物Bとしてのε-カプロラクトン変性 3',4'-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(株式会社ダイセル製、セロキサイド2081)(前記式(B-3) で表される化合物)とを、重量比5:5で混合した混合物を、実施例1で製造した電解液中に6重量%となる様に加え、ゲル電解質前駆体を得た。
[Example 2]
(Method for producing gel electrolyte precursor)
Cyclohexene-3,4-dicarboxylic acid di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ε caprolactone modified as a crosslinkable compound A (Daicel Co., Ltd., Epolide GT-300) (represented by the formula (A-2)) Compound) and ε-caprolactone-modified 3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate as a crosslinkable compound B (Delcel, Celoxide 2081) (expressed by the above formula (B-3)) To the electrolyte solution produced in Example 1 to obtain 6% by weight to obtain a gel electrolyte precursor.

(リチウムイオン二次電池の製造)
上記で製造したゲル電解質前駆体を用い、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を得た。
(Manufacture of lithium ion secondary batteries)
Using the gel electrolyte precursor produced above, a lithium ion secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1.

(電池性能の評価)
実施例2の電池の放電容量は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを含有させていない前記電解液を用いて製造したリチウムイオン二次電池の放電容量とほぼ同じであった。これら両方の電池について、充放電特性を評価したところ、実施例2の電池の電圧はわずかに低くなったが、サイクル特性の低下は見られなかった。
実施例2の電池をドライボックス内で分解したところ、ゲル電解質前駆体はゲル化してゲル電解質を形成しており、電池容器を破壊してもゲル電解質は漏れ出てこなかった。
(Evaluation of battery performance)
The discharge capacity of the battery of Example 2 was almost the same as the discharge capacity of the lithium ion secondary battery produced using the electrolyte solution that did not contain the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B. When the charge / discharge characteristics of both batteries were evaluated, the voltage of the battery of Example 2 was slightly lowered, but no deterioration in cycle characteristics was observed.
When the battery of Example 2 was disassembled in the dry box, the gel electrolyte precursor was gelled to form a gel electrolyte, and the gel electrolyte did not leak out even when the battery container was destroyed.

[実施例3]
(ゲル電解質前駆体の製造方法)
架橋性化合物Aとしてのブタンテトラカルボン酸テトラ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)εカプロラクトン変性(株式会社ダイセル製、エポリードGT−401)(前記式(A-1)で表される化合物)と、架橋性化合物Bとしてのアジピン酸ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)(SINASIA社製、S−28)(前記式(B-2) で表される化合物)と、架橋性化合物Bとしてのシクロヘキセンオキシド(和光純薬社製)(前記式(B-4) で表される化合物)とを、重量比3:6:1で混合した混合物を、実施例1で製造した電解液中に8重量%となる様に加え、ゲル電解質前駆体を得た。
[Example 3]
(Method for producing gel electrolyte precursor)
Tetra (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ε caprolactone modified as a crosslinkable compound A (produced by Daicel Corporation, Epolide GT-401) (compound represented by the formula (A-1)), Bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate as crosslinkable compound B (S-28, manufactured by SINASIA) (compound represented by the above formula (B-2)) and cyclohexene as crosslinkable compound B 8 wt% of a mixture prepared by mixing oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (compound represented by the above formula (B-4)) at a weight ratio of 3: 6: 1 in the electrolytic solution produced in Example 1. % To obtain a gel electrolyte precursor.

(リチウムイオン二次電池の製造)
上記で製造したゲル電解質前駆体を用い、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を得た。
(Manufacture of lithium ion secondary batteries)
Using the gel electrolyte precursor produced above, a lithium ion secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1.

(電池性能の評価)
実施例3の電池の放電容量は、架橋性化合物A及び架橋性化合物Bを含有させていない前記電解液を用いて製造したリチウムイオン二次電池の放電容量とほぼ同じであった。これら両方の電池について、充放電特性を評価したところ、実施例3の電池の電圧はわずかに低くなったが、サイクル特性の低下は見られなかった。
実施例3の電池をドライボックス内で分解したところ、ゲル電解質前駆体はゲル化してゲル電解質を形成しており、電池容器を破壊してもゲル電解質は漏れ出てこなかった。
(Evaluation of battery performance)
The discharge capacity of the battery of Example 3 was almost the same as the discharge capacity of the lithium ion secondary battery produced using the electrolyte solution containing no crosslinkable compound A and no crosslinkable compound B. When the charge / discharge characteristics of both batteries were evaluated, the voltage of the battery of Example 3 was slightly lowered, but no deterioration in cycle characteristics was observed.
When the battery of Example 3 was disassembled in the dry box, the gel electrolyte precursor was gelled to form a gel electrolyte, and the gel electrolyte did not leak out even when the battery container was destroyed.

[比較例1]
(ゲル電解質前駆体の製造方法)
架橋性化合物Aとしてのブタンテトラカルボン酸テトラ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)εカプロラクトン変性(株式会社ダイセル製、エポリードGT−401)(前記式A-1)を、実施例1で製造した電解液中に5重量%となる様に加え、比較例1のゲル電解質前駆体を得た。
[Comparative Example 1]
(Method for producing gel electrolyte precursor)
Electrolysis produced in Example 1 by using tetra (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ε-caprolactone-modified (Daicel Co., Ltd., Epolide GT-401) (formula A-1) as the crosslinkable compound A The gel electrolyte precursor of Comparative Example 1 was obtained in addition to 5% by weight in the liquid.

(リチウムイオン二次電池の製造)
上記で製造したゲル電解質前駆体を用い、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を製造しようとしたが、ゲル電解質前駆体がすぐにゲル化したため、電池セルへの注入が不可能であり、電池が製造できなかった。
(Manufacture of lithium ion secondary batteries)
Using the gel electrolyte precursor produced above, an attempt was made to produce a lithium secondary battery in the same manner as in Example 1. However, since the gel electrolyte precursor immediately gelled, it could not be injected into the battery cell. The battery could not be manufactured.

[比較例2]
(ゲル電解質前駆体の製造方法)
架橋性化合物Bとしてのアジピン酸ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)(前記式B-2)を、実施例1で製造した電解液中に8重量%となる様に加え、比較例2のゲル電解質前駆体を得た。
[Comparative Example 2]
(Method for producing gel electrolyte precursor)
Bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate as the crosslinkable compound B (formula B-2) was added to the electrolyte solution produced in Example 1 so as to be 8% by weight. A gel electrolyte precursor was obtained.

(リチウムイオン二次電池の製造)
上記で製造したゲル電解質前駆体を用い、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を得た。
(Manufacture of lithium ion secondary batteries)
Using the gel electrolyte precursor produced above, a lithium ion secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1.

(電池性能の評価)
比較例2の電池の放電容量は、架橋性化合物Bを含有させていない前記電解液を用いて製造したリチウムイオン二次電池の放電容量とほぼ同じであった。これら両方の電池について、充放電特性を評価したところ、比較例2の電池の電圧はわずかに低くなったが、サイクル特性の低下は見られなかった。
比較例2の電池をドライボックス内で分解したところ、ゲル電解質前駆体はゲル化しておらず、電池容器を破壊すると液状のゲル電解質前駆体が漏れ出してきた。
(Evaluation of battery performance)
The discharge capacity of the battery of Comparative Example 2 was almost the same as the discharge capacity of the lithium ion secondary battery produced using the electrolyte solution that did not contain the crosslinkable compound B. When the charge / discharge characteristics of both batteries were evaluated, the voltage of the battery of Comparative Example 2 was slightly lowered, but no deterioration in cycle characteristics was observed.
When the battery of Comparative Example 2 was disassembled in the dry box, the gel electrolyte precursor was not gelled, and when the battery container was broken, the liquid gel electrolyte precursor leaked out.

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.

本発明は、携帯電子機器用電池、家庭用蓄電池、電気自動車用電池等に用いられるリチウムイオン二次電池の分野で広く利用可能である。   The present invention can be widely used in the field of lithium ion secondary batteries used for portable electronic device batteries, household storage batteries, electric vehicle batteries, and the like.

Claims (9)

非水系溶媒と、電解質と、
オキシラン環を3個以上有する架橋性化合物Aを少なくとも1種と、
オキシラン環を1又は2個有する架橋性化合物Bを少なくとも1種と、
を含有するゲル電解質前駆体。
A non-aqueous solvent, an electrolyte,
At least one crosslinkable compound A having three or more oxirane rings;
At least one crosslinkable compound B having one or two oxirane rings,
Containing a gel electrolyte precursor.
前記オキシラン環として、シクロヘキセンオキシド基を有する請求項1に記載のゲル電解質前駆体。 The gel electrolyte precursor according to claim 1, wherein the oxirane ring has a cyclohexene oxide group. 前記架橋性化合物Aとして、下記一般式(A−1)及び下記一般式(A−2)で表される化合物からなる群から選択される何れか1種以上を含有する請求項1又は2に記載のゲル電解質前駆体。
Figure 2015046247
[式(A−1)中、a,b,c,dはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。式(A−2)中、a,bはそれぞれ独立に0〜2の整数を表す。]
The crosslinkable compound A contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (A-1) and the following general formula (A-2). The gel electrolyte precursor described.
Figure 2015046247
[In Formula (A-1), a, b, c and d each independently represents an integer of 0 to 2. In formula (A-2), a and b each independently represent an integer of 0 to 2. ]
前記架橋性化合物Bとして、下記式(B−1)〜(B−4)から選ばれる何れか1種以上の化合物を含有する請求項1〜3の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体。
Figure 2015046247
The gel electrolyte precursor according to any one of claims 1 to 3, comprising any one or more compounds selected from the following formulas (B-1) to (B-4) as the crosslinkable compound B. .
Figure 2015046247
前記架橋性化合物Aと前記架橋性化合物Bとの含有比率(A:B)が、重量比で95:5〜1:99の範囲である請求項1〜4何れか一項に記載のゲル電解質前駆体。 The gel electrolyte according to any one of claims 1 to 4, wherein a content ratio (A: B) of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B is in a range of 95: 5 to 1:99 by weight ratio. precursor. 前記ゲル電解質前駆体の総重量に対する、前記架橋性化合物Aと前記架橋性化合物Bの合計の重量が、1〜20重量%である請求項1〜5の何れかに一項に記載のゲル電解質前駆体。 The gel electrolyte according to any one of claims 1 to 5, wherein a total weight of the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B is 1 to 20 wt% with respect to a total weight of the gel electrolyte precursor. precursor. 請求項1〜6の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体に、酸を作用させ、前記架橋性化合物A及び前記架橋性化合物Bを架橋させることによりゲル電解質を得る、ゲル電解質の製造方法。 A method for producing a gel electrolyte, wherein a gel electrolyte is obtained by allowing an acid to act on the gel electrolyte precursor according to any one of claims 1 to 6 to crosslink the crosslinkable compound A and the crosslinkable compound B. . 請求項1〜6の何れか一項に記載のゲル電解質前駆体を電池容器内に注入する工程と、前記電池容器内に注入したゲル電解質前駆体をゲル化する工程とを含む、リチウムイオン二次電池の製造方法。 A step of injecting the gel electrolyte precursor according to any one of claims 1 to 6 into a battery container and a step of gelling the gel electrolyte precursor injected into the battery container. A method for manufacturing a secondary battery. 請求項7に記載の製造方法により製造したゲル電解質を含むリチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery containing the gel electrolyte manufactured by the manufacturing method of Claim 7.
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