JP2018111860A - Plating solution and plating method for lithium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムめっき液及びめっき方法に関する。 The present invention relates to a lithium plating solution and a plating method.
近年、エネルギー問題および環境問題を背景に、電力をより有効に活用する技術が求められている。そのためには、小型で大量の電気を蓄え、かつ効率的にその電力を取り出すことができる電気貯蔵手段が必要である。金属リチウムは大きな放電容量と高い放電電圧を持つため、次世代材料として注目が集まっている。 In recent years, there has been a demand for a technology for more effectively using electric power against the background of energy problems and environmental problems. For this purpose, a small-sized electric storage means that can store a large amount of electricity and efficiently extract the electric power is necessary. Since metallic lithium has a large discharge capacity and a high discharge voltage, it is attracting attention as a next-generation material.
金属リチウム皮膜の製造方法として、リチウムまたはリチウム合金のインゴットからの圧延によりリチウム箔を形成する圧延方法が提案されている(特許文献1参照)。また、より薄膜化を図るために、蒸着法により素地上にリチウム膜を堆積形成する方法が提案されている(特許文献2〜4参照)。蒸着法とは、気相成長法の1種であり、チャンバー内でチリウムまたはリチウム合金の原料を蒸発させて、飛散したその粒子を素材上に堆積させる方法である。 As a method for producing a metallic lithium film, a rolling method has been proposed in which a lithium foil is formed by rolling from an ingot of lithium or a lithium alloy (see Patent Document 1). In order to reduce the thickness, a method of depositing and forming a lithium film on the substrate by vapor deposition has been proposed (see Patent Documents 2 to 4). The vapor deposition method is a kind of vapor phase growth method, in which a raw material of thyllium or a lithium alloy is evaporated in a chamber and the scattered particles are deposited on the material.
しかしながら、上述の方法では複雑な素材に均一に金属被膜を堆積させることが難しく、多様化する素材形状に対応できないという問題がある。 However, the above-described method has a problem that it is difficult to uniformly deposit a metal film on a complicated material, and it cannot cope with diversified material shapes.
上述の問題点を解消したリチウム皮膜の形成方法として、湿式めっきによるめっきが行われている。しかし、金属リチウムは水系電解液からは電析され難く、溶媒として非水電解液を用いられるが、カソード表面にリチウムが樹枝状の結晶物として析出し、金属リチウム皮膜の表面の平滑性が低下して、光沢が低下するという問題がある。 Plating by wet plating is performed as a method for forming a lithium film that solves the above-described problems. However, metal lithium is not easily electrodeposited from aqueous electrolytes, and nonaqueous electrolytes can be used as a solvent. However, lithium is deposited as dendritic crystals on the cathode surface, and the surface smoothness of the metal lithium film is reduced. Thus, there is a problem that the gloss is lowered.
従って、リチウムの樹枝状の結晶物の析出が抑制されたリチウムめっき液の開発が求められている。 Accordingly, development of a lithium plating solution in which the precipitation of lithium dendritic crystals is suppressed has been demanded.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、めっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出を抑制できるリチウムめっき液を提供することを目的とする。本発明は、また、めっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出を抑制できるリチウムめっき方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said problem, and it aims at providing the lithium plating liquid which can suppress precipitation of the dendritic crystal of lithium in a plating film. Another object of the present invention is to provide a lithium plating method capable of suppressing the precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film.
本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を含有するリチウムめっき液において、ベース剤及びレベリング剤として、それぞれ特定の化合物を用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor uses specific compounds as a base agent and a leveling agent in a lithium plating solution containing a lithium-containing electrolyte, a base agent, a leveling agent and a solvent, respectively. Thus, the inventors have found that the above object can be achieved and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記のリチウムめっき液及びめっき方法に関する。
1.リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を含有するリチウムめっき液であって、
前記ベース剤は、下記式(1)〜(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記レベリング剤は、下記式(4)〜(6)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、
(式中、R4は、S、SO2又はC=Oを示し、R5は、H、OH、Cl、Br、I、CH3、又はNH2を示す。)
ことを特徴とするリチウムめっき液。
2.前記溶媒は、エステル系化合物、エーテル系化合物、カーボネート系化合物、複素環式化合物及び芳香族化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、項1に記載のリチウムめっき液。
3.前記ベース剤は、2−プロピン−1−オール、1,4−ブチンジオール、アクリロニトリル及びダイアセトンアクリルアミドからなる群より選択される少なくとも1種である、項1又は2に記載のリチウムめっき液。
4.前記レベリング剤は、1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン、サッカリン、フタルイミド、2−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1−メチル−2−ナフトール、ベンズアミド及びニコチンアミドからなる群より選択される少なくとも1種である、項1〜3のいずれかに記載のリチウムめっき液。
5.前記リチウム含有電解質は、ハロゲン化リチウム、酸化リチウム、ホウ素錯体のリチウム塩、リン錯体のリチウム塩、ヒ素錯体のリチウム塩、過塩素酸リチウム、リチウムトリフレート、リチウムイミド、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド及び、それらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種である、項1〜4のいずれかに記載のリチウムめっき液。
6.前記ベース剤を2種以上含有し、且つ、前記レベリング剤を1種含有する、項1〜5のいずれかに記載のリチウムめっき液。
7.前記レベリング剤を2種以上含有し、且つ、前記ベース剤を1種含有する、項1〜6のいずれかに記載のリチウムめっき液。
8.前記ベース剤を2種以上含有し、且つ、前記レベリング剤を2種以上含有する、項1〜5のいずれかに記載のリチウムめっき液。
9.前記電解質のリチウムめっき液中の含有量が0.1〜10mol/Lであり、前記ベース剤の含有量が、リチウムめっき液を100質量%として0.001〜10.0質量%であり、前記レベリング剤の含有量が、リチウムめっき液を100質量%として0.01〜10.0質量%である、項1〜8のいずれかに記載のリチウムめっき液。
10.項1〜9のいずれかに記載のリチウムめっき液中で、被めっき物を陰極として電解処理を行うリチウムめっき方法。
That is, the present invention relates to the following lithium plating solution and plating method.
1. A lithium plating solution containing a lithium-containing electrolyte, a base agent, a leveling agent and a solvent,
The base agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (1) to (3),
The leveling agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (4) to (6).
(In the formula, R 4 represents S, SO 2 or C═O, and R 5 represents H, OH, Cl, Br, I, CH 3 , or NH 2. )
A lithium plating solution characterized by that.
2. Item 2. The lithium plating solution according to Item 1, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of an ester compound, an ether compound, a carbonate compound, a heterocyclic compound, and an aromatic compound.
3. Item 3. The lithium plating solution according to Item 1 or 2, wherein the base agent is at least one selected from the group consisting of 2-propyn-1-ol, 1,4-butynediol, acrylonitrile, and diacetone acrylamide.
4). The leveling agent is a group consisting of 1,2-benzisothiazol-3 (2H) -one, saccharin, phthalimide, 2-naphthol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1-methyl-2-naphthol, benzamide and nicotinamide. Item 4. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 3, which is at least one selected from the above.
5). The lithium-containing electrolyte is lithium halide, lithium oxide, lithium salt of boron complex, lithium salt of phosphorus complex, lithium salt of arsenic complex, lithium perchlorate, lithium triflate, lithium imide, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) Item 5. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 4, which is at least one selected from the group consisting of imides and derivatives thereof.
6). Item 6. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 5, which comprises two or more types of the base agent and one type of the leveling agent.
7). Item 7. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 6, comprising two or more kinds of the leveling agent and one kind of the base agent.
8). Item 6. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 5, comprising two or more types of the base agent and two or more types of the leveling agent.
9. Content of the electrolyte in the lithium plating solution is 0.1 to 10 mol / L, and the content of the base agent is 0.001 to 10.0% by mass with respect to 100% by mass of the lithium plating solution, Item 9. The lithium plating solution according to any one of Items 1 to 8, wherein the leveling agent content is 0.01 to 10.0% by mass with respect to 100% by mass of the lithium plating solution.
10. Item 10. A lithium plating method in which electrolytic treatment is performed using the object to be plated as a cathode in the lithium plating solution according to any one of Items 1 to 9.
本発明のリチウムめっき液によれば、リチウムめっき皮膜を形成した際に、めっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出が抑制される。また、本発明のめっき方法によれば、形成されためっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出を抑制することができる。 According to the lithium plating solution of the present invention, when a lithium plating film is formed, precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film is suppressed. Moreover, according to the plating method of this invention, precipitation of the lithium dendritic crystal substance in the formed plating film can be suppressed.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1.リチウムめっき液
本発明のリチウムめっき液は、リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を含有するリチウムめっき液であって、上記ベース剤は、上記式(1)〜(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、上記レベリング剤は、上記式(4)〜(6)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種である。本発明のリチウムめっき液は、ベース剤及びレベリング剤として特定の化合物を用いるので、リチウムめっき析出時にこれらの化合物がリチウムめっきの表面に吸着し、均一な皮膜を形成することができる。特に、ベース剤として上記特定の化合物を用いることにより析出するリチウムめっき皮膜を均一化することができ、レベリング剤として上記特定の化合物を用いることによりリチウムめっきの核が微細化されると推測される。したがって、本発明のめっき液を用いることにより、複雑な形状の素材にも均一にリチウムめっき皮膜を形成することができ、様々な素材形状に対応が可能である。
1. Lithium plating solution The lithium plating solution of the present invention is a lithium plating solution containing a lithium-containing electrolyte, a base agent, a leveling agent, and a solvent, and the base agent is represented by the above formulas (1) to (3). It is at least one selected from the group consisting of compounds, and the leveling agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the above formulas (4) to (6). Since the lithium plating solution of the present invention uses specific compounds as the base agent and the leveling agent, these compounds are adsorbed on the surface of the lithium plating during the deposition of lithium plating, and a uniform film can be formed. In particular, the use of the specific compound as a base agent makes it possible to homogenize the deposited lithium plating film, and the use of the specific compound as a leveling agent presumes that the core of the lithium plating is refined. . Therefore, by using the plating solution of the present invention, a lithium plating film can be uniformly formed even on a material having a complicated shape, and various material shapes can be dealt with.
(リチウム含有電解質)
リチウム含有電解質としては特に限定されず、従来公知の電解質を用いることができる。本発明のリチウムめっき液で用いられるリチウム含有電解質としては、本発明のリチウムめっき液が含有する溶媒に十分な溶解性を示し、好適な電導性を付与することができるリチウム含有電解質を好適に用いることができる。具体的には、塩化リチウム、フッ化リチウム等のハロゲン化リチウム;酸化リチウム;テトラフルオロホウ酸リチウム等のホウ素錯体のリチウム塩;ヘキサフルオロリン酸リチウム等のリン錯体のリチウム塩;ヘキサフルオロヒ酸リチウム等のヒ素錯体のリチウム塩;過塩素酸リチウム;リチウムトリフレート;リチウムイミド;リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Li[TFSI]);及び、それらの誘導体が挙げられる。これらの中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドがより好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
(Lithium-containing electrolyte)
The lithium-containing electrolyte is not particularly limited, and a conventionally known electrolyte can be used. The lithium-containing electrolyte used in the lithium plating solution of the present invention is preferably a lithium-containing electrolyte that exhibits sufficient solubility in the solvent contained in the lithium plating solution of the present invention and can impart suitable electrical conductivity. be able to. Specifically, lithium halides such as lithium chloride and lithium fluoride; lithium oxide; lithium salts of boron complexes such as lithium tetrafluoroborate; lithium salts of phosphorus complexes such as lithium hexafluorophosphate; hexafluoroarsenic acid Lithium salts of arsenic complexes such as lithium; lithium perchlorate; lithium triflate; lithium imide; lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (Li [TFSI]); and derivatives thereof. Among these, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is more preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のリチウムめっき液中のリチウム含有電解質の含有量は0.1〜10mol/Lが好ましく、0.2〜2mol/Lがより好ましく、0.5〜1.5mol/Lが更に好ましい。リチウム含有電解質の含有量を上記範囲とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 0.1-10 mol / L is preferable, as for content of the lithium containing electrolyte in the lithium plating liquid of this invention, 0.2-2 mol / L is more preferable, and 0.5-1.5 mol / L is still more preferable. By setting the content of the lithium-containing electrolyte within the above range, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
(ベース剤)
本発明のリチウムめっき液が含有するベース剤は、下記式(1)〜(3)で表される化合物である。
(Base agent)
The base agent contained in the lithium plating solution of the present invention is a compound represented by the following formulas (1) to (3).
式(1)で表される化合物は、以下の化合物である。 The compound represented by Formula (1) is the following compound.
式(1)中、R1はH又はOHを示す。また、R2は炭素数0〜7のアルキル基またはプロパギル基を示す。 In formula (1), R 1 represents H or OH. R 2 represents an alkyl group having 0 to 7 carbon atoms or a propargyl group.
式(1)で表される化合物としては、具体的には、2−プロピン−1−オール、1,4−ブチンジオール、2−ブチン−1−オール、2−ペンチン−1−オール、2−ヘキシン−1−オール、2−へプチン−1−オール、2−オクチン−1−オール、2−ノシン−1−オール、2−デシン−1−オール、2,4−ヘキサジイン−1,6‐ジオール等が挙げられる。これらの中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、2−プロピン−1−オール、1,4−ブチンジオールが好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (1) include 2-propyn-1-ol, 1,4-butynediol, 2-butyn-1-ol, 2-pentyn-1-ol, 2- Hexyn-1-ol, 2-heptin-1-ol, 2-octyn-1-ol, 2-nocin-1-ol, 2-decyn-1-ol, 2,4-hexadiyne-1,6-diol Etc. Among these, 2-propyn-1-ol and 1,4-butynediol are preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
式(2)で表される化合物は、以下の化合物である。 The compound represented by Formula (2) is the following compound.
また、式(3)で表される化合物は、以下の化合物である。
式(3)中、R3は、H、又は、置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。 In Formula (3), R 3 represents H or a hydrocarbon group that may have a substituent.
式(3)で表される化合物としては、具体的には、アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N’−エチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N−(ブトキシメチル)アクリルアミド等が挙げられる。これらの中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、ダイアセトンアクリルアミドが好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (3) include acrylamide, N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N′-ethylenebisacrylamide, N, N'-methylenebisacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, diacetone acrylamide, N-dodecylacrylamide, N- (butoxymethyl) acrylamide and the like can be mentioned. Among these, diacetone acrylamide is preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
上記ベース剤としては、2−プロピン−1−オール、1,4−ブチンジオール、アクリロニトリル、ダイアセトンアクリルアミドを好適に用いることができる。これらの化合物を用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 As the base agent, 2-propyn-1-ol, 1,4-butynediol, acrylonitrile, diacetone acrylamide can be suitably used. By using these compounds, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
上記式(1)〜(3)で表される化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。特に、ベース剤を2種以上混合して用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より抑制することができる。また、ベース剤を2種以上混合して用い、且つ、レベリング剤を2種以上混合して用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より一層抑制することができる。また、ベース剤を1種用い、且つ、レベリング剤を2種以上用いてもよいし、ベース剤を2種以上用い、且つ、レベリング剤を1種用いても、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より一層抑制することができる。 The compounds represented by the above formulas (1) to (3) may be used alone or in combination of two or more. In particular, by using a mixture of two or more base agents, the precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed. Moreover, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed by using a mixture of two or more base agents and using a mixture of two or more leveling agents. Further, even if one base agent is used and two or more leveling agents may be used, or two or more base agents may be used and one leveling agent may be used, lithium dendritic crystals Precipitation can be further suppressed.
ベース剤を混合して用いる場合、混合するベース剤の種類の数は、リチウムめっきの析出効率の低下をより一層抑制することができる点で5種以下が好ましく、3種以下がより好ましく、2種であることが更に好ましい。 When the base agent is mixed and used, the number of types of the base agent to be mixed is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, more preferably 2 or less in terms of further suppressing the decrease in the deposition efficiency of lithium plating. More preferably, it is a seed.
本発明のリチウムめっき液中のベース剤の含有量は、リチウムめっき液を100質量%として0.001〜10.0質量%が好ましく、0.01〜1.0質量%がより好ましく、0.01〜0.2質量%が更に好ましい。ベース剤の含有量を上記範囲とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 The content of the base agent in the lithium plating solution of the present invention is preferably 0.001 to 10.0% by mass, more preferably 0.01 to 1.0% by mass, based on 100% by mass of the lithium plating solution. 01-0.2 mass% is still more preferable. By setting the content of the base agent in the above range, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
(レベリング剤)
本発明のリチウムめっき液が含有するレベリング剤は、下記式(4)〜(6)で表される化合物である。
(Leveling agent)
The leveling agent contained in the lithium plating solution of the present invention is a compound represented by the following formulas (4) to (6).
式(4)で表される化合物は、以下の化合物である。 The compound represented by Formula (4) is the following compound.
式(4)中、R4は、S、SO2又はC=Oを示す。また、R5は、H、OH、Cl、Br、I、CH3、又はNH2を示す。 In formula (4), R 4 represents S, SO 2 or C═O. R 5 represents H, OH, Cl, Br, I, CH 3 , or NH 2 .
式(4)で表される化合物としては、具体的には、1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン、サッカリン、N−メチルサッカリン、N−クロロサッカリン、N−ブロモサッカリン、N−ヨードサッカリン、フタルイミド、N−ヒドロキシフタルイミド、N−メチルフタルイミド、N−クロロフタルイミド、N−ブロモフタルイミド、N−アミノフタルイミド等が挙げられる。これらの中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン、サッカリン、フタルイミドが好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (4) include 1,2-benzisothiazol-3 (2H) -one, saccharin, N-methylsaccharin, N-chlorosaccharin, N-bromosaccharin, N -Iodosaccharin, phthalimide, N-hydroxyphthalimide, N-methylphthalimide, N-chlorophthalimide, N-bromophthalimide, N-aminophthalimide and the like. Among these, 1,2-benzisothiazol-3 (2H) -one, saccharin, and phthalimide are preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
式(5)で表される化合物は、以下の化合物である。 The compound represented by Formula (5) is the following compound.
式(5)中、R6は、OH又はCH3を示す。また、式(5)中、nは、1又は2の整数を示す。 In formula (5), R 6 represents OH or CH 3 . In formula (5), n represents an integer of 1 or 2.
式(5)で表される化合物としては、具体的には、1−ナフトール、2−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1−メチルナフタレン、2−メチルナフタレン、1,2−ジメチルナフタレン、1,3−ジメチルナフタレン、1,4−ジメチルナフタレン、1,5−ジメチルナフタレン、2,3−ジメチルナフタレン、2,6−ジメチルナフタレン、2,7−ジメチルナフタレン、2−メチル−1−ナフトール、3−メチル−1−ナフトール、4−メチル−1−ナフトール、5−メチル−1−ナフトール、6−メチル−1−ナフトール、7−メチル−1−ナフトール、1−メチル−2−ナフトール、1−メチル−3−ナフトール、1−メチル−6−ナフトール、1−メチル−7−ナフトール等が挙げられる。これらの中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、2−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1−メチル−2−ナフトールが好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (5) include 1-naphthol, 2-naphthol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 1,5- Dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1-methylnaphthalene, 2-methylnaphthalene, 1, 2-dimethylnaphthalene, 1,3-dimethylnaphthalene, 1,4-dimethylnaphthalene, 1,5-dimethylnaphthalene, 2,3-dimethylnaphthalene, 2,6-dimethylnaphthalene, 2,7-dimethylnaphthalene, 2-methyl -1-naphthol, 3-methyl-1-naphthol, 4- Til-1-naphthol, 5-methyl-1-naphthol, 6-methyl-1-naphthol, 7-methyl-1-naphthol, 1-methyl-2-naphthol, 1-methyl-3-naphthol, 1-methyl- Examples include 6-naphthol and 1-methyl-7-naphthol. Among these, 2-naphthol, 1,2-dihydroxynaphthalene, and 1-methyl-2-naphthol are preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
式(6)で表される化合物は、以下の化合物である。 The compound represented by Formula (6) is the following compound.
式(6)中、R7は、C又はNを示す。また、R8は、H、OH、CH3又はNH2を示す。 In formula (6), R 7 represents C or N. R 8 represents H, OH, CH 3 or NH 2 .
式(6)で表される化合物としては、具体的には、ベンズアミド、ベンゾヒドロキサム酸、N−メチルベンズアミド、ベンゾイルヒドラジン、ニコチンアミド、ニコチンヒドロキサム酸、N−メチルニコチンアミド、ニコチン酸ヒドラジド等が挙げられる。中でも、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる点で、ベンズアミド、ニコチンアミドが好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (6) include benzamide, benzohydroxamic acid, N-methylbenzamide, benzoylhydrazine, nicotinamide, nicotine hydroxamic acid, N-methylnicotinamide, nicotinic acid hydrazide and the like. It is done. Among these, benzamide and nicotinamide are preferable in that precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
上記レベリング剤としては、1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン、サッカリン、フタルイミド、2−ナフトール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1−メチル−2−ナフトール、ベンズアミド、ニコチンアミドを好適に用いることができる。これらの化合物を用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 As the leveling agent, 1,2-benzoisothiazol-3 (2H) -one, saccharin, phthalimide, 2-naphthol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1-methyl-2-naphthol, benzamide and nicotinamide are suitable. Can be used. By using these compounds, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
上記式(4)〜(6)で表される化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。特に、レベリング剤を2種以上混合して用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より抑制することができる。また、レベリング剤を2種以上混合して用い、且つ、ベース剤を2種以上混合して用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より一層抑制することができる。また、ベース剤を1種用い、且つ、レベリング剤を2種以上用いてもよいし、ベース剤を2種以上用い、且つ、レベリング剤を1種用いても、リチウムの樹枝状の結晶物の析出を、より一層抑制することができる。 The compounds represented by the above formulas (4) to (6) may be used alone or in admixture of two or more. In particular, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed by using a mixture of two or more leveling agents. Moreover, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed by using a mixture of two or more leveling agents and a mixture of two or more base agents. Further, even if one base agent is used and two or more leveling agents may be used, or two or more base agents may be used and one leveling agent may be used, lithium dendritic crystals Precipitation can be further suppressed.
レベリング剤を混合して用いる場合、混合するレベリング剤の種類の数は、リチウムめっきの析出効率の低下をより一層抑制することができる点で5種以下が好ましく、3種以下がより好ましく、2種であることが更に好ましい。 When mixing and using leveling agents, the number of types of leveling agents to be mixed is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, in view of further suppressing the decrease in deposition efficiency of lithium plating. More preferably, it is a seed.
本発明のリチウムめっき液中のレベリング剤の含有量は、リチウムめっき液を100質量%として0.01〜10.0質量%が好ましく、0.05〜2.0質量%がより好ましく、0.05〜1.0質量%が更に好ましい。レベリング剤の含有量を上記範囲とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 The content of the leveling agent in the lithium plating solution of the present invention is preferably 0.01 to 10.0% by mass, more preferably 0.05 to 2.0% by mass, based on 100% by mass of the lithium plating solution. 05-1.0 mass% is still more preferable. By setting the content of the leveling agent in the above range, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
本発明のリチウムめっき液において、上記ベース剤の含有量に対する上記レベリング剤の含有量は特に限定されず、ベース剤100質量部に対してレベリング剤の含有量が1〜5000質量部であることが好ましく、10〜3000質量部であることがより好ましく、20〜2000質量部であることが更に好ましく、30〜1500質量部であることが特に好ましい。上記ベース剤の含有量に対する上記レベリング剤の含有量が上記範囲であることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 In the lithium plating solution of the present invention, the content of the leveling agent with respect to the content of the base agent is not particularly limited, and the content of the leveling agent is 1 to 5000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the base agent. It is preferably 10 to 3000 parts by mass, more preferably 20 to 2000 parts by mass, and particularly preferably 30 to 1500 parts by mass. When the content of the leveling agent relative to the content of the base agent is within the above range, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
本発明のリチウムめっき液は、上記ベース剤を2種以上含有し、且つ、上記レベリング剤を1種含有していてもよいし、上記レベリング剤を2種以上含有し、且つ、上記ベース剤を1種含有していてもよい。このような構成とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 The lithium plating solution of the present invention may contain two or more of the above base agents, and may contain one or more of the above leveling agents, or may contain two or more of the above leveling agents, and the above base agent. You may contain 1 type. With such a configuration, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
また、本発明のリチウムめっき液は上記ベース剤を2種以上含有し、且つ、上記レベリング剤を2種以上含有することが好ましい。このような構成とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the lithium plating solution of this invention contains 2 or more types of the said base agents, and contains 2 or more types of said leveling agents. With such a configuration, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
(溶媒)
本発明のリチウムめっき液は、溶媒を含有する。すなわち、本発明のリチウムめっき液においては、溶媒中に上記リチウム含有電解質、ベース剤及びレベリング剤が含まれている。
(solvent)
The lithium plating solution of the present invention contains a solvent. That is, in the lithium plating solution of the present invention, the lithium-containing electrolyte, base agent, and leveling agent are contained in the solvent.
溶媒としては、上記リチウム含有電解質、ベース剤及びレベリング剤を溶解させることができれば特に限定されず、従来公知の溶媒を用いることができる。このような溶媒としては、非水溶媒を好適に用いることができ、例えば、エステル系化合物、エーテル系化合物、カーボネート系化合物、複素環式化合物、芳香族化合物等を好適に用いることができる。 The solvent is not particularly limited as long as the lithium-containing electrolyte, the base agent, and the leveling agent can be dissolved, and a conventionally known solvent can be used. As such a solvent, a non-aqueous solvent can be preferably used. For example, an ester compound, an ether compound, a carbonate compound, a heterocyclic compound, an aromatic compound, or the like can be preferably used.
エステル系化合物としては、モノカルボン酸の脂肪酸エステルが挙げられる。上記モノカルボン酸は、炭素数が1〜12の炭素原子を有することが好ましい。このようなエステル系化合物としては、具体的には、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、酪酸エチル、ギ酸メチル等が挙げられる。 Examples of the ester compound include fatty acid esters of monocarboxylic acids. The monocarboxylic acid preferably has 1 to 12 carbon atoms. Specific examples of such ester compounds include ethyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, and methyl formate.
エーテル系化合物としては、直鎖状エーテル又は環状エーテルが挙げられる。直鎖状エーテルとしては、例えば、メチレンジメチルエーテル(DMM)、エチレンジメチルエーテル(モノグライム)、エチレンジエチルエーテル(DEE)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(テトラグライム)が挙げられる。環状エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソフラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、2−メチル−1,3−ジオキソランを用いることができる。 Examples of ether compounds include linear ethers and cyclic ethers. Examples of the linear ether include methylene dimethyl ether (DMM), ethylene dimethyl ether (monoglyme), ethylene diethyl ether (DEE), diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), and tetraethylene glycol dimethyl ether (tetraglyme). Is mentioned. As the cyclic ether, for example, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxofuran, 4-methyl-1,3-dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane can be used.
カーボネート系化合物としては、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルが挙げられる。中でも、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトンを好適に用いることができる。 Examples of the carbonate compound include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. Of these, lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone can be preferably used.
複素環式化合物としては、フラン類又はピリジン類が挙げられる。上記フラン類としてはとしては、例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキサン等が挙げられる。ピリジン類としてはとしては、例えば、ピリジン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、ポリビニルピリジン等が挙げられる。 Examples of the heterocyclic compound include furans and pyridines. Examples of the furans include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4,4-dimethyl-1,3-dioxane, and the like. Examples of pyridines include pyridine, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, polyvinylpyridine, and the like.
芳香族化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレン又はフルオロベンゼン類が挙げられる。上記フルオロベンゼン類としては、例えば、モノフルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、モノフルオロトルエン、ジフルオロトルエン、モノフルオロナフタレン等が挙げられる。 Aromatic compounds include benzene, toluene, xylene or fluorobenzenes. Examples of the fluorobenzenes include monofluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, monofluorotoluene, difluorotoluene, monofluoronaphthalene and the like.
上記溶媒としては、エーテル系化合物を好適に用いることができ、中でも、直鎖状エーテルをより好適に用いることができる。溶媒として直鎖状エーテルを用いることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 As the solvent, an ether compound can be preferably used, and among these, a linear ether can be more preferably used. By using linear ether as the solvent, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
上記溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 The said solvent may be used independently and may mix and use 2 or more types.
本発明のリチウムめっき液中の溶媒の含有量は、リチウムめっき液を100質量%として25〜97質量%が好ましく、60〜93質量%がより好ましく、67〜85質量%が更に好ましい。溶媒の含有量を上記範囲とすることにより、リチウムの樹枝状の結晶物の析出をより一層抑制することができる。 The content of the solvent in the lithium plating solution of the present invention is preferably 25 to 97% by mass, more preferably 60 to 93% by mass, and still more preferably 67 to 85% by mass with respect to 100% by mass of the lithium plating solution. By setting the content of the solvent in the above range, precipitation of lithium dendritic crystals can be further suppressed.
(他の添加剤)
本発明のリチウムめっき液は、本発明の効果を妨げなければ、上記成分以外の他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、Au、Ag、Cu、Pd、Fe、Ni、Cr、Zn、Pb、Cd、Al、Sn、Bi、Mn、Co、Ru、Mo等の金属を含有する金属塩が挙げられる。上記金属塩を含有することにより、本発明のリチウムめっき液を用いて形成するめっき皮膜をリチウム合金のめっき皮膜とすることができる。
(Other additives)
The lithium plating solution of the present invention may contain components other than the above components as long as the effects of the present invention are not hindered. Examples of other components include metal salts containing metals such as Au, Ag, Cu, Pd, Fe, Ni, Cr, Zn, Pb, Cd, Al, Sn, Bi, Mn, Co, Ru, and Mo. Can be mentioned. By containing the metal salt, the plating film formed using the lithium plating solution of the present invention can be a lithium alloy plating film.
上記他の添加剤の含有量に関しては特に制限はなく、上記他の添加剤の含有量の合計は、リチウムめっき液100質量%に対して20質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、1.5質量%以下が更に好ましい。 The content of the other additives is not particularly limited, and the total content of the other additives is preferably 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the lithium plating solution. 1.5% by mass or less is more preferable.
本発明のリチウムめっき液を製造する方法としては、上記リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を混合することができれば特に限定されず、例えば、上記溶媒に、上記リチウム含有電解質、ベース剤及びレベリング剤を順次添加する方法が挙げられる。リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を添加する順序は特に限定されず、任意の順序により添加すればよい。 The method for producing the lithium plating solution of the present invention is not particularly limited as long as the lithium-containing electrolyte, base agent, leveling agent and solvent can be mixed. For example, the lithium-containing electrolyte, base agent and A method of sequentially adding a leveling agent can be mentioned. The order in which the lithium-containing electrolyte, base agent, leveling agent and solvent are added is not particularly limited, and may be added in any order.
2.リチウムめっき方法
本発明のリチウムめっき方法は、上記リチウムめっき液中で、被めっき物を陰極として電解処理を行うリチウムめっき方法である。本発明のリチウムめっき方法によれば、上記リチウムめっき液中で、被めっき物を陰極として常法に従って通電することにより、被めっき物上にリチウムの樹枝状の結晶物の析出が抑制されたリチウムめっき皮膜を形成することができる。
2. Lithium Plating Method The lithium plating method of the present invention is a lithium plating method in which electrolytic treatment is performed using the object to be plated as a cathode in the above lithium plating solution. According to the lithium plating method of the present invention, in the lithium plating solution, lithium is prevented from depositing lithium dendritic crystals on the object to be plated by applying current according to a conventional method using the object to be plated as a cathode. A plating film can be formed.
被めっき物としては電解処理の際に陰極として用いることができれば特に限定されず、例えば、金;銀;銅;真鍮等の銅合金;ニッケル;コバルト;錫;鉄等が挙げられる。これらの中でも、加工性の点で、銅、銅合金、ニッケルが好ましい。 The material to be plated is not particularly limited as long as it can be used as a cathode during the electrolytic treatment, and examples thereof include gold; silver; copper; copper alloys such as brass; nickel; cobalt; tin; Among these, copper, a copper alloy, and nickel are preferable in terms of workability.
本発明のリチウムめっき方法おけるめっき液の温度は特に限定されず、−69〜275℃が好ましく、−30〜85℃がより好ましく、0〜50℃が更に好ましい。めっき液の温度は低い場合にはつき回り性は向上するが製膜速度は低下する傾向があり、逆に浴温が高い場合には、製膜速度は向上するが低電流密度領域へのつき回り性は低下する傾向があるので、この点を考慮して適切な浴温を決めればよい。 The temperature of the plating solution in the lithium plating method of the present invention is not particularly limited, preferably -69 to 275 ° C, more preferably -30 to 85 ° C, and still more preferably 0 to 50 ° C. When the temperature of the plating solution is low, the throwing power is improved but the film-forming speed tends to decrease. Conversely, when the bath temperature is high, the film-forming speed is improved, but the film-forming speed is increased. Since the turning ability tends to decrease, an appropriate bath temperature may be determined in consideration of this point.
リチウムめっき時に使用する陽極としては特に限定されず、リチウム陽極、リチウム合金陽極、白金陽極、チタン陽極、チタン−白金陽極、イリジウムオキサイド被覆チタン電極等のような、酸化物被覆陽極等の公知の不溶性陽極を用いることができる。 The anode used at the time of lithium plating is not particularly limited, and known insoluble such as an oxide-coated anode such as a lithium anode, a lithium alloy anode, a platinum anode, a titanium anode, a titanium-platinum anode, an iridium oxide-coated titanium electrode, and the like. An anode can be used.
本発明のリチウムめっき液は、例えば、0.01mA/cm2程度の低電流密度においても良好なリチウムめっき皮膜を形成できる。このため、0.01〜10mA/cm2程度の広い陰極電流密度範囲において良好な外観のリチウムめっき皮膜を形成できる。 The lithium plating solution of the present invention can form a good lithium plating film even at a low current density of about 0.01 mA / cm 2 , for example. For this reason, a lithium plating film having a good appearance can be formed in a wide cathode current density range of about 0.01 to 10 mA / cm 2 .
3.リチウムめっき皮膜が形成された物品
上記説明した本発明のリチウムめっき液、及び、リチウムめっき方法は、被めっき物上にリチウムの樹枝状の結晶物の析出が抑制されたリチウムめっき皮膜を形成することができるので、リチウムめっき皮膜が形成された物品の製造に好適に用いることができる。このような物品としては、二次電池用の電極等が挙げられる。
3. Articles with Lithium Plating Films Formed The above-described lithium plating solution and lithium plating method of the present invention form a lithium plating film in which precipitation of lithium dendritic crystals is suppressed on the object to be plated. Therefore, it can be suitably used for the manufacture of an article on which a lithium plating film is formed. Examples of such articles include electrodes for secondary batteries.
4.電解質溶液
上記説明した組成の本発明のリチウムめっき液は、金属リチウム二次電池等の金属リチウム電池に用いられる電解質溶液としても使用することができる。通常、金属リチウム二次電池において、リチウムを電析させる際には電解質として非水電解液、固体電解質等が用いられる。金属リチウム二次電池では、電解質溶液に含まれる金属リチウムは負極表面にデンドライトとして析出する。金属リチウム二次電池では、析出したデンドライトは充放電を繰り返すことによって体積が膨張し、極間短絡を引き起こし電池機能喪失の原因となる。そこで、上記説明した組成の本発明のリチウムめっき液を電解質溶液として用いることにより、金属リチウム二次電池の負極表面への金属リチウムのデンドライトの析出が抑制され、充放電サイクル中のリチウムデンドライトの形成および核の成長を抑制することができる。このような電解質溶液は、金属リチウム二次電池用電解質溶液として好適である。
4). Electrolyte Solution The lithium plating solution of the present invention having the composition described above can also be used as an electrolyte solution used in a metal lithium battery such as a metal lithium secondary battery. Usually, in a lithium metal secondary battery, when lithium is electrodeposited, a nonaqueous electrolytic solution, a solid electrolyte, or the like is used as an electrolyte. In the metal lithium secondary battery, metal lithium contained in the electrolyte solution is deposited as dendrites on the negative electrode surface. In a metal lithium secondary battery, the deposited dendrite expands in volume due to repeated charging and discharging, causing a short circuit between the electrodes and causing a loss of battery function. Therefore, by using the lithium plating solution of the present invention having the above-described composition as an electrolyte solution, deposition of metal lithium dendrite on the negative electrode surface of the metal lithium secondary battery is suppressed, and formation of lithium dendrite during the charge / discharge cycle And can suppress the growth of nuclei. Such an electrolyte solution is suitable as an electrolyte solution for a metal lithium secondary battery.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
(リチウムめっき液の調製)
表1〜3に示す溶媒30mlに、リチウム含有電解質としてリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Li[TASI])を溶解させた。
(Preparation of lithium plating solution)
Lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (Li [TASI]) was dissolved as a lithium-containing electrolyte in 30 ml of the solvents shown in Tables 1 to 3.
次いで、表1〜3に示す配合によりベース剤及びレベリング剤を添加し、リチウムめっき液を調製した。 Next, a base agent and a leveling agent were added according to the formulations shown in Tables 1 to 3, to prepare a lithium plating solution.
上記のようにして調製された実施例及び比較例のリチウムめっき液を用いて、以下の条件で電気めっきによりリチウムめっき皮膜を形成した。
被めっき物:ニッケル板(直径1cm)
陽極:リチウム板(1cm×4cm)
参照電極:リチウム板(1cm×4cm)
液量:5ml(撹拌なし)
めっき液の温度:25℃(室温)
電流密度:0.1mA/cm2
めっき時間:30分
Using the lithium plating solutions of Examples and Comparative Examples prepared as described above, lithium plating films were formed by electroplating under the following conditions.
Object to be plated: Nickel plate (diameter 1cm)
Anode: Lithium plate (1cm x 4cm)
Reference electrode: Lithium plate (1cm x 4cm)
Liquid volume: 5 ml (without stirring)
Plating solution temperature: 25 ° C (room temperature)
Current density: 0.1 mA / cm 2
Plating time: 30 minutes
上記のようにして形成された実施例及び比較例のリチウムめっき皮膜について、下記評価を行った。 The following evaluation was performed about the lithium plating film of the Example and comparative example which were formed as mentioned above.
めっき皮膜の均一性評価
実施例及び比較例で形成されたリチウムめっき皮膜の表面についてSEMにより表面観察を行い、樹枝状の結晶物の発生の程度によりめっき皮膜の均一性を評価した。評価は、図1の1〜5のSEM像に基づいて行った。SEM像が、図1の1〜5の各写真に近い場合は、それぞれのSEM像の評価とし、例えば、図1の1と2との間程度の結晶物が形成されていれば、評価は1.5とした。なお、評価が3以上であれば実使用において問題ないと評価できる。
Evaluation of the uniformity of the plating film The surface of the lithium plating film formed in the examples and comparative examples was observed by SEM, and the uniformity of the plating film was evaluated based on the degree of occurrence of dendritic crystals. The evaluation was performed based on the SEM images 1 to 5 in FIG. When the SEM image is close to each of the photographs 1 to 5 in FIG. 1, the SEM image is evaluated. For example, if a crystal material between 1 and 2 in FIG. 1 is formed, the evaluation is 1.5. If the evaluation is 3 or more, it can be evaluated that there is no problem in actual use.
結果を表1〜3に示す。 The results are shown in Tables 1-3.
以上の結果から明らかなように、リチウム含有電解質、ベース剤、レベリング剤及び溶媒を含有し、ベース剤が上記式(1)〜(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、レベリング剤が上記式(4)〜(6)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であるリチウムめっき液を用いた実施例1〜147では、めっき皮膜の均一性の評価が3以上となっており、めっき皮膜においてリチウムの樹枝状の結晶物の析出が抑制されていることが分かった。 As is apparent from the above results, the base agent contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by the above formulas (1) to (3), which contains a lithium-containing electrolyte, a base agent, a leveling agent, and a solvent. In Examples 1 to 147 using a lithium plating solution that is a seed and the leveling agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the above formulas (4) to (6), the plating film is uniform. The evaluation of the property was 3 or more, and it was found that precipitation of lithium dendritic crystals was suppressed in the plating film.
また、実施例20〜29、39〜50の結果から、ベース剤2種以上と、レベリング剤1種とを組み合わせるとめっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出がより抑制される傾向があることが分かった。 Moreover, from the results of Examples 20 to 29 and 39 to 50, when two or more base agents and one leveling agent are combined, precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film tends to be further suppressed. I understood that.
また、実施例16〜19、66〜68、79〜81、93〜95、105〜107、117〜119、130〜132、142〜144の結果から、ベース剤1種と、レベリング剤2種以上とを組み合わせるとめっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出の抑制が、より一層向上することが分かった。 In addition, from the results of Examples 16 to 19, 66 to 68, 79 to 81, 93 to 95, 105 to 107, 117 to 119, 130 to 132, 142 to 144, one base agent and two or more leveling agents. In combination, it was found that the suppression of the precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film was further improved.
更に、実施例30〜38、51〜58、60〜65、69〜71、73〜78、82〜84、87〜92、96〜104、108〜116、120〜122、124〜129、133〜141、145〜147の結果から、ベース剤2種以上と、レベリング剤2種以上とを組み合わせると、めっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出の抑制が、特に高いことが分かった。 Furthermore, Examples 30 to 38, 51 to 58, 60 to 65, 69 to 71, 73 to 78, 82 to 84, 87 to 92, 96 to 104, 108 to 116, 120 to 122, 124 to 129, 133 From the results of 141, 145 to 147, it was found that when two or more base agents and two or more leveling agents were combined, the suppression of precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film was particularly high.
これに対して、上記式(1)〜(3)で表される特定のベース剤、上記式(4)〜(6)で表される特定のレベリング剤のどちらか一方、又は両方を含まない比較例1〜19では、めっき皮膜の均一性の評価が2.5以下となっており、めっき皮膜におけるリチウムの樹枝状の結晶物の析出が十分に抑制されていないことが分かった。 In contrast, the specific base agent represented by the above formulas (1) to (3), the specific leveling agent represented by the above formulas (4) to (6), or both are not included. In Comparative Examples 1 to 19, the evaluation of the uniformity of the plating film was 2.5 or less, and it was found that precipitation of lithium dendritic crystals in the plating film was not sufficiently suppressed.
Claims (10)
前記ベース剤は、下記式(1)〜(3)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記レベリング剤は、下記式(4)〜(6)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種である、
ことを特徴とするリチウムめっき液。 A lithium plating solution containing a lithium-containing electrolyte, a base agent, a leveling agent and a solvent,
The base agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (1) to (3),
The leveling agent is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (4) to (6).
A lithium plating solution characterized by that.
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