JP2020170673A - Battery members for secondary battery and secondary battery - Google Patents

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祐介 瀬良
明博 織田
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明博 織田
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Takuya Nishimura
拓也 西村
真代 堀川
Masayo Horikawa
真代 堀川
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Hiroki Mikuni
紘揮 三國
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Abstract

To provide battery members for a secondary battery capable of manufacturing a secondary battery having excellent safety.SOLUTION: A battery member 13, 14 for a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a current collector 9, 11, an electrode mixture layer 10, 12 provided on the current collector 9, 11, and an electrolyte layer 7 provided on the electrode mixture layer 10, 12, and the electrode mixture layer 10, 12 includes an electrode active material, an electrolyte salt, and a non-aqueous solvent, and the electrolyte layer 7 includes an ion conductive polymer. The battery member 13, 14 for the secondary battery according to another embodiment of the present invention includes a current collector 9, 11, an electrode mixture layer 10, 12 provided on the current collector 9, 11, and an electrolyte layer 7 provided on the electrode mixture layer 10, 12, and the electrode mixture layer 10, 12 includes an electrode active material, an electrolyte salt, and an ionic liquid, and the electrolyte layer 7 includes an ionic conductive polymer.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、二次電池用電池部材及び二次電池に関する。 The present invention relates to a battery member for a secondary battery and a secondary battery.

近年、環境負荷の小さい電気自動車、ハイブリッド自動車の普及率が増加傾向にある。これらの自動車には、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池が搭載されている。自動車用の二次電池には、電池特性のみならず、高い安全性が求められる。二次電池の安全性を向上させる方法として、電解液を固体電解質へ変更する方法が知られている(例えば特許文献1)。 In recent years, the penetration rate of electric vehicles and hybrid vehicles, which have a small environmental load, has been increasing. These automobiles are equipped with secondary batteries such as nickel-metal hydride batteries and lithium-ion secondary batteries. Secondary batteries for automobiles are required to have high safety as well as battery characteristics. As a method for improving the safety of the secondary battery, a method of changing the electrolytic solution to a solid electrolyte is known (for example, Patent Document 1).

特開2004−107641号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-107641

しかしながら、従来の二次電池においては、安全性が未だ充分ではなく、さらなる改善の余地がある。 However, the safety of the conventional secondary battery is still insufficient, and there is room for further improvement.

そこで、本発明は、安全性に優れる二次電池を作製可能な二次電池用電池部材を提供することを主な目的とする。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a battery member for a secondary battery capable of producing a secondary battery having excellent safety.

本発明の一側面は、集電体と、集電体上に設けられた電極合剤層と、電極合剤層上に設けられた電解質層と、を備え、電極合剤層が、電極活物質と、電解質塩と、非水溶媒とを含有し、電解質層が、イオン伝導性ポリマを含有する、二次電池用電池部材である。 One aspect of the present invention includes a current collector, an electrode mixture layer provided on the current collector, and an electrolyte layer provided on the electrode mixture layer, and the electrode mixture layer has electrode activity. A battery member for a secondary battery, which contains a substance, an electrolyte salt, and a non-aqueous solvent, and the electrolyte layer contains an ionic conductive polymer.

この電池部材の電解質層では、イオン伝導性ポリマを用いることによりイオン伝導性を確保しているため、電解液(非水溶媒)を用いる必要がない。そして、このような電解質層が電極合剤層上に設けられていることにより、電極合剤層に含まれている非水溶媒の漏液を抑制できる。したがって、この電池部材によれば、安全性に優れる二次電池を作製可能となる。 In the electrolyte layer of this battery member, since ionic conductivity is ensured by using an ionic conductive polymer, it is not necessary to use an electrolytic solution (non-aqueous solvent). By providing such an electrolyte layer on the electrode mixture layer, leakage of a non-aqueous solvent contained in the electrode mixture layer can be suppressed. Therefore, according to this battery member, it is possible to manufacture a secondary battery having excellent safety.

電極合剤層は、非水溶媒をゲル化可能なポリマを更に含有してよい。この場合、非水溶媒がゲル化されるため、非水溶媒の漏液が更に抑制され、安全性の点で更に優れて二次電池が作製可能となる。 The electrode mixture layer may further contain a polymer capable of gelling a non-aqueous solvent. In this case, since the non-aqueous solvent is gelled, leakage of the non-aqueous solvent is further suppressed, and a secondary battery can be manufactured even more excellent in terms of safety.

電極合剤層は、イオン液体を更に含有してよい。この場合、電極合剤層において、電解質塩が、イオン液体に溶解することにより電極活物質に接触しやすくなるため、電池特性の向上が図られる。 The electrode mixture layer may further contain an ionic liquid. In this case, in the electrode mixture layer, the electrolyte salt dissolves in the ionic liquid so that it easily comes into contact with the electrode active material, so that the battery characteristics can be improved.

本発明の他の一側面は、集電体と、集電体上に設けられた電極合剤層と、電極合剤層上に設けられた電解質層と、を備え、電極合剤層が、電極活物質と、電解質塩と、イオン液体とを含有し、電解質層が、イオン伝導性ポリマを含有する、二次電池用電池部材である。 Another aspect of the present invention includes a current collector, an electrode mixture layer provided on the current collector, and an electrolyte layer provided on the electrode mixture layer, and the electrode mixture layer comprises. It is a battery member for a secondary battery containing an electrode active material, an electrolyte salt, and an ionic liquid, and the electrolyte layer contains an ionic conductive polymer.

この電池部材の電極合剤層では、イオン液体を用いることにより、電解質塩が、イオン液体に溶解して、電極活物質に接触しやすくなっている。また、電解質層では、イオン伝導性ポリマを用いることによりイオン伝導性を確保している。そのため、電極合剤層及び電解質層のいずれにおいても、電解液(非水溶媒)を用いる必要がない。したがって、この電池部材によれば、安全性に優れる二次電池を作製可能となる。 By using the ionic liquid in the electrode mixture layer of the battery member, the electrolyte salt is dissolved in the ionic liquid and easily comes into contact with the electrode active material. Further, in the electrolyte layer, ionic conductivity is ensured by using an ionic conductive polymer. Therefore, it is not necessary to use an electrolytic solution (non-aqueous solvent) in either the electrode mixture layer or the electrolyte layer. Therefore, according to this battery member, it is possible to manufacture a secondary battery having excellent safety.

本発明の他の一側面は、上記の電池部材を備える二次電池である。 Another aspect of the present invention is a secondary battery including the above battery member.

本発明の一側面によれば、安全性に優れる二次電池を作製可能な二次電池用電池部材が提供される。また、本発明の他の一側面によれば、安全性に優れる二次電池が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a battery member for a secondary battery capable of producing a secondary battery having excellent safety. Further, according to another aspect of the present invention, a secondary battery having excellent safety is provided.

第1実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the secondary battery which concerns on 1st Embodiment. 図1に示した二次電池の電極群を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the electrode group of the secondary battery shown in FIG. (a)は一実施形態に係る二次電池用電池部材(正極部材)を示す模式断面図であり、(b)は他の実施形態に係る二次電池用電池部材(負極部材)を示す模式断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a secondary battery battery member (positive electrode member) according to one embodiment, and (b) is a schematic showing a secondary battery battery member (negative electrode member) according to another embodiment. It is a sectional view. 第2実施形態に係る二次電池の電極群を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the electrode group of the secondary battery which concerns on 2nd Embodiment. 他の実施形態に係る二次電池用電池部材(バイポーラ電極部材)を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the battery member (bipolar electrode member) for a secondary battery which concerns on another embodiment.

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The sizes of the components in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the components are not limited to those shown in each figure.

本明細書における数値及びその範囲は、本発明を制限するものではない。本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書において段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載される数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 The numerical values and their ranges in the present specification do not limit the present invention. The numerical range indicated by using "~" in the present specification indicates a range including the numerical values before and after "~" as the minimum value and the maximum value, respectively. In the numerical range described stepwise in the present specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value described in another stepwise description. Further, in the numerical range described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。図1に示すように、二次電池1は、正極、負極、及び電解質層から構成される電極群2と、電極群2を収容する袋状の電池外装体3とを備えている。正極及び負極には、それぞれ正極集電タブ4及び負極集電タブ5が設けられている。正極集電タブ4及び負極集電タブ5は、それぞれ正極及び負極が二次電池1の外部と電気的に接続可能なように、電池外装体3の内部から外部へ突き出している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a secondary battery according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the secondary battery 1 includes an electrode group 2 composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer, and a bag-shaped battery exterior body 3 accommodating the electrode group 2. The positive electrode and the negative electrode are provided with a positive electrode current collecting tab 4 and a negative electrode current collecting tab 5, respectively. The positive electrode current collecting tab 4 and the negative electrode current collecting tab 5 project from the inside of the battery exterior 3 to the outside so that the positive electrode and the negative electrode can be electrically connected to the outside of the secondary battery 1, respectively.

電池外装体3は、例えばラミネートフィルムで形成されていてよい。ラミネートフィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の樹脂フィルムと、アルミニウム、銅、ステンレス鋼等の金属箔と、ポリプロピレン等のシーラント層とがこの順で積層された積層フィルムであってよい。 The battery exterior 3 may be formed of, for example, a laminated film. The laminated film may be, for example, a laminated film in which a resin film such as polyethylene terephthalate (PET) film, a metal foil such as aluminum, copper, and stainless steel, and a sealant layer such as polypropylene are laminated in this order.

図2は、図1に示した二次電池の電極群2を示す分解斜視図である。図2に示すように、一実施形態に係る電極群2Aは、正極6、電解質層7、及び負極8をこの順に備える。正極6は、第1の集電体9と、第1の集電体9上に設けられた正極合剤層10とを備えている。正極6の第1の集電体9には、正極集電タブ4が設けられている。負極8は、第2の集電体11と、第2の集電体11上に設けられた負極合剤層12とを備えている。負極8の第2の集電体11には、負極集電タブ5が設けられている。なお、本明細書においては、正極合剤層10及び負極合剤層12をまとめて電極合剤層と呼ぶ。同様に、後述する正極活物質及び負極活物質をまとめて電極活物質と呼ぶ。 FIG. 2 is an exploded perspective view showing the electrode group 2 of the secondary battery shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode group 2A according to the embodiment includes a positive electrode 6, an electrolyte layer 7, and a negative electrode 8 in this order. The positive electrode 6 includes a first current collector 9 and a positive electrode mixture layer 10 provided on the first current collector 9. A positive electrode current collector tab 4 is provided on the first current collector 9 of the positive electrode 6. The negative electrode 8 includes a second current collector 11 and a negative electrode mixture layer 12 provided on the second current collector 11. A negative electrode current collector tab 5 is provided on the second current collector 11 of the negative electrode 8. In the present specification, the positive electrode mixture layer 10 and the negative electrode mixture layer 12 are collectively referred to as an electrode mixture layer. Similarly, the positive electrode active material and the negative electrode active material described later are collectively referred to as an electrode active material.

一実施形態において、電極群2Aには、第1の集電体9と、正極合剤層10と、電解質層7とをこの順に備える第1の電池部材(正極部材)が含まれていると見ることができる。図3(a)は、一実施形態に係る二次電池用電池部材(正極部材)を示す模式断面図、すなわち第1の電池部材(正極部材)を示す模式断面図である。図3(a)に示すように、第1の電池部材13は、第1の集電体9と、第1の集電体9上に設けられた正極合剤層10と、正極合剤層10上に設けられた電解質層7とをこの順に備える正極部材である。 In one embodiment, the electrode group 2A includes a first battery member (positive electrode member) including a first current collector 9, a positive electrode mixture layer 10, and an electrolyte layer 7 in this order. You can see it. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing a battery member (positive electrode member) for a secondary battery according to an embodiment, that is, a schematic cross-sectional view showing a first battery member (positive electrode member). As shown in FIG. 3A, the first battery member 13 includes a first current collector 9, a positive electrode mixture layer 10 provided on the first current collector 9, and a positive electrode mixture layer. It is a positive electrode member including an electrolyte layer 7 provided on the 10 in this order.

第1の集電体9は、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属、又はそれらの合金で形成されていてよい。第1の集電体9は、軽量で高い重量エネルギー密度を有するため、好ましくはアルミニウム又はその合金で形成されている。 The first current collector 9 may be made of a metal such as aluminum, titanium, tantalum, or an alloy thereof. The first current collector 9 is preferably made of aluminum or an alloy thereof because it is lightweight and has a high weight energy density.

正極合剤層10は、一実施形態において、正極活物質と、電解質塩と、非水溶媒とを含有する。 In one embodiment, the positive electrode mixture layer 10 contains a positive electrode active material, an electrolyte salt, and a non-aqueous solvent.

正極活物質は、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属リン酸塩等のリチウム遷移金属化合物であってよい。 The positive electrode active material may be a lithium transition metal compound such as a lithium transition metal oxide or a lithium transition metal phosphate.

リチウム遷移金属酸化物は、例えば、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等であってよい。リチウム遷移金属酸化物は、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等に含有されるMn、Ni、Co等の遷移金属の一部を、1種若しくは2種以上の他の遷移金属、又はMg、Al等の金属元素(典型元素)で置換したリチウム遷移金属酸化物であってもよい。すなわち、リチウム遷移金属酸化物は、LiM又はLiM (Mは少なくとも1種の遷移金属を含む)で表される化合物であってよい。リチウム遷移金属酸化物は、具体的には、Li(Co1/3Ni1/3Mn1/3)O、LiNi1/2Mn1/2、LiNi1/2Mn3/2等であってよい。 The lithium transition metal oxide may be, for example, lithium manganate, lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide, or the like. The lithium transition metal oxide is a part of transition metals such as Mn, Ni, and Co contained in lithium manganate, lithium nickelate, lithium cobalt, etc., and one or more other transition metals, or It may be a lithium transition metal oxide substituted with a metal element (typical element) such as Mg or Al. That is, the lithium transition metal oxide may be a compound represented by LiM 1 O 2 or LiM 1 2 O 4 (M 1 comprises at least one transition metal). Specifically, the lithium transition metal oxides are Li (Co 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 ) O 2 , LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , and LiNi 1/2 Mn 3/2 O. It may be 4 mag.

リチウム遷移金属酸化物は、エネルギー密度を更に向上させる観点から、好ましくは下記式(1)で表される化合物である。
LiNiCo 2+e (1)
[式(1)中、Mは、Al、Mn、Mg及びCaからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、a、b、c、d及びeは、それぞれ0.2≦a≦1.2、0.5≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.2、−0.2≦e≦0.2、かつb+c+d=1を満たす数である。]
The lithium transition metal oxide is preferably a compound represented by the following formula (1) from the viewpoint of further improving the energy density.
Li a Ni b Co c M 2 d O 2 + e (1)
[In the formula (1), M 2 is at least one selected from the group consisting of Al, Mn, Mg and Ca, and a, b, c, d and e are 0.2 ≦ a ≦ 1. 2, 0.5 ≦ b ≦ 0.9, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.2, −0.2 ≦ e ≦ 0.2, and b + c + d = 1. .. ]

リチウム遷移金属リン酸塩は、LiFePO、LiMnPO、LiMn 1−xPO(0.3≦x≦1、MはFe、Ni、Co、Ti、Cu、Zn、Mg、及びZrからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素である)等であってよい。 Lithium transition metal phosphates are LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiMn x M 3 1-x PO 4 (0.3 ≦ x ≦ 1, M 3 are Fe, Ni, Co, Ti, Cu, Zn, Mg, and It may be at least one element selected from the group consisting of Zr) and the like.

正極活物質の含有量は、正極合剤層全量を基準として、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。正極活物質の含有量は、正極合剤層全量を基準として、99質量%以下であってよい。 The content of the positive electrode active material may be 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more based on the total amount of the positive electrode mixture layer. The content of the positive electrode active material may be 99% by mass or less based on the total amount of the positive electrode mixture layer.

電解質塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 The electrolyte salt may be at least one selected from the group consisting of lithium salt, sodium salt, calcium salt, and magnesium salt.

電解質塩のアニオンは、ハロゲン化物イオン(I、Cl、Br等)、SCN、BF 、BF(CF、BF(C、PF 、ClO 、SbF 、N(SOF) 、N(SOCF 、N(SO 、BPh 、B(C 、C(FSO 、C(CFSO 、CFCOO、CFSO、CSO、[B(C等であってよい。アニオンは、好ましくは、PF 、BF 、N(SOF) 、N(SOCF 、[B(C、又はClO である。 Anion of the electrolyte salt, a halide ion (I -, Cl -, Br - , etc.), SCN -, BF 4 - , BF 3 (CF 3) -, BF 3 (C 2 F 5) -, PF 6 -, ClO 4 -, SbF 6 -, N (SO 2 F) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 -, N (SO 2 C 2 F 5) 2 -, BPh 4 -, B (C 2 H 4 O 2) 2 -, C (FSO 2) 3 -, C (CF 3 SO 2) 3 -, CF 3 COO -, CF 3 SO 2 O -, C 6 F 5 SO 2 O -, [B (C 2 O 4) 2] - it may be like. The anions are preferably PF 6 , BF 4 , N (SO 2 F) 2 , N (SO 2 CF 3 ) 2 , [B (C 2 O 4 ) 2 ] , or ClO 4 . is there.

なお、以下では下記の略称を用いる場合がある。
[FSI]:N(SOF) 、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン
[TFSI]:N(SOCF 、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン
[BOB]:[B(C、ビスオキサレートボラートアニオン
[f3C]:C(FSO 、トリス(フルオロスルホニル)カルボアニオン
In the following, the following abbreviations may be used.
[FSI] : N (SO 2 F) 2 , bis (fluorosulfonyl) imide anion [TFSI] : N (SO 2 CF 3 ) 2 , bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion [BOB] : [ B (C 2 O 4) 2 ] -, bis oxalate borate anion [f3C] -: C (FSO 2) 3 -, tris (fluorosulfonyl) carbanions

リチウム塩は、LiPF、LiBF、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO4、LiCFBF、LiCBF、LiCBF、LiCBF、Li[C(SOCF]、LiCFSO、LiCFCOO、及びLiRCOO(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , Li [FSI], Li [TFSI], Li [f3C], Li [BOB], LiClO 4 , LiCF 3 BF 3 , LiC 2 F 5 BF 3 , LiC 3 F 7 BF. 3 , LiC 4 F 9 BF 3 , Li [C (SO 2 CF 3 ) 3 ], LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 COO, and LiRCOO (R is an alkyl group, phenyl group, or naphthyl having 1 to 4 carbon atoms). It may be at least one selected from the group consisting of groups.).

ナトリウム塩は、NaPF、NaBF、Na[FSI]、Na[TFSI]、Na[f3C]、Na[BOB]、NaClO4、NaCFBF、NaCBF、NaCBF、NaCBF、Na[C(SOCF]、NaCFSO、NaCFCOO、及びNaRCOO(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Sodium salts are NaPF 6 , NaBF 4 , Na [FSI], Na [TFSI], Na [f3C], Na [BOB], NaClO 4 , NaCF 3 BF 3 , NaC 2 F 5 BF 3 , NaC 3 F 7 BF. 3 , NaC 4 F 9 BF 3 , Na [C (SO 2 CF 3 ) 3 ], NaCF 3 SO 3 , NaCF 3 COO, and NaRCOO (R is an alkyl group, phenyl group, or naphthyl having 1 to 4 carbon atoms). It may be at least one selected from the group consisting of groups.).

カルシウム塩は、Ca(PF、Ca(BF、Ca[FSI]、Ca[TFSI]、Ca[f3C]、Ca[BOB]、Ca(ClO、Ca(CFBF、Ca(CBF、Ca(CBF、Ca(CBF、Ca[C(SOCF、Ca(CFSO、Ca(CFCOO)、及びCa(RCOO)(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Calcium salts are Ca (PF 6 ) 2 , Ca (BF 4 ) 2 , Ca [FSI] 2 , Ca [TFSI] 2 , Ca [f3C] 2 , Ca [BOB] 2 , Ca (ClO 4 ) 2 , Ca. (CF 3 BF 3 ) 2 , Ca (C 2 F 5 BF 3 ) 2 , Ca (C 3 F 7 BF 3 ) 2 , Ca (C 4 F 9 BF 3 ) 2 , Ca [C (SO 2 CF 3 )) 3 ] 2 , Ca (CF 3 SO 3 ) 2 , Ca (CF 3 COO) 2 , and Ca (RCOO) 2 (R is an alkyl group, phenyl group, or naphthyl group having 1 to 4 carbon atoms). It may be at least one selected from the group consisting of.

マグネシウム塩は、Mg(PF、Mg(BF、Mg[FSI]、Mg[TFSI]、Mg[f3C]、Mg[BOB]、Mg(ClO、Mg(CFBF、Mg(CBF、Mg(CBF、Mg(CBF、Mg[C(SOCF、Mg(CFSO、Mg(CFCOO)、及びMg(RCOO)(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Magnesium salts are Mg (PF 6 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 , Mg [FSI] 2 , Mg [TFSI] 2 , Mg [f3C] 2 , Mg [BOB] 2 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg. (CF 3 BF 3 ) 2 , Mg (C 2 F 5 BF 3 ) 2 , Mg (C 3 F 7 BF 3 ) 2 , Mg (C 4 F 9 BF 3 ) 2 , Mg [C (SO 2 CF 3 )) 3 ] 2 , Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , Mg (CF 3 COO) 2 , and Mg (RCOO) 2 (R is an alkyl group, phenyl group, or naphthyl group having 1 to 4 carbon atoms). It may be at least one selected from the group consisting of.

これらのうち、解離性及び電気化学的安定性の観点から、電解質塩は、好ましくはLiPF、LiBF、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO4、LiCFBF、LiCBF、LiCBF、LiCBF、Li[C(SOCF]、LiCFSO、LiCFCOO、及びLiRCOO(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはLi[TFSI]、Li[FSI]、LiPF、LiBF、Li[BOB]、及びLiClO4からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはLi[TFSI]又はLi[FSI]である。 Of these, from the viewpoint of dissociability and electrochemical stability, the electrolyte salt is preferably LiPF 6 , LiBF 4 , Li [FSI], Li [TFSI], Li [f3C], Li [BOB], LiClO 4 , LiCF 3 BF 3 , LiC 2 F 5 BF 3 , LiC 3 F 7 BF 3 , LiC 4 F 9 BF 3 , Li [C (SO 2 CF 3 ) 3 ], LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 COO, and LiRCO (R is at least one selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group), and more preferably Li [TFSI], Li [FSI], LiPF 6. , LiBF 4 , Li [BOB], and LiClO 4, at least one selected from the group, more preferably Li [TFSI] or Li [FSI].

電解質塩の含有量は、正極合剤層全量を基準として、0.1質量%以上、0.4質量%以上、又は0.7質量%以上であってよく、4.8質量%以下、3.2質量%以下、又は1.6質量%以下であってよい。 The content of the electrolyte salt may be 0.1% by mass or more, 0.4% by mass or more, or 0.7% by mass or more based on the total amount of the positive electrode mixture layer, and is 4.8% by mass or less, 3 It may be 2% by mass or less, or 1.6% by mass or less.

非水溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、クロロエチレンカーボネート、クロロプロピレンカーボネート等のカーボネート(炭酸エステル)であってよい。非水溶媒は、カーボネート以外の非水溶媒であってもよく、例えば、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、テトラヒドロフラン、1,2−ジエトキシエタン等であってもよい。非水溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 The non-aqueous solvent may be, for example, a carbonate (carbonic acid ester) such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, chloroethylene carbonate, chloropropylene carbonate and the like. The non-aqueous solvent may be a non-aqueous solvent other than carbonate, for example, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide. , Methyl propionate, ethyl propionate, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane, diethyl ether, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane and the like. The non-aqueous solvent may be used alone or in combination of two or more.

非水溶媒の含有量は、正極合剤層全量を基準として、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であってよく、30質量%以下、20質量%以下、又は10質量%以下であってよい。 The content of the non-aqueous solvent may be 1% by mass or more, 3% by mass or more, or 5% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode mixture layer, and is 30% by mass or less, 20% by mass or less, or 10% by mass. It may be less than or equal to%.

正極合剤層10は、非水溶媒をゲル化可能なポリマを更に含有してもよい。本明細書において、非水溶媒をゲル化可能なポリマとは、非水溶媒の流動性を大きく低下させることができるポリマを意味し、具体的には、以下の流動性の評価において、位置Aと位置Bとの間の距離が1cm未満となるポリマを意味する。 The positive electrode mixture layer 10 may further contain a polymer capable of gelling a non-aqueous solvent. In the present specification, the polymer capable of gelling a non-aqueous solvent means a polymer capable of significantly reducing the fluidity of the non-aqueous solvent. Specifically, in the following evaluation of fluidity, position A It means a polymer in which the distance between the position B and the position B is less than 1 cm.

まず、ガラスバイアル瓶(アズワン株式会社製、ラボランスクリュー管瓶No.4、13.5mL、底面の直径:約2cm、高さ:約4cmの円筒形)内に非水溶媒と非水溶媒をゲル化可能なポリマとの混合物(非水溶媒/ポリマ=90/10(質量比))5gを投入して蓋をする。続いて、ポリマのガラス転移温度以上の温度でポリマを溶融させた後、ガラスバイアル瓶の底面側を下に、蓋側を上にした状態で、25℃で20時間静置する。この静置後のガラスバイアル瓶中の非水溶媒とポリマとの混合物の最上面(ガラスバイアル瓶の底面から最も離れた面)の位置を位置Aとする。その後、ガラスバイアル瓶の天地を逆転させた状態(ガラスバイアル瓶の底面側を上に、蓋側を下にした状態)で、25℃で10分間静置する。この静置後のガラスバイアル瓶中の非水溶媒とポリマとの混合物の最下面(ガラスバイアル瓶の底面から最も離れた面)の位置を位置Bとする。このようにして求めた位置Aと位置Bとの間の距離に基づいて、流動性を評価する。 First, put a non-aqueous solvent and a non-aqueous solvent in a glass vial (manufactured by AS ONE Corporation, Labran screw tube bottle No. 4, 13.5 mL, bottom diameter: about 2 cm, height: about 4 cm, cylindrical shape). 5 g of a mixture with a gellable polymer (non-aqueous solvent / polymer = 90/10 (mass ratio)) is added and the lid is closed. Subsequently, after melting the polymer at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the polymer, the polymer is allowed to stand at 25 ° C. for 20 hours with the bottom side of the glass vial bottle facing down and the lid side facing up. Position A is the position of the uppermost surface (the surface farthest from the bottom surface of the glass vial) of the mixture of the non-aqueous solvent and the polymer in the glass vial after standing. Then, the glass vial is allowed to stand at 25 ° C. for 10 minutes in a state where the top and bottom of the glass vial are reversed (the bottom side of the glass vial is up and the lid side is down). The position of the lowermost surface (the surface farthest from the bottom surface of the glass vial) of the mixture of the non-aqueous solvent and the polymer in the glass vial after standing is defined as position B. The fluidity is evaluated based on the distance between the position A and the position B thus obtained.

非水溶媒をゲル化可能なポリマは、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマ、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)等であってよい。当該ポリマは、モノマ又はオリゴマの状態で非水溶媒に混合し、重合させることによっても得ることができる。重合は、必要に応じて重合開始剤を用いて熱又は光照射によって行うことができる。 Polymers capable of gelling non-aqueous solvents include, for example, copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, methyl polymethacrylate, methyl polyacrylate, poly (N-isopropylacrylamide), and poly. (Diallyldimethylammonium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide) and the like may be used. The polymer can also be obtained by mixing with a non-aqueous solvent in the state of a monomer or an oligoma and polymerizing. The polymerization can be carried out by heat or light irradiation using a polymerization initiator, if necessary.

非水溶媒をゲル化可能なポリマの含有量は、正極合剤層全量を基準として、0.01質量%以上、0.1質量%以上、又は1質量%以上であってよく、20質量%以下、10質量%以下、又は5質量%以下であってよい。 The content of the polymer capable of gelling the non-aqueous solvent may be 0.01% by mass or more, 0.1% by mass or more, or 1% by mass or more, based on the total amount of the positive mixture layer, and may be 20% by mass. Hereinafter, it may be 10% by mass or less, or 5% by mass or less.

正極合剤層10は、イオン液体を更に含有してもよい。イオン液体は、以下のアニオン成分及びカチオン成分を含有する。なお、本明細書におけるイオン液体は、−20℃以上で液状の物質である。 The positive electrode mixture layer 10 may further contain an ionic liquid. The ionic liquid contains the following anionic and cationic components. The ionic liquid in the present specification is a substance that is liquid at −20 ° C. or higher.

イオン液体のアニオン成分は、特に限定されないが、Cl、Br、I等のハロゲンのアニオン、BF 、N(SOF) 等の無機アニオン、B(C 、CHSO 、CFSO 、N(CSO 、N(SOCF 、N(SOCFCF 等の有機アニオンなどであってよい。イオン液体のアニオン成分は、好ましくは、B(C 、CHSO 、N(CSO 、CFSO 、N(SOF) 、N(SOCF 及びN(SOCFCF からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、比較的低粘度でイオン伝導度を更に向上させるとともに、充放電特性も更に向上させる観点から、より好ましくは、N(CSO 、CFSO 、N(SOF) 、N(SOCF 、及びN(SOCFCF からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、更に好ましくはN(SOF) を含有する。 Anion component of the ionic liquid is not particularly limited, Cl -, Br -, I - halogen anions such, BF 4 -, N (SO 2 F) 2 - or the like of the inorganic anion, B (C 6 H 5) 4 -, CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 -, N (C 4 F 9 SO 2) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 -, N (SO 2 CF 2 CF 3) 2 - , etc. It may be an organic anion or the like. Anion component of the ionic liquid, preferably, B (C 6 H 5) 4 -, CH 3 SO 3 -, N (C 4 F 9 SO 2) 2 -, CF 3 SO 3 -, N (SO 2 F) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 - and N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 - contains at least one selected from the group consisting of, further improves the ionic conductivity at a relatively low viscosity From the viewpoint of further improving the charge / discharge characteristics, more preferably, N (C 4 F 9 SO 2 ) 2 , CF 3 SO 3 , N (SO 2 F) 2 , N (SO 2 CF 3 ) 2 It contains at least one selected from the group consisting of and N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 −, and more preferably N (SO 2 F) 2 .

イオン液体のカチオン成分は、特に限定されないが、好ましくは鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。 The cation component of the ionic liquid is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyroridinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation.

鎖状四級オニウムカチオンは、例えば、下記一般式(2)で表される化合物である。

Figure 2020170673

[式(2)中、R〜Rは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20の鎖状アルキル基、又はR−O−(CH−で表される鎖状アルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表し、Xは、窒素原子又はリン原子を表す。R〜Rで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。] The chain quaternary onium cation is, for example, a compound represented by the following general formula (2).
Figure 2020170673

[In the formula (2), R 1 to R 4 are independently chain alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms or chain alkoxyalkyl groups represented by RO-O- (CH 2 ) n-. (R represents a methyl group or an ethyl group, n represents an integer of 1 to 4), and X represents a nitrogen atom or a phosphorus atom. The alkyl group represented by R 1 to R 4 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and further preferably 1 to 5 carbon atoms. ]

ピペリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(3)で表される、窒素を含有する六員環環状化合物である。

Figure 2020170673

[式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、又はR−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表す。R及びRで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。] The piperidinium cation is, for example, a nitrogen-containing six-membered cyclic compound represented by the following general formula (3).
Figure 2020170673

[In the formula (3), R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by RO-O- (CH 2 ) n- (R is methyl). It represents a group or an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4). The alkyl group represented by R 5 and R 6 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and further preferably 1 to 5 carbon atoms. ]

ピロリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(4)で表される五員環環状化合物である。

Figure 2020170673

[式(4)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、又はR−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表す。R及びRで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。] The Helicobacter pyloridinium cation is, for example, a five-membered cyclic compound represented by the following general formula (4).
Figure 2020170673

[In formula (4), R 7 and R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by RO-O- (CH 2 ) n- (R is methyl). It represents a group or an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4). The alkyl group represented by R 7 and R 8 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and further preferably 1 to 5 carbon atoms. ]

ピリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(5)で示される化合物である。

Figure 2020170673

[式(5)中、R〜R13は、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、R−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)、又は水素原子を表す。R〜R13で表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。] The pyridinium cation is, for example, a compound represented by the following general formula (5).
Figure 2020170673

[In formula (5), R 9 to R 13 are independently alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms and alkoxyalkyl groups represented by RO-O- (CH 2 ) n- (R is a methyl group). Alternatively, it represents an ethyl group, where n represents an integer of 1 to 4), or a hydrogen atom. The alkyl group represented by R 9 to R 13 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and further preferably 1 to 5 carbon atoms. ]

イミダゾリウムカチオンは、例えば、下記一般式(6)で示される化合物である。

Figure 2020170673

[式(6)中、R14〜R18は、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、R−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)、又は水素原子を表す。R14〜R18で表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。] The imidazolium cation is, for example, a compound represented by the following general formula (6).
Figure 2020170673

[In formula (6), R 14 to R 18 are independently alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms and alkoxyalkyl groups represented by RO-O- (CH 2 ) n- (R is a methyl group). Alternatively, it represents an ethyl group, where n represents an integer of 1 to 4), or a hydrogen atom. The alkyl group represented by R 14 to R 18 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and further preferably 1 to 5 carbon atoms. ]

イオン液体の含有量は、正極合剤層全量を基準として、3質量%以上、5質量%以上、又は10質量%以上であってよく、30質量%以下、25質量%以下、又は20質量%以下であってよい。 The content of the ionic liquid may be 3% by mass or more, 5% by mass or more, or 10% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode mixture layer, and is 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass. It may be:

正極合剤層10は、他の一実施形態において、正極活物質と、電解質塩と、イオン液体とを含有する。正極活物質、電解質塩及びイオン液体の種類及び含有量は、上述した実施形態と同様であってよい。 In another embodiment, the positive electrode mixture layer 10 contains a positive electrode active material, an electrolyte salt, and an ionic liquid. The types and contents of the positive electrode active material, the electrolyte salt and the ionic liquid may be the same as those in the above-described embodiment.

上記の各実施形態において、正極合剤層10は、導電剤、結着剤等を更に含有してもよい。 In each of the above embodiments, the positive electrode mixture layer 10 may further contain a conductive agent, a binder, and the like.

導電剤は、特に限定されないが、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、炭素繊維等の炭素材料などであってよい。導電剤は、上述した炭素材料の2種以上の混合物であってもよい。 The conductive agent is not particularly limited, but may be a carbon material such as graphite, acetylene black, carbon black, or carbon fiber. The conductive agent may be a mixture of two or more of the above-mentioned carbon materials.

導電剤の含有量は、正極合剤層全量を基準として、0.1質量%以上、1質量%以上、又は3質量%以上であってよく、15質量%以下、10質量%以下、又は8質量%以下であってよい。 The content of the conductive agent may be 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, or 3% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode mixture layer, and is 15% by mass or less, 10% by mass or less, or 8 It may be mass% or less.

結着剤は、特に限定されないが、四フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸、マレイン酸、エチルメタクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種をモノマ単位として含有するポリマ、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム等のゴムなどであってよい。結着剤は、好ましくは四フッ化エチレンとフッ化ビニリデンとを構造単位として含有するコポリマである。 The binder is not particularly limited, and contains at least one selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, acrylic acid, maleic acid, ethyl methacrylate, and methyl methacrylate as a monomer unit. It may be a rubber such as polymer, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, or acrylic rubber. The binder is preferably a copolyma containing ethylene tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride as structural units.

結着剤の含有量は、正極合剤層全量を基準として、0.1質量%以上、1質量%以上、又は3質量%以上であってよく、15質量%以下、10質量%以下、又は8質量%以下であってよい。 The content of the binder may be 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, or 3% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode mixture layer, and is 15% by mass or less, 10% by mass or less, or. It may be 8% by mass or less.

正極合剤層10の厚さは、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよい。正極合剤層10の厚さは、100μm以下、80μm以下、又は70μm以下であってよい。 The thickness of the positive electrode mixture layer 10 may be 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. The thickness of the positive electrode mixture layer 10 may be 100 μm or less, 80 μm or less, or 70 μm or less.

電解質層7は、イオン伝導性ポリマを含有する。イオン伝導性ポリマは、例えば電解質塩に由来するイオンを伝導できるポリマである。 The electrolyte layer 7 contains an ionic conductive polymer. The ionic conductive polymer is, for example, a polymer capable of conducting ions derived from an electrolyte salt.

本明細書において、イオン伝導性ポリマは、ベースとなるポリマ(以下、このようなポリマを「ベースポリマ」という場合がある。)に対してドーパントがドープされたポリマであり、ベースポリマとドーパントとの反応生成物ということができる。ベースポリマは、通常、イオン伝導性を示さない傾向にあるが、ドーパントがドープされ、ポリマが酸化又は還元されることによって、ポリマ構造中に正の電荷及び負の電荷のペアが形成され、イオン伝導パスが形成されることが推測される。 In the present specification, the ionic conductive polymer is a polymer in which a dopant is doped with a base polymer (hereinafter, such a polymer may be referred to as a "base polymer"), and the base polymer and the dopant are used. It can be said that it is a reaction product of. Base polymers usually do not tend to exhibit ionic conductivity, but the dopant is doped and the polymer is oxidized or reduced to form positive and negative charge pairs in the polymer structure, resulting in ions. It is speculated that a conduction path is formed.

ベースポリマは、ドーパントにより酸化又は還元され得るポリマであれば特に制限されない。ベースポリマは、より具体的には、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリ(p−フェニレンオキシド)(PPO)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチアジル、ポリジアセチレン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリナフチレン、ポリアントラセン等であってよい。ベースポリマは、熱可塑性のポリマであってもよく、好ましくはポリフェニレンスルフィドである。 The base polymer is not particularly limited as long as it is a polymer that can be oxidized or reduced by a dopant. More specifically, the base polymer is polyphenylene sulfide (PPS), poly (p-phenylene oxide) (PPO), polyether ether ketone (PEEK), polyphthalamide (PPA), polythiophene, polyaniline, polyacetylene, polythiadyl, It may be polydiaacetylene, polypyrrole, polyparaphenylene, polynaphthylene, polyanthracene or the like. The base polymer may be a thermoplastic polymer, preferably polyphenylene sulfide.

ベースポリマの重量平均分子量は、特に制限されないが、好ましくは1万〜200万、より好ましくは2万〜150万、更に好ましくは3万〜100万である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定される、標準ポリスチレン検量線によって換算された値を意味する。 The weight average molecular weight of the base polymer is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 2 million, more preferably 20,000 to 1.5 million, and even more preferably 30,000 to 1,000,000. The weight average molecular weight means a value converted by a standard polystyrene calibration curve measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.

ドーパントは、電子受容性のドーパント(アクセプター)であってよく、電子供与性のドーパント(ドナー)であってもよい。すなわち、ドーパントは酸化剤であってもよいし還元剤であってもよい。 The dopant may be an electron-accepting dopant (acceptor) or an electron-donating dopant (donor). That is, the dopant may be an oxidizing agent or a reducing agent.

アクセプター(酸化剤)としては、臭素、ヨウ素、塩素等のハロゲン、BF、PF、AsF、SbF等のルイス酸、HNO、HSO、HClO、HF、HCl、FSOH、CFSOH等のプロトン酸、FeCl、MoCl、WCl、SnCl、MoF、RuF、TaBr、TaBr、SnI等の遷移金属ハロゲン化物、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン(DDQ)、テトラクロロ−1,4−ベンゾキノン(クロラニル)、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、テトラシアノエチレン(TCNE)等の有機化合物、酸素などが挙げられる。これらのアクセプターは、1種単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。ベースポリマに対するアクセプターのドーピングは、電気化学的な処理によって行われていてもよい。 Acceptors (oxidizers) include halogens such as bromine, iodine and chlorine, Lewis acids such as BF 3 , PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4 , HF, HCl, FSO 3 Protoacids such as H, CF 3 SO 3 H, transition metal halides such as FeCl 3 , MoCl 5 , WCl 5 , SnCl 4 , MoF 5 , RuF 5 , TaBr 4 , TaBr 5 , SnI 4 , 2,3-dichloro Organic compounds such as -5,6-dicyano-p-benzoquinone (DDQ), tetrachloro-1,4-benzoquinone (chloranyl), tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetracyanoethylene (TCNE), oxygen, etc. Be done. These acceptors may be used alone or in admixture of two or more. Doping of the acceptor to the base polymer may be done by electrochemical treatment.

ドナー(還元剤)としては、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属、Be、Mg、Ca等のアルカリ土類金属、テトラエチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩等のアンモニウム塩、水素などが挙げられる。これらのドナーは、1種単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the donor (reducing agent) include alkali metals such as Li, Na, K, Rb and Cs, alkaline earth metals such as Be, Mg and Ca, ammonium salts such as tetraethylammonium salt and tetrabutylammonium salt, and hydrogen. Can be mentioned. These donors may be used alone or in admixture of two or more.

イオン伝導性ポリマは、ベースポリマ及びドーパントを含有するポリマ組成物を調製し、調製したポリマ組成物を混錬して反応させことを含む工程によって得ることができる。混練の条件は、ベースポリマとドーパントとが反応するのであれば特に制限されないが、120〜500℃で1分間〜30時間であってよい。 The ionic conductive polymer can be obtained by a step including preparing a polymer composition containing a base polymer and a dopant, and kneading and reacting the prepared polymer composition. The kneading conditions are not particularly limited as long as the base polymer reacts with the dopant, but may be 120 to 500 ° C. for 1 minute to 30 hours.

ベースポリマとドーパントとの質量比(ベースポリマ/ドーパント)は、好ましくは99/1〜20/80、より好ましくは95/5〜30/70、更に好ましくは90/10〜50/50である。 The mass ratio of the base polymer to the dopant (base polymer / dopant) is preferably 99/1 to 20/80, more preferably 95/5 to 30/70, and even more preferably 90/10 to 50/50.

イオン伝導性ポリマは、ベースポリマをドーパントで処理することによっても得ることができる。ベースポリマをドーパントで処理する方法としては、例えば、ドーパントを蒸発(昇華)させて、その蒸気にベースポリマを接触させる方法等が挙げられる。このとき、ベースポリマはシート状に成形されていてもよい。ドーパントを蒸発(昇華)させる条件は、ドーパントの性状に合わせて適宜設定することができる。 The ionic conductive polymer can also be obtained by treating the base polymer with a dopant. Examples of the method of treating the base polymer with a dopant include a method of evaporating (sublimating) the dopant and bringing the base polymer into contact with the vapor. At this time, the base polymer may be formed into a sheet shape. The conditions for evaporating (sublimating) the dopant can be appropriately set according to the properties of the dopant.

イオン伝導性ポリマの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1万以上、より好ましくは2万以上、更に好ましくは3万以上であり、好ましくは200万以下、より好ましくは150万以下、更に好ましくは100万以下である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定し、標準ポリスチレン検量線より換算して得た値であり、以下において同様である。 The weight average molecular weight (Mw) of the ionic conductive polymer is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more, still more preferably 30,000 or more, preferably 2 million or less, more preferably 1.5 million or less, still more preferably. Is less than 1 million. The weight average molecular weight is a value obtained by measuring by a gel permeation chromatography (GPC) method and converting from a standard polystyrene calibration curve, and the same applies below.

イオン伝導性ポリマのイオン伝導度は、二次電池の電池特性を向上させる観点から、好ましくは1×10−5S/cm以上、より好ましくは1×10−4S/cm以上、更に好ましくは1×10−3S/cm以上である。イオン伝導性ポリマのイオン伝導度は、例えば1×10−1S/cm以下であってよい。イオン伝導度は、例えば交流インピーダンス測定装置により測定することができる。 The ionic conductivity of the ionic conductivity polymer is preferably 1 × 10 -5 S / cm or more, more preferably 1 × 10 -4 S / cm or more, still more preferably 1 × 10 -4 S / cm or more, from the viewpoint of improving the battery characteristics of the secondary battery. It is 1 × 10 -3 S / cm or more. The ionic conductivity of the ionic conductivity polymer may be, for example, 1 × 10 -1 S / cm or less. The ionic conductivity can be measured by, for example, an AC impedance measuring device.

イオン伝導性ポリマの含有量は、電解質層のイオン伝導性を更に向上させる観点から、電解質層全量を基準として、好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、また、95質量%以下、又は90質量%以下であってよい。 The content of the ionic conductive polymer is preferably 60% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, still more preferably 70% by mass, based on the total amount of the electrolyte layer, from the viewpoint of further improving the ionic conductivity of the electrolyte layer. It may be 95% by mass or less, or 90% by mass or less.

電解質層7は、電解質塩を更に含有していてもよい。電解質層7に含まれる電解質塩は、上述した電解質塩と同様のものであってよく、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。電解質塩は、好ましくは、イミド系リチウム塩、イミド系ナトリウム塩、イミド系カルシウム塩、及びイミド系マグネシウム塩からなる群より選ばれる1種である。 The electrolyte layer 7 may further contain an electrolyte salt. The electrolyte salt contained in the electrolyte layer 7 may be the same as the above-mentioned electrolyte salt, and may be at least one selected from the group consisting of lithium salt, sodium salt, calcium salt, and magnesium salt. The electrolyte salt is preferably one selected from the group consisting of an imide-based lithium salt, an imide-based sodium salt, an imide-based calcium salt, and an imide-based magnesium salt.

イミド系リチウム塩は、Li[TFSI]、Li[FSI]等であってよい。イミド系ナトリウム塩は、Na[TFSI]、Na[FSI]等であってよい。イミド系カルシウム塩は、Ca[TFSI]、Ca[FSI]等であってよい。イミド系マグネシウム塩は、Mg[TFSI]、Mg[FSI]等であってよい。 The imide-based lithium salt may be Li [TFSI], Li [FSI] or the like. The imide sodium salt may be Na [TFSI], Na [FSI] or the like. The imide-based calcium salt may be Ca [TFSI] 2 , Ca [FSI] 2, or the like. The imide-based magnesium salt may be Mg [TFSI] 2 , Mg [FSI] 2, or the like.

電解質塩の含有量は、電解質層の導電率を高める観点から、電解質層全量を基準として、好ましくは20質量%以上であり、二次電池1を高い負荷率で充放電することを可能にする観点から、より好ましくは30質量%以上である。電解質塩の含有量は、電解質層7を好適に作製する観点から、電解質層全量を基準として、10質量%以上であってよく、60質量%以下であってよい。 The content of the electrolyte salt is preferably 20% by mass or more based on the total amount of the electrolyte layer from the viewpoint of increasing the conductivity of the electrolyte layer, and enables the secondary battery 1 to be charged and discharged at a high load factor. From the viewpoint, it is more preferably 30% by mass or more. The content of the electrolyte salt may be 10% by mass or more and 60% by mass or less based on the total amount of the electrolyte layer from the viewpoint of preferably producing the electrolyte layer 7.

電解質層7の厚さは、強度を高め安全性を向上させる観点から、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上である。電解質層7の厚さは、二次電池の内部抵抗を更に低減させる観点及び大電流特性を更に向上させる観点から、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下である。 The thickness of the electrolyte layer 7 is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, from the viewpoint of increasing the strength and improving the safety. The thickness of the electrolyte layer 7 is preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less, still more preferably 100 μm or less, from the viewpoint of further reducing the internal resistance of the secondary battery and further improving the large current characteristics.

他の一実施形態において、電極群2Aには、第2の集電体11と、負極合剤層12と、電解質層7とをこの順に備える第2の電池部材(負極部材)が含まれていると見ることもできる。図3(b)は、他の実施形態に係る二次電池用電池部材(負極部材)を示す模式断面図、すなわち第2の電池部材(負極部材)を示す模式断面図である。図3(b)に示すように、第2の電池部材14は、第2の集電体11と、第2の集電体11上に設けられた負極合剤層12と、負極合剤層12上に設けられた電解質層7とをこの順に備える負極部材である。電解質層7は、上述した第1の電池部材13における電解質層7と同様であるので、以下では説明を省略する。 In another embodiment, the electrode group 2A includes a second battery member (negative electrode member) including a second current collector 11, a negative electrode mixture layer 12, and an electrolyte layer 7 in this order. You can also see that it is. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a battery member (negative electrode member) for a secondary battery according to another embodiment, that is, a schematic cross-sectional view showing a second battery member (negative electrode member). As shown in FIG. 3B, the second battery member 14 includes a second current collector 11, a negative electrode mixture layer 12 provided on the second current collector 11, and a negative electrode mixture layer. It is a negative electrode member including an electrolyte layer 7 provided on the 12 in this order. Since the electrolyte layer 7 is the same as the electrolyte layer 7 in the first battery member 13 described above, the description thereof will be omitted below.

第2の集電体11は、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属、それらの合金などであってよい。第2の集電体11は、軽量で高い重量エネルギー密度を有するため、好ましくはアルミニウム及びその合金である。第2の集電体11は、薄膜への加工のし易さ及びコストの観点から、好ましくは銅である。 The second current collector 11 may be a metal such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, an alloy thereof, or the like. The second current collector 11 is lightweight and has a high weight energy density, and is therefore preferably aluminum or an alloy thereof. The second current collector 11 is preferably copper from the viewpoint of ease of processing into a thin film and cost.

負極合剤層12は、一実施形態において、負極活物質と、電解質塩と、非水溶媒とを含有する。 In one embodiment, the negative electrode mixture layer 12 contains a negative electrode active material, an electrolyte salt, and a non-aqueous solvent.

負極活物質は、黒鉛、非晶質炭素等の炭素材料、スズ、シリコン等を含む金属材料、チタン酸リチウム(LiTi12)、金属リチウムなどであってよい。 The negative electrode active material may be a carbon material such as graphite or amorphous carbon, a metal material containing tin, silicon or the like, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), metallic lithium or the like.

負極活物質の含有量は、負極合剤層全量を基準として、60質量%以上、65質量%以上、又は70質量%以上であってよい。負極活物質の含有量は、負極合剤層全量を基準として、99質量%以下、95質量%以下、又は90質量%以下であってよい。 The content of the negative electrode active material may be 60% by mass or more, 65% by mass or more, or 70% by mass or more based on the total amount of the negative electrode mixture layer. The content of the negative electrode active material may be 99% by mass or less, 95% by mass or less, or 90% by mass or less based on the total amount of the negative electrode mixture layer.

負極合剤層12に含まれる電解質塩及び非水溶媒の種類及び含有量は、上述した正極合剤層10に含まれる電解質塩及び非水溶媒とそれぞれ同様であってよい。正極合剤層10に含まれる電解質塩及び非水溶媒と、負極合剤層12に含まれる電解質塩及び非水溶媒とは、それぞれ、互いに同じであってよく、互いに異なっていてもよい。 The type and content of the electrolyte salt and the non-aqueous solvent contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same as those of the electrolyte salt and the non-aqueous solvent contained in the positive electrode mixture layer 10 described above. The electrolyte salt and the non-aqueous solvent contained in the positive electrode mixture layer 10 and the electrolyte salt and the non-aqueous solvent contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same or different from each other.

負極合剤層12は、負極合剤層12に含まれる非水溶媒をゲル化可能なポリマを更に含有してもよい。負極合剤層12に含まれる非水溶媒をゲル化可能なポリマの種類及び含有量は、上述した正極合剤層10に含まれる非水溶媒をゲル化可能なポリマとそれぞれ同様であってよい。正極合剤層10に含まれる非水溶媒をゲル化可能なポリマと、負極合剤層12に含まれる非水溶媒をゲル化可能なポリマとは、互いに同じであってよく、互いに異なっていてもよい。 The negative electrode mixture layer 12 may further contain a polymer capable of gelling the non-aqueous solvent contained in the negative electrode mixture layer 12. The type and content of the polymer capable of gelling the non-aqueous solvent contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same as that of the polymer capable of gelling the non-aqueous solvent contained in the positive electrode mixture layer 10 described above. .. The polymer capable of gelling the non-aqueous solvent contained in the positive electrode mixture layer 10 and the polymer capable of gelling the non-aqueous solvent contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same or different from each other. May be good.

負極合剤層12は、イオン液体を更に含有していてもよい。負極合剤層12に含まれるイオン液体の種類及び含有量は、上述した正極合剤層10に含まれるイオン液体と同様であってよい。正極合剤層10に含まれるイオン液体と、負極合剤層12に含まれるイオン液体とは、互いに同じであってよく、互いに異なっていてもよい。 The negative electrode mixture layer 12 may further contain an ionic liquid. The type and content of the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same as that of the ionic liquid contained in the positive electrode mixture layer 10 described above. The ionic liquid contained in the positive electrode mixture layer 10 and the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same as each other or may be different from each other.

負極合剤層12は、他の一実施形態において、負極活物質と、電解質塩と、イオン液体とを含有する。負極活物質、電解質塩及びイオン液体の種類及び含有量は、上述した実施形態と同様であってよい。 In another embodiment, the negative electrode mixture layer 12 contains a negative electrode active material, an electrolyte salt, and an ionic liquid. The types and contents of the negative electrode active material, the electrolyte salt and the ionic liquid may be the same as those in the above-described embodiment.

上記の各実施形態において、負極合剤層12は、導電剤、結着剤等を更に含有してもよい。負極合剤層12に含まれる導電剤及び結着剤の種類及び含有量は、上述した正極合剤層10に含まれる導電剤及び結着剤とそれぞれ同様であってよい。正極合剤層10に含まれる導電剤及び結着剤と、負極合剤層12に含まれる導電剤及び結着剤とは、それぞれ、互いに同じであってよく、互いに異なっていてもよい。 In each of the above embodiments, the negative electrode mixture layer 12 may further contain a conductive agent, a binder, and the like. The types and contents of the conductive agent and the binder contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same as those of the conductive agent and the binder contained in the positive electrode mixture layer 10 described above. The conductive agent and the binder contained in the positive electrode mixture layer 10 and the conductive agent and the binder contained in the negative electrode mixture layer 12 may be the same or different from each other.

負極合剤層12の厚さは、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよい。負極合剤層の厚さは、60μm以下、55μm以下、又は50μm以下であってよい。 The thickness of the negative electrode mixture layer 12 may be 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. The thickness of the negative electrode mixture layer may be 60 μm or less, 55 μm or less, or 50 μm or less.

続いて、上述した二次電池1の製造方法について説明する。第1実施形態に係る二次電池1の製造方法は、第1の集電体9上に正極合剤層10を形成して正極6を得る第1の工程と、第2の集電体11上に負極合剤層12を形成して負極8を得る第2工程と、正極6と負極8との間に電解質層7を設ける第3の工程と、を有する。 Subsequently, the method for manufacturing the secondary battery 1 described above will be described. The method for manufacturing the secondary battery 1 according to the first embodiment includes a first step of forming a positive electrode mixture layer 10 on a first current collector 9 to obtain a positive electrode 6, and a second current collector 11. It has a second step of forming a negative electrode mixture layer 12 on the negative electrode mixture layer 12 to obtain a negative electrode 8, and a third step of providing an electrolyte layer 7 between the positive electrode 6 and the negative electrode 8.

第1の工程において、正極は、例えば、正極合剤層に用いる材料を含有するスラリー状の正極合剤を調製した後、得られた正極合剤を第1の集電体9の一面上に塗布することによって得ることができる。正極合剤を第1の集電体9に塗布する方法は、例えば、アプリケータを用いて塗布する方法、メタルマスク印刷法、静電塗装法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等、公知の塗布方法である。 In the first step, for the positive electrode, for example, after preparing a slurry-like positive electrode mixture containing a material used for the positive electrode mixture layer, the obtained positive electrode mixture is placed on one surface of the first current collector 9. It can be obtained by applying. Examples of the method of applying the positive electrode mixture to the first current collector 9 include a method of applying using an applicator, a metal mask printing method, an electrostatic coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a roll coating method. It is a known coating method such as a gravure coating method and a screen printing method.

正極合剤層10に非水溶媒及び非水溶媒をゲル化可能なポリマを含有させる場合、正極合剤を第1の集電体9に塗布した後で、公知の方法により非水溶媒をゲル化させることができる。 When the positive electrode mixture layer 10 contains a non-aqueous solvent and a polymer capable of gelling the non-aqueous solvent, the non-aqueous solvent is gelled by a known method after the positive electrode mixture is applied to the first current collector 9. Can be transformed into.

正極合剤層10に非水溶媒を含有させない場合、正極合剤には、正極合剤層に用いる材料に加えて、分散媒を更に含有させてもよい。分散媒は、好ましくはN−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤である。この場合、正極合剤を第1の集電体9に塗布した後で、正極合剤を乾燥させる(分散媒を揮発させる)ことにより、正極合剤層10が得られる。正極合剤を乾燥させる(分散媒を揮発させる)方法は、特に制限されず、通常用いられる方法で行うことができる。 When the positive electrode mixture layer 10 does not contain a non-aqueous solvent, the positive electrode mixture may further contain a dispersion medium in addition to the material used for the positive electrode mixture layer. The dispersion medium is preferably an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. In this case, the positive electrode mixture layer 10 is obtained by applying the positive electrode mixture to the first current collector 9 and then drying the positive electrode mixture (volatilizing the dispersion medium). The method for drying the positive electrode mixture (volatilizing the dispersion medium) is not particularly limited, and a commonly used method can be used.

正極合剤層10に電解質塩及びイオン液体を含有させる場合、電解質塩をイオン液体に溶解させてから、他の材料とともにスラリーに加えることができる。 When the positive electrode mixture layer 10 contains an electrolyte salt and an ionic liquid, the electrolyte salt can be dissolved in the ionic liquid and then added to the slurry together with other materials.

第2の工程において、負極は、上述した第1の工程と同様の方法で得ることができる。すなわち、負極合剤層12に用いる材料を含有するスラリー状の負極合剤を調製した後、得られた負極合剤を第2の集電体11の一面上に塗布することによって得ることができる。負極合剤層12に非水溶媒及び非水溶媒をゲル化可能なポリマを含有させる場合、負極合剤層12に非水溶媒を含有させない場合、及び負極合剤層12に電解質塩及びイオン液体を含有させる場合の負極の作製方法も、それぞれ上述した第1の工程と同様の方法であってよい。 In the second step, the negative electrode can be obtained in the same manner as in the first step described above. That is, it can be obtained by preparing a slurry-like negative electrode mixture containing the material used for the negative electrode mixture layer 12 and then applying the obtained negative electrode mixture on one surface of the second current collector 11. .. When the negative electrode mixture layer 12 contains a non-aqueous solvent and a polymer capable of gelling the non-aqueous solvent, when the negative electrode mixture layer 12 does not contain a non-aqueous solvent, and when the negative electrode mixture layer 12 contains an electrolyte salt and an ionic liquid. The method for producing the negative electrode in the case of containing the above-mentioned solvent may be the same as that in the first step described above.

第3の工程では、電解質層7は、一実施形態において、電解質層7に用いられる材料を含有する電解質組成物をシート状に形成した、電解質シートを作製することにより形成される。 In the third step, the electrolyte layer 7 is formed by preparing an electrolyte sheet in which an electrolyte composition containing the material used for the electrolyte layer 7 is formed in a sheet shape in one embodiment.

電解質シートを作製する方法は、例えば、電解質層7に用いる材料の一部又は全部を含有する混合物を得る工程と、ポリマ(ベースポリマ)にドーパントをドープする工程と、混合物をシート状に形成する工程と、を含む。これらの各工程は順序が入れ替わってもよく、複数の工程が同時に行われてもよい。 The method for producing the electrolyte sheet includes, for example, a step of obtaining a mixture containing a part or all of the material used for the electrolyte layer 7, a step of doping the polymer (base polymer) with a dopant, and forming the mixture in the form of a sheet. Including the process. The order of each of these steps may be changed, and a plurality of steps may be performed at the same time.

一実施形態に係る電解質シートを作製する方法では、まず、ベースポリマ及びドーパントと、必要に応じてその他の材料とを混練して混合物を得る。混練温度は、290℃以上であってよく、340℃以下であってよい。混練時間は、20分間以上であってよく、3時間以下であってよい。高温下でベースポリマ及びドーパントが混合されることにより、ベースポリマにドーパントがドープされ、イオン伝導性ポリマとなる。これにより、イオン伝導性ポリマを含有する電解質組成物が得られる。その後、得られた混合物を、Tダイ法等によりシート状に形成する。これにより、電解質シートを得ることができる。 In the method for producing an electrolyte sheet according to one embodiment, first, a base polymer and a dopant are kneaded with other materials if necessary to obtain a mixture. The kneading temperature may be 290 ° C. or higher and may be 340 ° C. or lower. The kneading time may be 20 minutes or more and may be 3 hours or less. By mixing the base polymer and the dopant at a high temperature, the dopant is doped into the base polymer to obtain an ionic conductive polymer. As a result, an electrolyte composition containing an ionic conductive polymer is obtained. Then, the obtained mixture is formed into a sheet by a T-die method or the like. Thereby, an electrolyte sheet can be obtained.

他の一実施形態に係る電解質シートを作製する方法として、昇華性のあるドーパントを用いる場合には、下記の方法によっても電解質シートを作製することができる。この方法では、まず、ベースポリマ及び必要に応じてその他の材料を混練して混合物を得る。混練温度は、290℃以上であってよく、340℃以下であってよい。混練時間は20分間以上であってよく、3時間以下であってよい。この混合物を、Tダイ法等によりシート状に形成する。その後、ドーパントを蒸発させて、その蒸気をシートに接触させる。これにより、シートに含まれるベースポリマにドーパントがドープされ、イオン伝導性ポリマとなる。これにより、電解質シートを得ることができる。ドーパントを蒸発(昇華)させる条件は、ドーパントの性状に合わせて適宜設定される。 When a sublimable dopant is used as a method for producing the electrolyte sheet according to the other embodiment, the electrolyte sheet can also be produced by the following method. In this method, the base polymer and, if necessary, other materials are first kneaded to obtain a mixture. The kneading temperature may be 290 ° C. or higher and may be 340 ° C. or lower. The kneading time may be 20 minutes or more and may be 3 hours or less. This mixture is formed into a sheet by the T-die method or the like. The dopant is then evaporated and the vapor is brought into contact with the sheet. As a result, the dopant is doped into the base polymer contained in the sheet, and the polymer becomes an ionic conductive polymer. Thereby, an electrolyte sheet can be obtained. The conditions for evaporating (sublimating) the dopant are appropriately set according to the properties of the dopant.

電解質シートを用いて正極6と負極8との間に電解質層7を設ける方法は、例えば、正極6、電解質シート及び負極8を、例えばラミネートにより積層する方法である。このとき、電解質シートから得られる電解質層7が、正極6の正極合剤層10側かつ負極8の負極合剤層12側に位置するように、すなわち、第1の集電体9、正極合剤層10、電解質層7、負極合剤層12及び第2の集電体11がこの順で配置されるように積層する。 The method of providing the electrolyte layer 7 between the positive electrode 6 and the negative electrode 8 using the electrolyte sheet is, for example, a method of laminating the positive electrode 6, the electrolyte sheet and the negative electrode 8 by, for example, laminating. At this time, the electrolyte layer 7 obtained from the electrolyte sheet is located on the positive electrode mixture layer 10 side of the positive electrode 6 and on the negative electrode mixture layer 12 side of the negative electrode 8, that is, the first current collector 9 and the positive electrode combination. The agent layer 10, the electrolyte layer 7, the negative electrode mixture layer 12 and the second current collector 11 are laminated in this order.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る二次電池について説明する。図4は、第2実施形態に係る二次電池の電極群を示す分解斜視図である。図4では、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図4に示すように、第2実施形態における二次電池が第1実施形態における二次電池と異なる点は、電極群2Bが、バイポーラ電極15を更に備えている点である。すなわち、電極群2Bは、正極6と、第1の電解質層7と、バイポーラ電極15と、第2の電解質層7と、負極8とをこの順に備えている。
[Second Embodiment]
Next, the secondary battery according to the second embodiment will be described. FIG. 4 is an exploded perspective view showing an electrode group of the secondary battery according to the second embodiment. In FIG. 4, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned, and duplicate description will be omitted. As shown in FIG. 4, the difference between the secondary battery in the second embodiment and the secondary battery in the first embodiment is that the electrode group 2B further includes the bipolar electrode 15. That is, the electrode group 2B includes a positive electrode 6, a first electrolyte layer 7, a bipolar electrode 15, a second electrolyte layer 7, and a negative electrode 8 in this order.

バイポーラ電極15は、第3の集電体16と、第3の集電体16の負極8側の面に設けられた正極合剤層10と、第3の集電体16の正極6側の面に設けられた負極合剤層12とを備えている。 The bipolar electrode 15 includes a third current collector 16, a positive electrode mixture layer 10 provided on the surface of the third current collector 16 on the negative electrode 8 side, and a positive electrode 6 side of the third current collector 16. It is provided with a negative electrode mixture layer 12 provided on the surface.

第2実施形態の二次電池において、電極群2Bには、第1の電解質層7と、バイポーラ電極15と、第2の電解質層7とをこの順に備える第3の電池部材(バイポーラ電極部材)が含まれていると見ることができる。図5は、第3の電池部材(バイポーラ電極部材)を示す模式断面図である。図5に示すように、第3の電池部材17は、第3の集電体16と、第3の集電体16の一方の面上に設けられた正極合剤層10と、正極合剤層10上における第3の集電体16と反対側に設けられた第2の電解質層7と、第3の集電体16の他方の面上に設けられた負極合剤層12と、負極合剤層12上における第3の集電体16と反対側に設けられた第1の電解質層7とを備えている。 In the secondary battery of the second embodiment, the electrode group 2B includes a first electrolyte layer 7, a bipolar electrode 15, and a second electrolyte layer 7 in this order, a third battery member (bipolar electrode member). Can be seen as being included. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a third battery member (bipolar electrode member). As shown in FIG. 5, the third battery member 17 includes a third current collector 16, a positive electrode mixture layer 10 provided on one surface of the third current collector 16, and a positive electrode mixture. A second electrolyte layer 7 provided on the layer 10 opposite to the third current collector 16, a negative electrode mixture layer 12 provided on the other surface of the third current collector 16, and a negative electrode. It includes a third current collector 16 on the mixture layer 12 and a first electrolyte layer 7 provided on the opposite side.

第3の集電体16は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、チタン等の金属単体、アルミニウムと銅又はステンレス鋼と銅を圧延接合してなるクラッド材などで形成されている。 The third current collector 16 is formed of, for example, a single metal such as aluminum, stainless steel, or titanium, or a clad material obtained by rolling and joining aluminum and copper or stainless steel and copper.

第1の電解質層7と第2の電解質層7とは、互いに同種であっても異種であってもよく、好ましくは、互いに同種である。 The first electrolyte layer 7 and the second electrolyte layer 7 may be of the same type or different from each other, and are preferably the same type of each other.

上述のとおり、第1の電池部材13(すなわち、正極部材)及び第2の電池部材14(すなわち、負極部材)の二次電池用電池部材によれば、電解質層7において、イオン伝導性ポリマを用いることによりイオン伝導性を確保しているため、電解液(非水溶媒)を用いる必要がない。そして、このような電解質層7が電極合剤層10,12上に設けられていることにより、一実施形態において、電極合剤層10,12に非水溶媒が含まれている場合であっても、非水溶媒の漏液を抑制できる。また、他の一実施形態において、電極合剤層10,12にイオン液体が含まれている場合は、電解質塩が、イオン液体に溶解して、電極活物質に接触しやすくなっているため、電極合剤層においても、電解液(非水溶媒)を用いる必要がない。したがって、これらの電池部材によれば、安全性に優れる二次電池を作製可能となる。 As described above, according to the secondary battery battery member of the first battery member 13 (that is, the positive electrode member) and the second battery member 14 (that is, the negative electrode member), the ion conductive polymer is formed in the electrolyte layer 7. Since ionic conductivity is ensured by using it, it is not necessary to use an electrolytic solution (non-aqueous solvent). Then, when such an electrolyte layer 7 is provided on the electrode mixture layers 10 and 12, in one embodiment, the electrode mixture layers 10 and 12 contain a non-aqueous solvent. Also, leakage of non-aqueous solvent can be suppressed. Further, in another embodiment, when the electrode mixture layers 10 and 12 contain an ionic liquid, the electrolyte salt dissolves in the ionic liquid and easily comes into contact with the electrode active material. It is not necessary to use an electrolytic solution (non-aqueous solvent) also in the electrode mixture layer. Therefore, according to these battery members, it is possible to manufacture a secondary battery having excellent safety.

1…二次電池、2,2A,2B…電極群、3…電池外装体、4…正極集電タブ、5…負極集電タブ、6…正極、7…電解質層、8…負極、9…第1の集電体、10…正極合剤層、11…第2の集電体、12…負極合剤層、13…第1の電池部材、14…第2の電池部材、15…バイポーラ電極、16…第3の集電体、17…第3の電池部材。 1 ... secondary battery, 2,2A, 2B ... electrode group, 3 ... battery exterior, 4 ... positive electrode current collecting tab, 5 ... negative electrode current collecting tab, 6 ... positive electrode, 7 ... electrolyte layer, 8 ... negative electrode, 9 ... 1st current collector, 10 ... positive electrode mixture layer, 11 ... second current collector, 12 ... negative electrode mixture layer, 13 ... first battery member, 14 ... second battery member, 15 ... bipolar electrode , 16 ... 3rd current collector, 17 ... 3rd battery member.

Claims (5)

集電体と、
前記集電体上に設けられた電極合剤層と、
前記電極合剤層上に設けられた電解質層と、を備え、
前記電極合剤層が、電極活物質と、電解質塩と、非水溶媒とを含有し、
前記電解質層が、イオン伝導性ポリマを含有する、二次電池用電池部材。
With the current collector
The electrode mixture layer provided on the current collector and
An electrolyte layer provided on the electrode mixture layer is provided.
The electrode mixture layer contains an electrode active material, an electrolyte salt, and a non-aqueous solvent.
A battery member for a secondary battery, wherein the electrolyte layer contains an ionic conductive polymer.
前記電極合剤層が、前記非水溶媒をゲル化可能なポリマを更に含有する、請求項1に記載の電池部材。 The battery member according to claim 1, wherein the electrode mixture layer further contains a polymer capable of gelling the non-aqueous solvent. 前記電極合剤層がイオン液体を更に含有する、請求項1又は2に記載の電池部材。 The battery member according to claim 1 or 2, wherein the electrode mixture layer further contains an ionic liquid. 集電体と、
前記集電体上に設けられた電極合剤層と、
前記電極合剤層上に設けられた電解質層と、を備え、
前記電極合剤層が、電極活物質と、電解質塩と、イオン液体とを含有し、
前記電解質層が、イオン伝導性ポリマを含有する、二次電池用電池部材。
With the current collector
The electrode mixture layer provided on the current collector and
An electrolyte layer provided on the electrode mixture layer is provided.
The electrode mixture layer contains an electrode active material, an electrolyte salt, and an ionic liquid.
A battery member for a secondary battery, wherein the electrolyte layer contains an ionic conductive polymer.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池部材を備える、二次電池。 A secondary battery comprising the battery member according to any one of claims 1 to 4.
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