JP5711026B2 - LITHIUM ION SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PRODUCING LITHIUM ION SECONDARY BATTERY - Google Patents

LITHIUM ION SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PRODUCING LITHIUM ION SECONDARY BATTERY Download PDF

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用部材及びそれを用いたリチウムイオン二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a member for a lithium ion secondary battery and a method for producing a lithium ion secondary battery using the same.

近年の電子技術の発展及び環境技術への関心の高まりに伴い、様々な電気化学デバイスが用いられている。特に、省エネルギー化への要請が多くあり、それに貢献できるものへの期待はますます高くなっている。例えば、発電デバイスとして太陽電池が挙げられ、蓄電デバイスとして、二次電池、キャパシタ及びコンデンサなどが挙げられる。蓄電デバイスの代表例であるリチウムイオン二次電池は、従来、主に携帯機器用充電池として使用されていたが、近年では、ハイブリッド自動車及び電気自動車用電池としての使用も期待されている。   With the recent development of electronic technology and increasing interest in environmental technology, various electrochemical devices are used. In particular, there are many requests for energy saving, and expectations for what can contribute to it are increasing. For example, a solar cell is mentioned as a power generation device, and a secondary battery, a capacitor, a capacitor, etc. are mentioned as an electrical storage device. Lithium ion secondary batteries, which are representative examples of power storage devices, have been conventionally used mainly as rechargeable batteries for portable devices, but in recent years, they are also expected to be used as batteries for hybrid vehicles and electric vehicles.

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

リチウムイオン二次電池は、現在、携帯機器の充電池として主に用いられている(例えば特許文献1参照)。また、近年では、ハイブリッド自動車及び電気自動車などの自動車用途の電池としても展開が開始されており、さらにリチウムイオン二次電池の用途及び市場は大幅に拡大している傾向にある。従来のリチウムイオン電池としては、例えば、特許文献2、3及び4に記載されたものが挙げられる。
一方、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させる目的で、ポリエチレンオキシドに代表される高分子電解質及び高分子ゲル電解質の開発も積極的に推進されている。これらは、電池安全性向上や作製できる電池形状の自由度増大という点で有用に考えられている。
Currently, lithium ion secondary batteries are mainly used as rechargeable batteries for portable devices (see, for example, Patent Document 1). In recent years, it has also started to be used as a battery for automobiles such as hybrid cars and electric cars, and the use and market of lithium ion secondary batteries tend to be greatly expanded. Examples of conventional lithium ion batteries include those described in Patent Documents 2, 3, and 4.
On the other hand, for the purpose of improving the safety of lithium ion secondary batteries, development of polymer electrolytes typified by polyethylene oxide and polymer gel electrolytes has been actively promoted. These are considered useful in terms of improving battery safety and increasing the degree of freedom of battery shape that can be produced.

特開2009−087648号公報JP 2009-087648 A 特開2007−157569号公報JP 2007-157469 A 特開2007−157570号公報JP 2007-157570 A 特開平10−177865号公報JP-A-10-177865

自動車用のリチウムイオン二次電池については、従来よりも大型の電池を多量に製造する必要があり、生産性の向上、生産及び品質の安定化に対する要求がより高い。しかしながら、現在のリチウムイオン二次電池には、電極及びセパレータの配置がずれたり電極とセパレータが剥離したりしやすいという課題がある。電極又はセパレータの配置がずれたり剥離したりすると、充放電が適切に行われず、過充電又は過放電が起こったり、所定の電池容量が得られなかったり、電池が短絡したりするおそれがあり、それによって電池の寿命が短くなる可能性もある。
また、リチウムイオン二次電池は、充放電時に電極が膨張したり収縮したりするため、その挙動によっても電極及びセパレータの配置がずれやすく、電池組み立ての初期段階で適切に配置しても、その後ずれたり剥離したりしてしまうこともある。
As for lithium ion secondary batteries for automobiles, it is necessary to manufacture a larger amount of batteries than before, and there is a higher demand for improvement in productivity, production and stabilization of quality. However, the current lithium ion secondary battery has a problem that the arrangement of the electrode and the separator is shifted or the electrode and the separator are easily peeled off. If the electrode or separator is misaligned or peeled off, charging / discharging may not be performed properly, overcharging or overdischarging may occur, a predetermined battery capacity may not be obtained, or the battery may be short-circuited, This may shorten the battery life.
In addition, since the electrode expands and contracts during charge and discharge in a lithium ion secondary battery, the arrangement of the electrode and the separator is easily shifted depending on the behavior, and even if it is properly disposed in the initial stage of battery assembly, It may be displaced or peeled off.

そのような課題を解決し得る手段として考えられるのは、例えば、特許文献2及び3に開示されている、セパレータ表面を改質してセパレータと電極とを接着しやすくする手段、ずれを加味した大きさ及び形状を有する電極及びセパレータを用いる手段、並びに、特許文献4に記載のように、接着剤などの接着性材料を用いる手段がある。   Possible means for solving such problems include, for example, means disclosed in Patent Documents 2 and 3 for improving the separator surface to make it easier to bond the separator and the electrode, and taking into account the deviation. There are means for using electrodes and separators having sizes and shapes, and means for using an adhesive material such as an adhesive as described in Patent Document 4.

しかしながら、これらの手段は、電池の製造に際する手間及びコストが増えたり、リチウムイオン二次電池に求められる他の性能を極端に低下させたり、配置のずれを十分に抑制していなかったりし、満足な解決策はいまだ見出されていない。
また、高分子電解質又は高分子ゲル電解質を用いると、電極層とセパレータとの界面接着性がある程度向上することが知られている。しかしながら、これらの電解質は充放電特性が低く、また、それらの接着性が十分に高いとはいえないため、実用上は大きな課題がある。
However, these means increase the labor and cost for manufacturing the battery, extremely reduce the other performance required for the lithium ion secondary battery, and do not sufficiently suppress the displacement of the arrangement. No satisfactory solution has yet been found.
Further, it is known that when a polymer electrolyte or a polymer gel electrolyte is used, the interfacial adhesion between the electrode layer and the separator is improved to some extent. However, since these electrolytes have low charge / discharge characteristics and their adhesiveness cannot be said to be sufficiently high, there are significant practical problems.

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電池の製造に際する手間及びコストの増大を防止し、リチウムイオン二次電池に求められる性能を維持すると共に、セパレータと電極との接着性を向上させることによって、電池作製工程から電池の輸送運搬、充放電での使用にわたる各工程において、電池の構成要素がずれたり剥離したりするのを十分に抑制するリチウムイオン二次電池用部材及びリチウムイオン二次電池の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the labor and cost of the battery from being increased, maintains the performance required for the lithium ion secondary battery, and provides the separator and the electrode. For lithium-ion secondary batteries that sufficiently suppress the displacement and peeling of battery components in each process, from battery production process to battery transportation and transportation and charge / discharge use, by improving adhesion An object is to provide a member and a method for producing a lithium ion secondary battery.

本発明者らは上記目的を達成すべく、様々な電池部材を検討した結果、相転移型ゲル化剤を含む組成物に直接接触させた部材をセパレータ及び/又は電極として用いると、セパレータと電極との接着性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of studying various battery members to achieve the above object, the present inventors have used a member directly in contact with a composition containing a phase transition gelling agent as a separator and / or an electrode. As a result, the present inventors have completed the present invention.

すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]セパレータと、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有する正極と、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料及び金属リチウムからなる群より選択される1種以上の材料を含有する負極とを備えるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
相転移型ゲル化剤を、前記セパレータ、前記正極及び前記負極からなる群より選ばれる1種以上の部材の少なくとも表面上に存在させる工程と、
前記存在させる工程の後に、前記セパレータを前記正極と前記負極とで挟むことにより、積層して積層体を得る工程と、
前記積層体を電解液に浸漬する工程と、
を含み、
前記存在させる工程において、前記相転移型ゲル化剤を含む組成物を、前記部材の少なくとも表面に直接接触させ、
前記相転移型ゲル化剤が、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を含む、製造方法。
Rf1−R1−X1−L1−R2 (1)
Rf1−R1−X1−L1−R3―L2―X2―R4―Rf2 (2)
5−O−Cy−X3−Cm (3)
(式(1)及び(2)中、Rf1及びRf2はそれぞれ独立に、炭素数2〜20のパーフルオロアルキル基を示し、R1及びR4はそれぞれ独立に、単結合若しくは炭素数1〜6の2価の飽和炭化水素基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に、下記式(1a)、(1b)、(1c)、(1d)、(1e)、(1f)及び(1g)で表される基からなる群より選ばれる2価の基を示し、L1及びL2はそれぞれ独立に、単結合、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよいオキシアルキレン基、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよいオキシシクロアルキレン基、又は、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい2価のオキシ芳香族基を示し、R2は、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよいフルオロアルキル基、アリール基若しくはフルオロアリール基、又は、これらの基のうちの1種以上とこれらの基に対応する2価の基のうちの1種以上とが結合した1価の基を示し、R3は主鎖に酸素及び/又は硫黄原子を1つ以上有してもよく、かつ、アルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を示す。

Figure 0005711026
式(3)中、R5は主鎖の炭素数1〜20の置換又は無置換の1価の炭化水素基を示し、Cyは置換若しくは無置換の核原子数5〜30の2価の芳香族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を示し、X3は、下記式(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)及び(3g)で表される基からなる群より選ばれる2価の基、又は、それらの2価の基のうち2種以上が結合した2価の基を示し、Cmは下記一般式(3z)で表される1価の基を示し、下記式(3z)中、複数のRaはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。
Figure 0005711026
Figure 0005711026

[2]前記組成物は、溶液又は分散液であり、前記分散液は、液状、ゲル状又はスラリー状である、[1]の製造方法。
[3]前記存在させる工程において、前記組成物に前記部材を浸漬することにより、前記部材の少なくとも表面に前記組成物を直接接触させる、[1]又は[2]の製造方法。
[4]前記存在させる工程において、前記積層体、又は、前記積層体とそれを収容した電池ケースとを備える構造体における前記部材の少なくとも表面に前記組成物を直接接触させる、[1]〜[3]のいずれか1つの製造方法。
[5]前記相転移型ゲル化剤を含む組成物がリチウム塩を更に含む、[1]〜[4]のいずれか1つの製造方法。
[6]前記X1及びX2が、それぞれ独立に、前記式(1a)又は前記式(1d)で表される2価の官能基である、[1]〜[5]のいずれか1つの製造方法。
[7]前記X1及びX2がいずれも、前記式(1d)で表される2価の官能基である、[1]〜[6]のいずれか1つの製造方法。
[8]前記セパレータが有機樹脂を含む、[1]〜[7]のいずれか1つの製造方法。
[9]前記電解液が、非水溶媒と、リチウム塩と、相転移型ゲル化剤と、を含む、[1]〜[8]のいずれか1つの製造方法。
[10]前記電解液が、ある温度以下の温度でゲルであり、そのある温度よりも高い温度でゾルである相転移型のゲル電解質溶液であり、
前記ある温度が50〜150℃の範囲にある、[9]の製造方法
That is, the present invention is as follows.
[1] A separator, a positive electrode containing at least one material selected from the group consisting of materials capable of occluding and releasing lithium ions as a positive electrode active material, and occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material. And a negative electrode containing at least one material selected from the group consisting of metallic lithium and a lithium ion secondary battery comprising:
A step of allowing a phase transition gelling agent to be present on at least the surface of one or more members selected from the group consisting of the separator, the positive electrode, and the negative electrode;
After the step of presenting, the step of sandwiching the separator between the positive electrode and the negative electrode to obtain a laminate by stacking;
Immersing the laminate in an electrolytic solution;
Including
In the present step, the composition containing the phase transition type gelling agent is brought into direct contact with at least the surface of the member;
The manufacturing method in which the said phase transition type gelatinizer contains the 1 or more types of compound selected from the group which consists of a compound represented by the following general formula (1), (2) and (3).
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 2 (1)
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 3 -L 2 -X 2 -R 4 -Rf 2 (2)
R 5 -O-Cy-X 3 -Cm (3)
(In the formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 each independently represents a perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and R 1 and R 4 each independently represent a single bond or 1 carbon atom. To 6 divalent saturated hydrocarbon groups, wherein X 1 and X 2 are each independently the following formulas (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) and ( 1g) represents a divalent group selected from the group consisting of groups represented by 1g), L 1 and L 2 are each independently a single bond, an alkyl group or an oxyalkylene group optionally substituted with a halogen atom, an alkyl An oxycycloalkylene group which may be substituted with a group or a halogen atom, or a divalent oxyaromatic group which may be substituted with an alkyl group or a halogen atom, and R 2 represents an alkyl group or a halogen atom ( However, A fluoroalkyl group, an aryl group or a fluoro group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group or a halogen atom (excluding a fluorine atom) which may be substituted with An aryl group, or a monovalent group in which one or more of these groups and one or more of divalent groups corresponding to these groups are bonded, R 3 represents oxygen and And / or a C1-C18 divalent saturated hydrocarbon group which may have one or more sulfur atoms and may be substituted with an alkyl group.
Figure 0005711026
In formula (3), R 5 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain, and Cy represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group having 5 to 30 nucleus atoms. It shows the family hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, X 3 is represented by the following formula (3a), (3b), (3c), (3d), (3e), (3f) and (3 g) A divalent group selected from the group consisting of the following groups, or a divalent group in which two or more of these divalent groups are bonded, and Cm is a monovalent group represented by the following general formula (3z) In the following formula (3z), a plurality of Ra each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
Figure 0005711026
Figure 0005711026
)
[2] The method according to [1], wherein the composition is a solution or a dispersion, and the dispersion is a liquid, a gel, or a slurry.
[3] The method according to [1] or [2], wherein in the step of presenting, the composition is directly brought into contact with at least a surface of the member by immersing the member in the composition.
[4] In the step of causing the composition to exist, the composition is brought into direct contact with at least the surface of the member in the laminate or a structure including the laminate and a battery case containing the laminate. 3] Any one manufacturing method.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the composition containing the phase transition type gelling agent further contains a lithium salt.
[6] Any one of [1] to [5], wherein X 1 and X 2 are each independently a divalent functional group represented by the formula (1a) or the formula (1d). Production method.
[7] The production method of any one of [1] to [6], wherein both X 1 and X 2 are divalent functional groups represented by the formula (1d).
[8] The manufacturing method according to any one of [1] to [7], wherein the separator includes an organic resin.
[9] The production method according to any one of [1] to [8], wherein the electrolytic solution includes a nonaqueous solvent, a lithium salt, and a phase transition gelling agent.
[10] The electrolyte solution is a gel electrolyte solution of a phase transition type that is a gel at a temperature lower than a certain temperature and is a sol at a temperature higher than the certain temperature,
It said certain temperature is in the range of 50 to 150 ° C., the production method of [9].

本発明によると、電池の製造に際する手間及びコストの増大を防止し、リチウムイオン二次電池に求められる性能を維持すると共に、セパレータと電極との接着性を向上させることによって、電池作製工程から電池の輸送運搬、充放電での使用にわたる各工程において、電池の構成要素がずれたり剥離したりするのを十分に抑制するするリチウムイオン二次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the increase in labor and cost during the production of the battery, maintain the performance required for the lithium ion secondary battery, and improve the adhesion between the separator and the electrode, thereby producing the battery. Separator for lithium-ion secondary battery and method for producing lithium-ion secondary battery that sufficiently suppress the displacement or peeling of the battery components in each process ranging from battery transportation to transportation and use in charging and discharging Can be provided.

本実施形態のリチウムイオン二次電池の一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly an example of the lithium ion secondary battery of this embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池の製造方法は、セパレータと、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有する正極と、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料及び金属リチウムからなる群より選択される1種以上の材料を含有する負極とを備えるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、相転移型ゲル化剤を、セパレータ、正極及び負極からなる群より選ばれる1種以上の部材の少なくとも表面上に存在させる工程と、セパレータを正極と負極とで挟むことにより、それらを積層して積層体を得る工程と、積層体を電解液に浸漬する工程とを含むものである。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The method for producing a lithium ion secondary battery of the present embodiment includes a separator and a positive electrode containing one or more materials selected from the group consisting of materials capable of inserting and extracting lithium ions as a positive electrode active material, A method for producing a lithium ion secondary battery, comprising: a material capable of inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material; and a negative electrode containing one or more materials selected from the group consisting of metallic lithium, A step of allowing the phase transition type gelling agent to exist on at least the surface of one or more members selected from the group consisting of a separator, a positive electrode and a negative electrode; and sandwiching the separator between the positive electrode and the negative electrode to laminate them It includes a step of obtaining a laminated body and a step of immersing the laminated body in an electrolytic solution.

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

本実施形態において、セパレータと正極との間、及び/又は、セパレータと負極との間の接着性を向上させる観点から、セパレータの少なくとも表面上に相転移型ゲル化剤が存在すると好ましく、この場合、相転移型ゲル化剤を含む組成物にセパレータの表面を直接接触させることにより、少なくともその表面上に相転移型ゲル化剤を存在させると好ましい。セパレータの表面上に相転移型ゲル化剤が存在するとは、セパレータの表面に直接相転移型ゲル化剤が接触していることを意味する。また、セパレータの表面上のみでなく、セパレータの内部にも相転移型ゲル化剤が存在してよい。セパレータの全体の表面積に対して、0.01%以上99.9%以下の面積にゲル化剤が存在していると、高い接着性を実現できるので好ましい。相転移型ゲル化剤の存在状態は、多数のゲル化剤分子が会合したネットワーク状であってもよく、少数のゲル化剤の会合体、あるいは単分子ごとに分散状態であってもよい。上記組成物は、溶液であってもよく、分散液であってもよく、さらに分散液は、液状であってもゲル状であってもスラリー状であってもよい。
相転移型ゲル化剤をセパレータ表面上に存在させる方法は特に限定されないが、例えば、相転移型ゲル化剤を含む組成物をセパレータ上にキャスト塗工する方法、相転移型ゲル化剤を含む組成物にセパレータを浸漬する方法が挙げられる。これらの方法によると、セパレータの表面上のみでなく、セパレータの内部にも相転移型ゲル化剤を存在させることも可能である。特にセパレータを浸漬する方法により、相転移型ゲル化剤を含む組成物をセパレータに含浸することになるため、セパレータ内部に相転移型ゲル化剤を存在させることがより容易になる。セパレータ内部(孔を含む)にも相転移型ゲル化剤が存在すると、セパレータの孔径、及び孔径分布の不均一性を改善することができ、充放電の安定化に寄与するという観点から有利である。また、セパレータ内部(孔を含む)に相転移型ゲル化剤が多く存在するほど、より高い接着性を実現できるので好ましい。一方で、セパレータ内部(孔を含む)における相転移型ゲル化剤の存在量が少ないほど、充放電容量、シャットダウン特性などのセパレータが本来有する機能を保持しやすい観点から好ましい。
セパレータ内部での相転移型ゲル化剤の存在量は、例えば、相転移型ゲル化剤を存在させたセパレータを電子顕微鏡で観察し、その観察画像を画像処理することで求めることができる。
In the present embodiment, from the viewpoint of improving the adhesion between the separator and the positive electrode and / or between the separator and the negative electrode, it is preferable that a phase transition gelling agent is present on at least the surface of the separator. Preferably, the surface of the separator is brought into direct contact with the composition containing the phase transition type gelling agent so that the phase transition type gelling agent is present at least on the surface. The presence of the phase transition type gelling agent on the surface of the separator means that the phase transition type gelling agent is in direct contact with the surface of the separator. Further, a phase transition type gelling agent may be present not only on the surface of the separator but also inside the separator. It is preferable that the gelling agent is present in an area of 0.01% or more and 99.9% or less with respect to the entire surface area of the separator because high adhesiveness can be realized. The presence state of the phase transition type gelling agent may be a network in which a number of gelling agent molecules are associated, or may be an aggregate of a small number of gelling agent molecules or a dispersed state for each single molecule. The composition may be a solution or a dispersion, and the dispersion may be liquid, gel, or slurry.
The method for causing the phase transition type gelling agent to be present on the separator surface is not particularly limited. For example, a method of cast-coating a composition containing the phase transition type gelling agent on the separator, including the phase transition type gelling agent is included. The method of immersing a separator in a composition is mentioned. According to these methods, it is possible to make the phase transition type gelling agent exist not only on the surface of the separator but also inside the separator. In particular, since the separator is impregnated with the composition containing the phase transition type gelling agent by the method of immersing the separator, it is easier to make the phase transition type gelling agent present inside the separator. If a phase transition type gelling agent is also present inside the separator (including pores), it is possible to improve the non-uniformity of the pore size and pore size distribution of the separator, which is advantageous from the viewpoint of contributing to stabilization of charge and discharge. is there. Further, the more the phase transition type gelling agent is present in the separator (including the pores), the higher adhesiveness can be realized, which is preferable. On the other hand, the smaller the amount of the phase transition type gelling agent present in the separator (including the pores), the more preferable from the viewpoint of easily maintaining the functions inherent to the separator such as charge / discharge capacity and shutdown characteristics.
The amount of the phase transition type gelling agent present in the separator can be determined, for example, by observing the separator in which the phase transition type gelling agent is present with an electron microscope and subjecting the observed image to image processing.

<相転移型ゲル化剤>
本実施形態で用いられる相転移型ゲル化剤とは、可逆的な物理相互作用で、ゾル−ゲルの転移が可能なゲルを形成することができるゲル化剤のことである。ここで、物理相互作用とは、例えば、温度(熱)変化、光の照射及び圧力の印加が挙げられる。相転移型ゲル化剤は、ポリマー型のゲル化剤及び非ポリマー型である低分子ゲル化剤に区別され得る。ポリマー型のゲル化剤としては、例えば、ポリビニリデンジクロライド(PVdF)及びPVdFを含む共重合体、ポリアクリロニトリル(PAN)及びPANを含む共重合体が代表的である。低分子ゲル化剤としては様々なものが知られており、そのいずれを用いてもよい。低分子ゲル化剤としては、例えば、特開平10−175901号公報に記載のフルオロ型のゲル化剤、特開2007−506833号公報、特開2009−155592号公報に記載のアミド基含有ゲル化剤、Chem.Rev.第97巻、p3133−3159(1997年)に記載の各種ゲル化剤が挙げられる。相転移型ゲル化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
<Phase transition type gelling agent>
The phase transition type gelling agent used in the present embodiment is a gelling agent capable of forming a gel capable of sol-gel transition by reversible physical interaction. Here, the physical interaction includes, for example, temperature (heat) change, light irradiation, and pressure application. Phase transition type gelling agents can be distinguished into polymer type gelling agents and non-polymeric low molecular weight gelling agents. Typical examples of the polymer-type gelling agent include a copolymer containing polyvinylidene dichloride (PVdF) and PVdF, and a copolymer containing polyacrylonitrile (PAN) and PAN. Various low molecular gelling agents are known, and any of them may be used. Examples of the low molecular gelling agent include a fluoro gelling agent described in JP-A-10-175901, and an amide group-containing gelling described in JP2007-506833A and JP2009-155592A. Agent, Chem. Rev. Examples include various gelling agents described in Vol. 97, p3133-3159 (1997). A phase transition type gelling agent is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本実施形態における相転移型ゲル化剤は、電池特性の保持及びハンドリング性の観点から、低分子ゲル化剤を含むと好ましい。   The phase transition type gelling agent in the present embodiment preferably contains a low molecular weight gelling agent from the viewpoint of maintaining battery characteristics and handling properties.

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

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

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

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

Figure 0005711026
X 1 and X 2 are each independently selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) and (1g). The divalent group selected is shown. Among these, from an electrochemical standpoint, a divalent group selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (1a), (1b) and (1d) is preferable, and the following formula (1a) or the following formula: The divalent group represented by (1d) is more preferable, and the divalent group represented by the following formula (1d) is more preferable.
Figure 0005711026

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Figure 0005711026
上記一般式(3)において、X3は化合物(3)をリチウムイオン二次電池に用いた際に、長期にわたって安定である点とゲル化能とから選択すると好ましい。X3が上記式(3a)で表される基である場合、そのゲル化剤を含む組成物は、非常に安定性が高いゲルとなる傾向にある。また、X3が上記式(3e)で表される基である場合、そのゲル化剤を含む組成物は、ゲル−ゾルの転移を温度調整だけではなく、光照射によっても誘起できる点で用途拡大に繋がる。 In the general formula (3), X 3 represents the following formulas (3a), (3b), (3c), (3d), (3e), (3f) and (3g) (hereinafter, (3a) to (3g) Or a divalent group in which two or more of the groups represented by the following formulas (3a) to (3g) are bonded to each other. Show. Among these, a divalent group of any one of the groups represented by the following formulas (3a), (3e) and (3g) is preferable.
Figure 0005711026
In the above general formula (3), X 3 is preferably selected from the point of being stable over a long period of time and the gelling ability when the compound (3) is used in a lithium ion secondary battery. When X 3 is a group represented by the above formula (3a), the composition containing the gelling agent tends to be a very stable gel. When X 3 is a group represented by the above formula (3e), the composition containing the gelling agent can be used in that the gel-sol transition can be induced not only by temperature adjustment but also by light irradiation. It leads to expansion.

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

Figure 0005711026
In the general formula (3), Cm represents a monovalent group (coumarin moiety) represented by the following general formula (3z). In the following formula (3z), a plurality of R a are each independently a hydrogen atom. Represents an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom. When R a is an alkyl group, the carbon number is preferably 1 to 6, and when it is an alkoxy group, the carbon number is preferably 1 to 8.
Figure 0005711026

相転移型ゲル化剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A phase transition type gelling agent is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本実施形態に係る相転移型ゲル化剤は、常法により合成されてもよく、市販品を入手してもよい。このゲル化剤のうち、パーフルオロ基を有するゲル化剤は、例えば、国際公開第2007/083843号、特開2007−191626号公報、特開2007−191627号公報、特開2007−191661号公報及び国際公開第2009/78268に記載の方法を参照して製造することができる。   The phase transition type gelling agent according to this embodiment may be synthesized by a conventional method, or a commercially available product may be obtained. Among these gelling agents, those having a perfluoro group include, for example, International Publication No. 2007/083843, JP2007-191626A, JP2007-191627A, and JP2007-191661A. And with reference to the method described in WO2009 / 78268.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

上記一般式(Ia)で表される化合物は、例えば、下記式(Va)で表される化合物の活性水素(チオール基又は水酸基の水素原子)を、アルカリ条件下で、パーフルオロアルカンハロゲン化物(例えばヨウ化物)のパーフルオロアルキル基で置換することにより合成することができる。
HY1−Z−Y2H (Va)
また、上記式(IIa)で表される化合物は、パーフルオロアルカンハロゲン化物(例えばヨウ化物)のアルケノールへの付加反応により得られるアルカノールのハロゲン化物を、更に還元することにより合成することができる。
The compound represented by the general formula (Ia) is, for example, a perfluoroalkane halide (thiol group or a hydrogen atom of a hydroxyl group) of a compound represented by the following formula (Va) under alkaline conditions ( For example, it can be synthesized by substitution with a perfluoroalkyl group of iodide.
HY 1 -ZY 2 H (Va)
The compound represented by the above formula (IIa) can be synthesized by further reducing the halide of alkanol obtained by the addition reaction of perfluoroalkane halide (for example, iodide) to alkenol.

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

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

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

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

Figure 0005711026
The compound (3) having an azo group, that is, the compound (3) in which X 3 is represented by the above formula (3e) can be synthesized, for example, by the following reaction pathway.
Figure 0005711026

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

Figure 0005711026
Examples of the compound (3) having an azo group synthesized in this way include a compound represented by the following formula (3I) (hereinafter also referred to as “compound (3I)”) and the following formula (3II). And a compound represented by the following (hereinafter also referred to as “compound (3II)”).
Figure 0005711026

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

Figure 0005711026
ナスフラスコに濃硝酸及び濃硫酸の混合溶液を加える。当該ナスフラスコを氷浴で冷却しながら、クマリンを、混合溶液の温度が20℃を超えないように徐々に加える。クマリンを全量加え終えたら氷浴を外し、室温で1時間攪拌して反応させる。当該反応液を水中に注ぎ、析出した固体を濾取する。濾取した固体を、トルエンで再結晶を行い、淡黄色の固体の化合物(a)を得る。 Hereinafter, a method for synthesizing compounds (3I) and (3II) will be described in detail.
[Method for Synthesizing Compound (3I)]
(Step 1: Synthesis of Compound (a))
Figure 0005711026
Add a mixed solution of concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid to the eggplant flask. While cooling the eggplant flask in an ice bath, coumarin is gradually added so that the temperature of the mixed solution does not exceed 20 ° C. When all the coumarin has been added, remove the ice bath and stir at room temperature for 1 hour to react. The reaction solution is poured into water, and the precipitated solid is collected by filtration. The solid collected by filtration is recrystallized from toluene to obtain a light yellow solid compound (a).

(工程2:化合物(b)の合成)

Figure 0005711026
ナスフラスコにおいて、化合物(a)をエタノール及びトルエンの混合溶液に溶かして、Pd/Cの存在下、水素添加反応を行う。水素添加反応後、Pd/Cを濾取し、濾液をエバポレーターで濃縮する。析出した固体をトルエンで再結晶を行い、黄色固体の化合物(b)を得る。 (Step 2: Synthesis of Compound (b))
Figure 0005711026
In an eggplant flask, the compound (a) is dissolved in a mixed solution of ethanol and toluene, and a hydrogenation reaction is performed in the presence of Pd / C. After the hydrogenation reaction, Pd / C is collected by filtration, and the filtrate is concentrated by an evaporator. The precipitated solid is recrystallized from toluene to obtain a yellow solid compound (b).

(工程3:化合物(c)の合成)

Figure 0005711026
ナスフラスコにおいて、5℃の氷冷下、12Nの塩酸水溶液を調製する。当該水溶液中に、化合物(b)及び亜硝酸ナトリウム(NaNO2)を加えて、20分間攪拌する。さらに、フェノール、水酸化ナトリウム及び水の混合溶液を加えて攪拌する。析出した固体をトルエンで再結晶を行い、化合物(c)を得る。 (Step 3: Synthesis of Compound (c))
Figure 0005711026
In an eggplant flask, a 12N aqueous hydrochloric acid solution is prepared under ice cooling at 5 ° C. Compound (b) and sodium nitrite (NaNO 2 ) are added to the aqueous solution and stirred for 20 minutes. Further, a mixed solution of phenol, sodium hydroxide and water is added and stirred. The precipitated solid is recrystallized from toluene to obtain compound (c).

(工程4:化合物(3I)の合成)

Figure 0005711026
ナスフラスコにおいて、化合物(c)を3−ペンタノンに溶解する。得られた溶液中に、1−ブロモオクタン及び炭酸カリウムを加えて15時間還流を行う。得られた固体をトルエンで再結晶させ、カラムクロマトグラフィーで精製して化合物(3I)を得る。なお、上記カラムクロマトグラフィーにおいて、充填剤としてシリカゲルを用い、展開溶媒としてクロロホルムを用いる。 (Step 4: Synthesis of Compound (3I))
Figure 0005711026
In an eggplant flask, compound (c) is dissolved in 3-pentanone. 1-Bromooctane and potassium carbonate are added to the obtained solution and refluxed for 15 hours. The obtained solid is recrystallized from toluene and purified by column chromatography to obtain compound (3I). In the column chromatography, silica gel is used as a filler and chloroform is used as a developing solvent.

〔化合物(3II)の合成方法〕

Figure 0005711026
ナスフラスコにおいて、化合物(c)を3−ペンタノンに溶解する。得られた溶液中に、1−ブロモヘキサン及び炭酸カリウムを加えて15時間還流を行う。得られた固体をトルエンで再結晶を行い、カラムクロマトグラフィーで精製して化合物(3II)を得る。なお、上記カラムクロマトグラフィーにおいて、充填剤としてシリカゲルを用い、展開溶媒としてクロロホルムを用いる。 [Method for Synthesizing Compound (3II)]
Figure 0005711026
In an eggplant flask, compound (c) is dissolved in 3-pentanone. 1-Bromohexane and potassium carbonate are added to the obtained solution and refluxed for 15 hours. The obtained solid is recrystallized from toluene and purified by column chromatography to obtain compound (3II). In the column chromatography, silica gel is used as a filler and chloroform is used as a developing solvent.

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

<溶媒>
本実施形態の製造方法において、セパレータ、あるいは後述の正極又は負極の表面上に相転移型ゲル化剤を存在させる場合、それらの部材が相転移型ゲル化剤を含む組成物としての溶液又は分散液に浸漬されることにより、その表面上に相転移型ゲル化剤が存在してもよい。分散液として、スラリー状、ゲル状の分散体を用いてもよい。相転移型ゲル化剤を含む組成物は、非水溶媒を含み、相転移型ゲル化剤をその非水溶媒に溶解又は分散させることが好ましい。
非水溶媒としては、様々なものを用いることができる。その具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びオクタノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル,プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、δ―バレロラクトン,ε―カプロラクトンなどの酸エステル類、ジメチルケトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、3−ペンタノン及びアセトンなどのケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、フルオロベンゼン及びヘキサフルオロベンゼンなどの炭化水素類、ジメチルエーテル,ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、クラウンエーテル類、グライム類、テトラヒドロフラン及び含フッ素エーテルなどのエーテル類、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、エチレンジアミン及びピリジンなどのアミド類、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、トランス−2,3−ブチレンカーボネート、シス−2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、トランス−2,3−ペンチレンカーボネート、シス−2,3−ペンチレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネートなどのカーボネート類、アセトニトリル、プロピオニトリル、アジポニトリル及びメトキシアセトニトリルなどのニトリル類、N−メチルピロリドン(NMP)などのラクタム類、スルホラン及び3−メチルスルホランなどのスルホン類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、シリコンオイル及び石油などの工業オイル類、並びに、食用油が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
<Solvent>
In the production method of the present embodiment, when a phase transition type gelling agent is present on the surface of the separator or the positive electrode or negative electrode described later, the solution or dispersion as a composition in which those members contain the phase transition type gelling agent A phase transition type gelling agent may be present on the surface by being immersed in the liquid. A slurry-like or gel-like dispersion may be used as the dispersion. The composition containing the phase transition type gelling agent preferably contains a nonaqueous solvent, and the phase transition type gelling agent is preferably dissolved or dispersed in the nonaqueous solvent.
A variety of non-aqueous solvents can be used. Specific examples thereof include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and octanol, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valero Acid esters such as lactone and ε-caprolactone, ketones such as dimethyl ketone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, 3-pentanone and acetone, pentane, hexane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, fluorobenzene and hexafluorobenzene Hydrocarbons such as dimethyl ether, diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dioxane, crown ethers, glymes, tetrahydrofuran and fluorine-containing ethers. Ethers, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, amides such as ethylenediamine and pyridine, propylene carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2, 3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, trans-2,3-pentylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, vinylethylene carbonate, trifluoromethylethylene Carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate Carbonates such as carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyl trifluoroethyl carbonate, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, adiponitrile and methoxyacetonitrile, N-methylpyrrolidone (NMP) And lactams such as sulfolane, sulfolanes such as sulfolane and 3-methylsulfolane, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, industrial oils such as silicone oil and petroleum, and edible oils. These are used singly or in combination of two or more.

非水溶媒として、イオン液体を用いることもできる。イオン液体とは、有機カチオンとアニオンとを組み合わせたイオンからなる液体である。
有機カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、トリアルキルイミダゾリウムカチオン等のイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ジアルキルピロリジニウムイオン、ジアルキルピペリジニウムイオンが挙げられる。
An ionic liquid can also be used as the non-aqueous solvent. An ionic liquid is a liquid composed of ions obtained by combining an organic cation and an anion.
Examples of the organic cation include imidazolium ions such as a dialkylimidazolium cation and a trialkylimidazolium cation, a tetraalkylammonium ion, an alkylpyridinium ion, a dialkylpyrrolidinium ion, and a dialkylpiperidinium ion.

これらの有機カチオンのカウンターとなるアニオンとしては、例えば、PF6アニオン、PF3(C253アニオン、PF3(CF33アニオン、BF4アニオン、BF2(CF32アニオン、BF3(CF3)アニオン、ビスオキサラトホウ酸アニオン、Tf(トリフルオロメタンスルフォニル)アニオン、Nf(ノナフルオロブタンスルホニル)アニオン、ビス(フルオロスルフォニル)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルフォニル)イミドアニオン、ジシアノアミンアニオン、ハロゲン化物アニオンを用いることができる。 Examples of the anion serving as a counter for these organic cations include PF 6 anion, PF 3 (C 2 F 5 ) 3 anion, PF 3 (CF 3 ) 3 anion, BF 4 anion, and BF 2 (CF 3 ) 2 anion. BF 3 (CF 3 ) anion, bisoxalatoborate anion, Tf (trifluoromethanesulfonyl) anion, Nf (nonafluorobutanesulfonyl) anion, bis (fluorosulfonyl) imide anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (Pentafluoroethanesulfonyl) imide anion, dicyanoamine anion, halide anion can be used.

本実施形態に用いる相転移型ゲル化剤を含む組成物中の相転移型ゲル化剤の含有量は任意であるが、組成物が非水溶媒を含む場合、その非水溶媒に対する含有比(相転移型ゲル化剤/非水溶媒)として、質量基準で、0.01〜50であると好ましく、0.1〜20であるとより好ましい。これらの成分の含有比が当該範囲内にあることにより、セパレータ及び正極若しくは負極間の接着性を容易に高めることができる。   The content of the phase transition type gelling agent in the composition containing the phase transition type gelling agent used in the present embodiment is arbitrary, but when the composition contains a nonaqueous solvent, the content ratio to the nonaqueous solvent ( The phase transition type gelling agent / non-aqueous solvent) is preferably 0.01 to 50 and more preferably 0.1 to 20 on a mass basis. When the content ratio of these components is within the range, the adhesion between the separator and the positive electrode or the negative electrode can be easily increased.

本実施形態に係る相転移型ゲル化剤を含む組成物は、更にリチウム塩を含むことが好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池中でのリチウム塩の分散性がより良好となる。なお、リチウム塩及びその濃度は、後述の電解液におけるものと同様であればよいので、ここでは詳細な説明は省略する。   It is preferable that the composition containing the phase transition type gelling agent according to the present embodiment further contains a lithium salt. Thereby, the dispersibility of the lithium salt in the lithium ion secondary battery becomes better. Since the lithium salt and its concentration may be the same as those in the electrolyte solution described later, detailed description thereof is omitted here.

<正極>
本実施形態のリチウムイオン二次電池において、正極は、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有する材料を用いる。そのような材料としては、例えば、下記一般式(6a)及び(6b)で表される複合酸化物、トンネル構造及び層状構造の金属カルコゲン化物及び金属酸化物、オリビン型リン酸化合物が挙げられる。
LixMO2 (6a)
Liy24 (6b)
ここで、式中、Mは遷移金属から選ばれる1種以上の金属を示し、xは0〜1の数、yは0〜2の数を示す。
<Positive electrode>
In the lithium ion secondary battery of this embodiment, the positive electrode uses a material containing one or more materials selected from the group consisting of materials capable of inserting and extracting lithium ions as the positive electrode active material. Examples of such materials include composite oxides represented by the following general formulas (6a) and (6b), metal chalcogenides and metal oxides having a tunnel structure and a layered structure, and olivine-type phosphate compounds.
Li x MO 2 (6a)
Li y M 2 O 4 (6b)
Here, in the formula, M represents one or more metals selected from transition metals, x represents a number from 0 to 1, and y represents a number from 0 to 2.

より具体的には、例えば、LiCoO2に代表されるリチウムコバルト酸化物;LiMnO2、LiMn24、Li2Mn24に代表されるリチウムマンガン酸化物;LiNiO2に代表されるリチウムニッケル酸化物;LizMO2(MはNi、Mn、Co、Al及びMgからなる群より選ばれる2種以上の元素を示し、zは0.9超1.2未満の数を示す)で表されるリチウム含有複合金属酸化物;LiFePO4で表されるリン酸鉄オリビンが挙げられる。また、正極活物質として、例えば、S、MnO2、FeO2、FeS2、V25、V613、TiO2、TiS2、MoS2及びNbSe2に代表されるリチウム以外の金属の酸化物なども例示される。さらには、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリピロールに代表される導電性高分子も正極活物質として例示される。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極が、正極活物質として、リチウム含有化合物を含むことが好ましい。
More specifically, for example, lithium cobalt oxide typified by LiCoO 2 ; lithium manganese oxide typified by LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 Mn 2 O 4 ; lithium nickel typified by LiNiO 2 Oxide; represented by Li z MO 2 (M represents two or more elements selected from the group consisting of Ni, Mn, Co, Al, and Mg, and z represents a number greater than 0.9 and less than 1.2). And lithium-containing composite metal oxide; and iron phosphate olivine represented by LiFePO 4 . Further, as the positive electrode active material, for example, a metal other than lithium represented by S, MnO 2 , FeO 2 , FeS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , TiS 2 , MoS 2 and NbSe 2 is used. An oxide etc. are also illustrated. Furthermore, conductive polymers represented by polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole are also exemplified as the positive electrode active material.
In the lithium ion secondary battery of this embodiment, the positive electrode preferably includes a lithium-containing compound as a positive electrode active material.

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

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

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

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

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

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

本実施形態の正極は、セパレータと正極との間の接着性を向上させる観点から、その表面上に相転移型ゲル化剤が存在すると好ましい。正極の表面上に相転移型ゲル化剤が存在するとは、正極の表面に直接相転移型ゲル化剤が接触していることを意味する。正極の全体の表面積に対して、0.01%以上10%以下の面積にゲル化剤が存在していると、電池特性と接着性とを高いレベルで両立することができるので好ましい。相転移型ゲル化剤の存在状態は、多数のゲル化剤分子が会合したネットワーク状であってもよく、少数のゲル化剤の会合体、あるいは単分子ごとに分散状態であってもよい。   From the viewpoint of improving the adhesion between the separator and the positive electrode, the positive electrode of the present embodiment preferably has a phase transition type gelling agent on the surface thereof. The presence of the phase transition type gelling agent on the surface of the positive electrode means that the phase transition type gelling agent is in direct contact with the surface of the positive electrode. It is preferable that the gelling agent is present in an area of 0.01% or more and 10% or less with respect to the entire surface area of the positive electrode because both battery characteristics and adhesiveness can be achieved at a high level. The presence state of the phase transition type gelling agent may be a network in which a number of gelling agent molecules are associated, or may be an aggregate of a small number of gelling agent molecules or a dispersed state for each single molecule.

相転移型ゲル化剤を正極表面上に存在させる方法は特に限定されないが、例えば、相転移型ゲル化剤を含む組成物を正極上にキャスト塗工する方法、正極合剤中に相転移型ゲル化剤を混合して塗工する方法、相転移型ゲル化剤を含む組成物に正極を浸漬する方法が挙げられる。あるいは、電解液と相転移型ゲル化剤とを混合することにより、正極表面上にゲル化剤を存在させることもできる。これらの方法によると、正極の表面上のみでなく、正極の内部にも相転移型ゲル化剤を存在させることも可能である。特に正極を浸漬する方法により、相転移型ゲル化剤を含む組成物を正極に含浸することになるため、正極内部に相転移型ゲル化剤を存在させることがより容易になる。正極内部にも相転移型ゲル化剤が存在すると、相転移型ゲル化剤と正極との密着性や親和性がより強固になるという観点から有利である。相転移型ゲル化剤は上述したものと同様であればよいので、ここではその詳細な説明を省略する。なお、リチウムイオン二次電池を製造する過程において、セパレータ及び正極の両方の表面上に相転移型ゲル化剤を存在させる場合、それらの相転移型ゲル化剤は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。   The method for causing the phase transition type gelling agent to be present on the surface of the positive electrode is not particularly limited. For example, a method of casting a composition containing the phase transition type gelling agent on the positive electrode, a phase transition type in the positive electrode mixture Examples thereof include a method of coating by mixing a gelling agent and a method of immersing the positive electrode in a composition containing a phase transition type gelling agent. Alternatively, the gelling agent can be present on the surface of the positive electrode by mixing the electrolytic solution and the phase transition gelling agent. According to these methods, the phase transition type gelling agent can be present not only on the surface of the positive electrode but also inside the positive electrode. In particular, since the positive electrode is impregnated with the composition containing the phase transition type gelling agent by the method of immersing the positive electrode, it is easier to make the phase transition type gelling agent present inside the positive electrode. The presence of the phase transition type gelling agent in the positive electrode is advantageous from the viewpoint that the adhesion and affinity between the phase transition type gelling agent and the positive electrode become stronger. Since the phase transition type gelling agent may be the same as described above, a detailed description thereof is omitted here. In the process of producing a lithium ion secondary battery, when a phase transition type gelling agent is present on the surfaces of both the separator and the positive electrode, the phase transition type gelling agents are different even if they are the same as each other. It may be a thing.

<負極>
本実施形態のリチウムイオン二次電池において、負極は、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料及び金属リチウムからなる群より選ばれる1種以上の材料を用いる。本実施形態のリチウムイオン二次電池において、負極は、負極活物質として、金属リチウム、炭素材料、リチウムと合金形成が可能な元素を含む材料、及び、リチウム含有化合物からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有すると好ましい。そのような材料としては、金属リチウムの他、例えば、ハードカーボン、ソフトカーボン、人造黒鉛、天然黒鉛、黒鉛、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、グラファイト、炭素コロイド、カーボンブラックに代表される炭素材料が挙げられる。これらのうち、コークスとしては、例えば、ピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークスが挙げられる。また、有機高分子化合物の焼成体は、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものである。なお、本実施形態においては、負極活物質に金属リチウムを採用した電池もリチウムイオン二次電池に含めるものとする。
<Negative electrode>
In the lithium ion secondary battery of the present embodiment, the negative electrode uses one or more materials selected from the group consisting of a material capable of inserting and extracting lithium ions and a metallic lithium as a negative electrode active material. In the lithium ion secondary battery of this embodiment, the negative electrode is one type selected from the group consisting of metallic lithium, a carbon material, a material containing an element capable of forming an alloy with lithium, and a lithium-containing compound as a negative electrode active material. It is preferable to contain the above materials. Examples of such materials include lithium metal, hard carbon, soft carbon, artificial graphite, natural graphite, graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, organic polymer compound fired body, mesocarbon microbeads. Carbon materials represented by carbon fiber, activated carbon, graphite, carbon colloid, and carbon black. Among these, examples of the coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. Further, the fired body of the organic polymer compound is obtained by firing and polymerizing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature. In the present embodiment, a battery employing metallic lithium as the negative electrode active material is also included in the lithium ion secondary battery.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本実施形態の負極は、セパレータと負極との間の接着性を向上させる観点から、その表面上に相転移型ゲル化剤が存在すると好ましい。負極の表面上に相転移型ゲル化剤が存在するとは、負極の表面に直接相転移型ゲル化剤が接触していることを意味する。負極の全体の表面積に対して、0.01%以上10%以下の面積にゲル化剤が存在していると、電池特性と接着性とを高いレベル両立することができるので好ましい。相転移型ゲル化剤の存在状態は、多数のゲル化剤分子が会合したネットワーク状であってもよく、少数のゲル化剤の会合体、あるいは単分子ごとに分散状態であってもよい。
相転移型ゲル化剤を負極表面上に存在させる方法は特に限定されないが、例えば、相転移型ゲル化剤を含む組成物を負極上にキャスト塗工する方法、負極合剤中に相転移型ゲル化剤を混合して塗工する方法、相転移型ゲル化剤を含む組成物に負極を浸漬する方法が挙げられる。あるいは、電解液と相転移型ゲル化剤とを混合することにより、負極表面上にゲル化剤を存在させることもできる。これらの方法によると、負極の表面上のみでなく、負極の内部にも相転移型ゲル化剤を存在させることも可能である。特に負極を浸漬する方法により、相転移型ゲル化剤を含む組成物を負極に含浸することになるため、負極内部に相転移型ゲル化剤を存在させることがより容易になる。負極内部にも相転移型ゲル化剤が存在すると、相転移型ゲル化剤と正極との密着性や親和性がより強固になるという観点から有利である。相転移型ゲル化剤は上述したものと同様であればよいので、ここではその詳細な説明を省略する。なお、リチウムイオン二次電池を製造する過程において、セパレータ及び負極の両方の表面上に相転移型ゲル化剤を存在させる場合、それらの相転移型ゲル化剤は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。
From the viewpoint of improving the adhesion between the separator and the negative electrode, the negative electrode of the present embodiment preferably has a phase transition type gelling agent on the surface thereof. The presence of the phase transition type gelling agent on the surface of the negative electrode means that the phase transition type gelling agent is in direct contact with the surface of the negative electrode. It is preferable that the gelling agent is present in an area of 0.01% or more and 10% or less with respect to the entire surface area of the negative electrode, since both battery characteristics and adhesiveness can be achieved at a high level. The presence state of the phase transition type gelling agent may be a network in which a number of gelling agent molecules are associated, or may be an aggregate of a small number of gelling agent molecules or a dispersed state for each single molecule.
The method for causing the phase transition type gelling agent to be present on the negative electrode surface is not particularly limited. For example, a method of casting a composition containing the phase transition type gelling agent on the negative electrode, a phase transition type in the negative electrode mixture Examples thereof include a method of coating by mixing a gelling agent and a method of immersing the negative electrode in a composition containing a phase transition gelling agent. Alternatively, the gelling agent can be present on the negative electrode surface by mixing the electrolyte and the phase transition gelling agent. According to these methods, it is possible to make the phase transition type gelling agent exist not only on the surface of the negative electrode but also inside the negative electrode. In particular, since the negative electrode is impregnated with the composition containing the phase transition type gelling agent by the method of immersing the negative electrode, it is easier to make the phase transition type gelling agent present inside the negative electrode. The presence of a phase transition type gelling agent also in the negative electrode is advantageous from the viewpoint that the adhesion and affinity between the phase transition type gelling agent and the positive electrode become stronger. Since the phase transition type gelling agent may be the same as described above, a detailed description thereof is omitted here. In the process of manufacturing a lithium ion secondary battery, when a phase transition type gelling agent is present on the surfaces of both the separator and the negative electrode, the phase transition type gelling agents are different even if they are the same as each other. It may be a thing.

正極及び負極の作製にあたって、必要に応じて用いられる導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の数平均粒子径(一次粒子径)は、好ましくは0.1μm〜100μm、より好ましくは1μm〜10μmであり、正極活物質の数平均粒子径と同様にして測定される。また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデンを含有する共重合体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム及びフッ素ゴムが挙げられる。
<電解液>
本実施形態において用いられる電解液は、(I)非水溶媒と、(II)リチウム塩とを含有すると好ましい。
(I)非水溶媒としては、様々なものを用いることができるが、例えば非プロトン性溶媒が挙げられる。リチウムイオン二次電池の電解液として用いる場合、その充放電に寄与する電解質であるリチウム塩の電離度を高めるために、非プロトン性極性溶媒が好ましい。その具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、トランス−2,3−ブチレンカーボネート、シス−2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、トランス−2,3−ペンチレンカーボネート、シス−2,3−ペンチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロエチレンカーボネートに代表される環状カーボネート;γ−ブチロラクトン、ε―カプロラクトン、δ―バレロラクトン及びγ−バレロラクトンに代表されるラクトン;スルホラン、3−メチルスルホランに代表される環状スルホン;テトラヒドロフラン、クラウンエーテル及びジオキサンに代表される環状エーテル;メチルエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネートに代表される鎖状カーボネート;アセトニトリル、プロピオニトリルに代表されるニトリル;ジメチルエーテル、ジメトキシエタン、グライム、含フッ素エーテルに代表される鎖状エーテル;プロピオン酸メチルに代表される鎖状カルボン酸エステル;鎖状エーテルカーボネート化合物、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
Examples of the conductive aid used as necessary in the production of the positive electrode and the negative electrode include graphite, carbon black typified by acetylene black and ketjen black, and carbon fiber. The number average particle size (primary particle size) of the conductive assistant is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 10 μm, and is measured in the same manner as the number average particle size of the positive electrode active material. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), a copolymer containing polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber.
<Electrolyte>
The electrolytic solution used in this embodiment preferably contains (I) a nonaqueous solvent and (II) a lithium salt.
(I) Although various things can be used as a non-aqueous solvent, for example, an aprotic solvent is mentioned. When used as an electrolyte solution for a lithium ion secondary battery, an aprotic polar solvent is preferable in order to increase the ionization degree of a lithium salt that is an electrolyte that contributes to the charge and discharge. Specific examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, and trans-2,3. A cyclic carbonate represented by pentylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate; γ-butyrolactone, Lactones represented by ε-caprolactone, δ-valerolactone and γ-valerolactone; cyclic sulfones represented by sulfolane and 3-methylsulfolane; tetrahydrofuran, crown ether And cyclic ethers represented by dioxane; represented by methyl ethyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyl trifluoroethyl carbonate. Chain carbonates; nitriles typified by acetonitrile and propionitrile; chain ethers typified by dimethyl ether, dimethoxyethane, glyme and fluorine-containing ethers; chain carboxylic acid esters typified by methyl propionate; chain ethers Examples include carbonate compounds, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and the like. These are used singly or in combination of two or more.

(I)非水溶媒は、リチウム塩の電離度を高めるために環状の非プロトン性極性溶媒を1種類以上含むことが好ましい。同様の観点から、(I)非水溶媒は、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートに代表される環状カーボネートを1種類以上含むことがより好ましい。環状の化合物は誘電率が高く、リチウム塩の電離を助けると共にゲル化能を高める。   (I) The non-aqueous solvent preferably contains one or more cyclic aprotic polar solvents in order to increase the ionization degree of the lithium salt. From the same viewpoint, (I) the nonaqueous solvent more preferably contains one or more cyclic carbonates typified by ethylene carbonate and propylene carbonate. The cyclic compound has a high dielectric constant, helps ionization of the lithium salt, and enhances the gelation ability.

(I)非水溶媒として、イオン液体を用いることもできる。イオン液体とは、有機カチオンとアニオンとを組み合わせたイオンからなる液体である。
有機カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、トリアルキルイミダゾリウムカチオン等のイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ジアルキルピロリジニウムイオン、ジアルキルピペリジニウムイオンが挙げられる。
(I) An ionic liquid can also be used as the non-aqueous solvent. An ionic liquid is a liquid composed of ions obtained by combining an organic cation and an anion.
Examples of the organic cation include imidazolium ions such as a dialkylimidazolium cation and a trialkylimidazolium cation, a tetraalkylammonium ion, an alkylpyridinium ion, a dialkylpyrrolidinium ion, and a dialkylpiperidinium ion.

これらの有機カチオンのカウンターとなるアニオンとしては、例えば、PF6アニオン、PF3(C253アニオン、PF3(CF33アニオン、BF4アニオン、BF2(CF32アニオン、BF3(CF3)アニオン、ビスオキサラトホウ酸アニオン、Tf(トリフルオロメタンスルフォニル)アニオン、Nf(ノナフルオロブタンスルホニル)アニオン、ビス(フルオロスルフォニル)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルフォニル)イミドアニオン、ジシアノアミンアニオンを用いることができる。 Examples of the anion serving as a counter for these organic cations include PF 6 anion, PF 3 (C 2 F 5 ) 3 anion, PF 3 (CF 3 ) 3 anion, BF 4 anion, and BF 2 (CF 3 ) 2 anion. , BF 3 (CF 3 ) anion, bisoxalatoborate anion, Tf (trifluoromethanesulfonyl) anion, Nf (nonafluorobutanesulfonyl) anion, bis (fluorosulfonyl) imide anion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, bis (Pentafluoroethanesulfonyl) imide anion and dicyanoamine anion can be used.

電解質として使用される(II)リチウム塩の具体例としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li2SiF6、LiOSO2k2k+1〔kは1〜8の整数〕、LiN(SO2k2k+12〔kは1〜8の整数〕、LiPFn(Ck2k+16-n〔nは1〜5の整数、kは1〜8の整数〕、LiBFn((Ck2k+14-n〔nは1〜3の整数、kは1〜8の整数〕、LiB(C222で表されるリチウムビスオキサリルボレート、LiBF2(C22)で表されるリチウムジフルオロオキサリルボレート、LiPF3(C22)で表されるリチウムトリフルオロオキサリルフォスフェートが挙げられる。 Specific examples of the (II) lithium salt used as the electrolyte include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F 2k + 1 [k is 1 to 8. Integer], LiN (SO 2 C k F 2k + 1 ) 2 [k is an integer of 1 to 8], LiPF n (C k F 2k + 1 ) 6-n [n is an integer of 1 to 5, k is 1 8 integer], represented by LiBF n ((C k F 2k + 1) 4-n [n is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 8], LiB (C 2 O 2) 2 Examples thereof include lithium bisoxalyl borate, lithium difluorooxalyl borate represented by LiBF 2 (C 2 O 2 ), and lithium trifluorooxalyl phosphate represented by LiPF 3 (C 2 O 2 ).

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

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

電解質の濃度は任意であり特に限定されないが、電解質は、電解液中に好ましくは0.1〜3モル/リットル、より好ましくは0.5〜2モル/リットルの濃度で含有される。   The concentration of the electrolyte is arbitrary and is not particularly limited, but the electrolyte is preferably contained in the electrolytic solution at a concentration of 0.1 to 3 mol / liter, more preferably 0.5 to 2 mol / liter.

本実施形態において用いられる電解液は、相転移型ゲル化剤を含むことが好ましい。電解液が相転移型ゲル化剤を含むと、リチウムイオン二次電池で求められる安全性と電池の特性とを満足することに特に優れるので、リチウムイオン二次電池において好適に使用される。また、電解液が相転移型ゲル化剤を含む場合、その電解液は、上記相転移型ゲル化剤を含む組成物としての役割を兼ねてもよい。
相転移型ゲル化剤の含有量は任意であるが、非水溶媒との含有比として、質量基準で、相転移型ゲル化剤:非水溶媒が0.1:99.9〜10:90であると好ましく、0.3:99.7〜5:95であるとより好ましい。これらの成分の含有比が当該範囲内にあることにより、上記電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、特に高い電池特性を示す。また、ゲル化能とハンドリング性とを共に良好にすることができる。なお、ゲル化剤の電解液への含有量が多いほど、電解液は相転移点が高く強固なゲルとなり、ゲル化剤の含有量が少ないほど、電解液の粘度が低く取り扱いやすくなる。相転移型ゲル化剤は上述したものと同様であればよいので、ここではその詳細な説明を省略する。
The electrolytic solution used in the present embodiment preferably contains a phase transition type gelling agent. When the electrolytic solution contains a phase transition type gelling agent, it is particularly excellent in satisfying the safety and battery characteristics required for a lithium ion secondary battery, and therefore, it is preferably used in a lithium ion secondary battery. Moreover, when electrolyte solution contains a phase transition type gelatinizer, the electrolyte solution may serve as the composition containing the said phase transition type gelatinizer.
Although the content of the phase transition type gelling agent is arbitrary, the content ratio of the phase transition type gelling agent: nonaqueous solvent is 0.1: 99.9 to 10:90 on a mass basis as the content ratio with the nonaqueous solvent. And is more preferably 0.3: 99.7 to 5:95. When the content ratio of these components is within the range, the lithium ion secondary battery using the electrolytic solution exhibits particularly high battery characteristics. Moreover, both gelling ability and handling property can be improved. In addition, as the content of the gelling agent in the electrolytic solution is larger, the electrolytic solution has a higher phase transition point and becomes a firm gel. As the content of the gelling agent is smaller, the viscosity of the electrolytic solution is lower and easier to handle. Since the phase transition type gelling agent may be the same as described above, a detailed description thereof is omitted here.

本実施形態に用いる、相転移型ゲル化剤を含有する電解液は、可逆的な物理相互作用でゾル‐ゲルの転移が起こる電解質用液である。例えば、ある温度以下の温度でゲルであり、そのある温度よりも高い温度でゾルであるゲル電解質溶液である。本実施形態のリチウムイオン二次電池において、電解液がそのようなゲル電解質溶液であると、注液等のハンドリング性に優れると共に、漏液低減などの安全性が高いレベルで確保できる傾向にある。そのような観点から、物理変化が温度変化である場合、上記ある温度、すなわちゲルとゾルとの相転移温度が50〜150℃の範囲にあるとより好ましい。   The electrolyte solution containing a phase transition type gelling agent used in this embodiment is an electrolyte solution in which sol-gel transition occurs due to reversible physical interaction. For example, a gel electrolyte solution that is a gel at a temperature below a certain temperature and a sol at a temperature higher than the certain temperature. In the lithium ion secondary battery of the present embodiment, when the electrolytic solution is such a gel electrolyte solution, the handling properties such as liquid injection are excellent, and there is a tendency that safety such as liquid leakage reduction can be secured at a high level. . From such a viewpoint, when the physical change is a temperature change, the certain temperature, that is, the phase transition temperature between the gel and the sol is more preferably in the range of 50 to 150 ° C.

非水溶媒と電解質であるリチウム塩と相転移型ゲル化剤との混合比は目的に応じて選択できるが、電解質の濃度、相転移型ゲル化剤の含有量の両方が上述の好ましい範囲、さらにはより好ましい範囲にあると望ましい。このような組成で電解液を作製することにより、電池特性及び取扱い性を更に良好なものとすることができる。   The mixing ratio of the non-aqueous solvent, the lithium salt that is the electrolyte, and the phase transition gelling agent can be selected according to the purpose, but both the concentration of the electrolyte and the content of the phase transition gelling agent are within the above preferred ranges, Furthermore, it is desirable to be in a more preferable range. By producing an electrolytic solution with such a composition, battery characteristics and handleability can be further improved.

本実施形態に用いる電解液の調製方法は、上記各成分を混合する方法であれば特に限定されず、電解質と非水溶媒と相転移型ゲル化剤との混合順は問わない。例えば、所定量の電解質と非水溶媒とを混合して予備電解液を調製した後、相転移型ゲル化剤をその予備電解液に混合して本実施形態に用いる電解液を得ることができる。あるいは、全ての成分を所定量で同時に混合して本実施形態に用いる電解液を得ることも可能である。相転移型ゲル化剤を含む電解液を一度加熱して、混合物中の各成分が均一になった状態で室温に冷却すると好ましい。   The method for preparing the electrolytic solution used in the present embodiment is not particularly limited as long as the above components are mixed, and the order of mixing the electrolyte, the nonaqueous solvent, and the phase transition type gelling agent is not limited. For example, after preparing a preliminary electrolyte by mixing a predetermined amount of electrolyte and a non-aqueous solvent, a phase transition gelling agent can be mixed with the preliminary electrolyte to obtain the electrolyte used in the present embodiment. . Alternatively, it is possible to obtain an electrolytic solution used in the present embodiment by simultaneously mixing all the components in a predetermined amount. It is preferable that the electrolytic solution containing the phase transition type gelling agent is once heated and cooled to room temperature in a state where the components in the mixture are uniform.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、例えば、図1に概略的に断面図を示すリチウムイオン二次電池である。図1に示されるリチウムイオン二次電池100は、セパレータ110と、そのセパレータ110を両側から挟む正極120と負極130と、さらにそれらの積層体を挟む正極集電体140(正極の外側に配置)と、負極集電体150(負極の外側に配置)と、それらを収容する電池外装である電池ケース160とを備える。正極120とセパレータ110と負極130とを積層した積層体は、上述した電解液に含浸されている。これらの各部材としては上述のものを用いることができ、上述で説明していない部材は、従来のリチウムイオン二次電池に備えられるものと同様のものを用いることができる。また、図1に明示していないが、正極120とセパレータ110との間、及び/又は、負極130とセパレータ110との間には相転移型ゲル化剤が存在しており、その相転移型ゲル化剤により、正極120及びセパレータ110、並びに/又は、負極130及びセパレータ110が接着されている。   The lithium ion secondary battery of the present embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery that schematically shows a cross-sectional view in FIG. A lithium ion secondary battery 100 shown in FIG. 1 includes a separator 110, a positive electrode 120 and a negative electrode 130 that sandwich the separator 110 from both sides, and a positive electrode current collector 140 that sandwiches a laminate thereof (arranged outside the positive electrode). And a negative electrode current collector 150 (arranged outside the negative electrode), and a battery case 160 that is a battery exterior housing them. A laminate in which the positive electrode 120, the separator 110, and the negative electrode 130 are laminated is impregnated with the above-described electrolytic solution. As these members, those described above can be used, and those not described above can be the same as those provided in a conventional lithium ion secondary battery. Although not clearly shown in FIG. 1, a phase transition type gelling agent exists between the positive electrode 120 and the separator 110 and / or between the negative electrode 130 and the separator 110. The positive electrode 120 and the separator 110 and / or the negative electrode 130 and the separator 110 are bonded by the gelling agent.

以下、本実施形態のリチウムイオン二次電池の製造方法における各工程について、より詳細に説明する。本実施形態の製造方法は、下記の各工程を有する以外は、従来のリチウムイオン二次電池の製造方法と同様であってもよい。
<工程(1)相転移型ゲル化剤を存在させる工程>
この工程(1)では、相転移型ゲル化剤を、セパレータ、正極及び負極からなる群より選ばれる1種以上の部材の少なくとも表面上に存在させる。存在させる方法は、例えば、上述のとおりである。好ましくは、その部材表面に相転移型ゲル化剤を含む組成物に直接接触させ、より好ましくは、その部材を上記組成物に浸漬する。特に部材がセパレータである場合、セパレータを組成物に浸漬することにより、セパレータの表面全体が組成物で濡れるのはもちろんのこと、組成物がセパレータに含浸し、セパレータが内部に有する孔の一部又は全部にまで組成物が浸み込むことが可能となる。
Hereafter, each process in the manufacturing method of the lithium ion secondary battery of this embodiment is demonstrated in detail. The manufacturing method of this embodiment may be the same as the manufacturing method of the conventional lithium ion secondary battery except having the following steps.
<Step (1) Step in which a phase transition type gelling agent is present>
In this step (1), the phase transition type gelling agent is present on at least the surface of one or more members selected from the group consisting of a separator, a positive electrode and a negative electrode. The method of making it exist is as above-mentioned, for example. Preferably, the surface of the member is directly contacted with a composition containing a phase transition type gelling agent, and more preferably, the member is immersed in the composition. In particular, when the member is a separator, by immersing the separator in the composition, the entire surface of the separator is wetted by the composition, the composition is impregnated into the separator, and a part of the holes that the separator has inside Or, the composition can penetrate all the way.

組成物をセパレータに含浸させる方法としては、例えば、セパレータを組成物が収容されている槽内で、その組成物に浸漬させるディップ法、セパレータ上に組成物を配置して含浸させる方法が挙げられる。組成物がゲル状である場合、その組成物の膜を予め作製しておき、セパレータ上に配置して含浸することもできる。含浸させる際に加熱、加圧又は減圧を施すとしたりすると含浸させやすく、より短時間で含浸できる傾向にある。また、含浸後に組成物に含まれ得る溶媒の一部又は全部を揮発させて、相転移型ゲル化剤及び溶媒の含浸量を調整してもよい。   Examples of the method for impregnating the separator with the composition include a dip method in which the separator is immersed in the composition in a tank in which the composition is contained, and a method in which the composition is placed on the separator and impregnated. . When the composition is in the form of a gel, a film of the composition can be prepared in advance and placed on a separator for impregnation. When impregnation is performed, heating, pressurization, or reduced pressure tends to be impregnated, and the impregnation tends to be performed in a shorter time. Further, the impregnation amount of the phase transition type gelling agent and the solvent may be adjusted by volatilizing a part or all of the solvent that can be contained in the composition after the impregnation.

なお、セパレータと各電極とを積層した後述の積層体の状態で、相転移型ゲル化剤を上記部材の少なくとも表面上に存在させる処理を施してもよく、積層体を電池ケースに収容した状態で、相転移型ゲル化剤を上記部材の少なくとも表面上に存在させる処理を施してもよい。これらの処理において、相転移型ゲル化剤を上記部材の少なくとも表面上に存在させるには、例えば、相転移型ゲル化剤を含む組成物に積層体を浸漬する方法、相転移型ゲル化剤を含む組成物を積層体に吹き付ける方法、積層体の断面方向から相転移型ゲル化剤を含む組成物を注入する方法、積層体近傍に相転移型ゲル化剤を含む組成物を配置して積層体全体に拡散させることで存在させる方法が挙げられる。   In addition, in a state of a laminated body described later in which a separator and each electrode are laminated, a treatment for allowing a phase transition type gelling agent to exist on at least the surface of the above member may be performed, and the laminated body is housed in a battery case. Then, a treatment for causing the phase transition type gelling agent to exist on at least the surface of the member may be performed. In these treatments, in order for the phase transition type gelling agent to be present on at least the surface of the member, for example, a method of immersing the laminate in a composition containing the phase transition type gelling agent, a phase transition type gelling agent A method of spraying a composition containing a composition on a laminate, a method of injecting a composition containing a phase transition type gelling agent from a cross-sectional direction of the laminate, and a composition containing a phase transition type gelling agent arranged near the laminate The method of making it exist by diffusing to the whole laminated body is mentioned.

<工程(2)積層体の作製工程>
この工程(2)では、セパレータを正極と負極とで挟むことにより、それらを積層して積層体を得る。積層体を作製する方法は、公知の方法により行うことができる。例えば、正極と負極とを、その間にセパレータを介在させた積層状態で巻回して巻回構造の積層体に成形したり、それらを折り曲げや複数層の積層などによって、交互に積層した複数の正極と負極との間にセパレータが介在する積層体に成形したりする。積層体を構成するセパレータ、正極及び負極は、それぞれ独立に、少なくとも表面に相転移型ゲル化剤が存在するものであってもよく、存在しないものであってもよい。例えば、工程(1)で得られた、少なくとも表面に相転移型ゲル化剤が存在するセパレータを、表面に相転移型ゲル化剤が存在しない正極と負極とで挟み、上記方法により積層してもよい。
工程(2)では、相転移型ゲル化剤を含む組成物から形成されたゲル状膜を予め作製しておき、セパレータとゲル状膜とを重ねたものを正極と負極とで挟み、折り曲げや積層によって積層体を形成すると同時に、相転移型ゲル化剤をセパレータ内部に含浸させることもできる。セパレータとゲル状膜とを重ねたものは、セパレータの両面にゲル状膜を存在させることもできるし、セパレータの片面にのみゲル状膜を存在させることもできる。セパレータの両面にゲル状膜が存在すると、相転移型ゲル化剤によりもたらされる効果が高いので好ましい。
<Process (2) Laminate production process>
In this step (2), by sandwiching the separator between the positive electrode and the negative electrode, they are laminated to obtain a laminate. The method for producing the laminate can be performed by a known method. For example, a plurality of positive electrodes in which a positive electrode and a negative electrode are wound in a laminated state with a separator interposed therebetween to be formed into a laminate having a wound structure, or they are alternately laminated by bending or laminating a plurality of layers. Or a laminate in which a separator is interposed between the electrode and the negative electrode. The separator, the positive electrode, and the negative electrode constituting the laminate may each independently have a phase transition type gelling agent present on at least the surface thereof, or may not exist. For example, the separator obtained in the step (1) having at least the surface transition type gelling agent on the surface is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode not having the phase transition type gelling agent on the surface, and laminated by the above method. Also good.
In the step (2), a gel film formed from a composition containing a phase transition type gelling agent is prepared in advance, and a separator and a gel film are stacked between a positive electrode and a negative electrode. The separator can be impregnated in the separator simultaneously with the formation of the laminate by lamination. When the separator and the gel film are stacked, the gel film can be present on both sides of the separator, or the gel film can be present only on one side of the separator. The presence of a gel film on both sides of the separator is preferable because the effect brought about by the phase transition gelling agent is high.

<工程(3)電解液への浸漬工程>
工程(3)では、工程(2)を経て得られた積層体を電解液に浸漬する。この工程(3)において、電池ケース(外装)内にて、積層体を電解液に浸漬してもよい。この場合、電解液を電池ケース内部に注液し、上記積層体を電解液に浸漬して封印することによって、リチウムイオン二次電池を作製することもできる。
また、工程(2)を経て得られた、正極、負極及びセパレータのいずれの表面上にも相転移型ゲル化剤が存在しない積層体を、工程(1)を経て、すなわち相転移型ゲル化剤を含む組成物(ただし電解質を含まない。)に浸漬して、積層体における各部材の少なくとも表面上に相転移型ゲル化剤を存在させた後、浸漬した組成物にリチウム塩、並びに、必要に応じてその他の添加剤及び非水溶媒を添加して、電解液を作製することにより、積層体を電解液に浸漬してもよい。このような方法によると、工程(1)では、セパレータの内部(孔を含む)に浸み込みやすい組成に相転移型ゲル化剤を含む組成物を用いることができ、工程(3)では、電解液として最適な組成に調整することもできるので、好ましい。
<Step (3) Immersion step in electrolyte>
In step (3), the laminate obtained through step (2) is immersed in an electrolytic solution. In this step (3), the laminate may be immersed in the electrolytic solution in the battery case (exterior). In this case, a lithium ion secondary battery can also be produced by injecting an electrolytic solution into the battery case and immersing and sealing the laminate in the electrolytic solution.
In addition, the laminate obtained through the step (2) and having no phase transition type gelling agent on any of the surfaces of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is subjected to the step (1), that is, the phase transition type gelation. After immersing in a composition containing an agent (but not including an electrolyte) to allow a phase transition gelling agent to exist on at least the surface of each member in the laminate, a lithium salt is added to the immersed composition, and The laminate may be immersed in the electrolytic solution by adding other additives and a nonaqueous solvent as necessary to produce the electrolytic solution. According to such a method, in the step (1), a composition containing a phase transition type gelling agent can be used in a composition that easily penetrates into the inside of the separator (including pores). In the step (3), Since it can also adjust to an optimal composition as electrolyte solution, it is preferable.

本実施形態のリチウムイオン二次電池の形状は、特に限定されず、例えば、円筒形、楕円形、角筒型、ボタン形、コイン形、扁平形及びラミネート形などが好適に採用される。   The shape of the lithium ion secondary battery of the present embodiment is not particularly limited, and for example, a cylindrical shape, an elliptical shape, a rectangular tube shape, a button shape, a coin shape, a flat shape, and a laminated shape are suitably employed.

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

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、セパレータ及びリチウムイオン二次電池の各種特性は下記のようにして測定、評価された。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. Various characteristics of the separator and the lithium ion secondary battery were measured and evaluated as follows.

(i)セパレータの接着性評価(1)
評価に用いたセパレータ上に電極を載置し、5kgf/cm2の力で3秒間、電極をセパレータに向かって押圧した後の、セパレータと電極との接着性を評価した。結果は下記のように判断した。
A:上下を逆にした状態(すなわちセパレータを上側にして電極を下側にした状態)でセパレータを持ち上げても電極が剥離しない。
B:押圧を解除した後でも電極からセパレータがずれないが、上下を逆にした状態でセパレータを持ち上げようとすると電極が剥離する。
C:押圧を解除すると電極からセパレータがずれる。
(I) Evaluation of separator adhesion (1)
The electrode was mounted on the separator used for evaluation, and the adhesion between the separator and the electrode was evaluated after pressing the electrode toward the separator with a force of 5 kgf / cm 2 for 3 seconds. The result was judged as follows.
A: Even if the separator is lifted upside down (that is, with the separator facing up and the electrode facing down), the electrode does not peel off.
B: The separator does not deviate from the electrode even after the pressure is released, but the electrode peels when the separator is lifted upside down.
C: When the pressure is released, the separator is displaced from the electrode.

(ii)セパレータの接着性評価(2)
負極、セパレータ及び正極をこの順に積層した積層体に、その積層方向に5kgf/cm2の力が加わるように押さえ部材を配置して電池を作製し、この電池を25℃環境下で充放電を100サイクル行った。なお、1Cで4.2VまでのCC‐CV充電―1Cで3.0VまでのCC放電の条件であり、充電と放電を1回ずつ実施すると1サイクルと数えることとした。100サイクルの充放電を実施した後の電池を放電状態で解体し、セパレータと電極との間の接着性を評価した。評価は5個の電池を作製して実施し、結果は下記のように判断した。
A:いずれの電池においても電極とセパレータとは十分に接着しており、押さえ部材を取り除いても、それらの間にずれは生じない。
B:全てではないがいくつかの電池において、正極及び負極の両方又はいずれか一方の電極とセパレータとの接着性が不十分であり、押さえ部材を取り除くとそれらの間にずれが生じるものがある。
C:いずれの電池においても電極とセパレータとの接着性は不十分であり、押さえ部材を取り除くと、それらの間でずれが生じる。
(Ii) Separation evaluation of separator (2)
A battery is manufactured by arranging a pressing member on a laminate in which a negative electrode, a separator, and a positive electrode are laminated in this order so that a force of 5 kgf / cm 2 is applied in the laminating direction. The battery is charged and discharged in a 25 ° C. environment. 100 cycles were performed. It should be noted that CC-CV charge up to 4.2 V at 1 C—CC discharge conditions up to 3.0 V at 1 C. When charging and discharging are performed once, each cycle is counted as one cycle. The battery after 100 cycles of charge and discharge were disassembled in a discharged state, and the adhesion between the separator and the electrode was evaluated. Evaluation was carried out by producing five batteries, and the results were judged as follows.
A: In any battery, the electrode and the separator are sufficiently bonded, and even if the pressing member is removed, there is no deviation between them.
B: In some but not all batteries, the adhesion between the positive electrode and / or the negative electrode and the separator is insufficient, and when the pressing member is removed, there is a deviation between them. .
C: In any battery, the adhesion between the electrode and the separator is insufficient, and when the pressing member is removed, a deviation occurs between them.

(合成例1)
相転移型ゲル化剤として下記構造式(イ)で表される化合物(以下「化合物(イ)」とも表記する。)を以下のとおり合成した。合成は国際公開2010/095572号公報に記載の方法で行った。

Figure 0005711026
(Synthesis Example 1)
As a phase transition type gelling agent, a compound represented by the following structural formula (I) (hereinafter also referred to as “compound (I)”) was synthesized as follows. The synthesis was performed by the method described in International Publication No. 2010/095572.
Figure 0005711026

(合成例2)
相転移型ゲル化剤として下記構造式(ロ)で表される化合物(以下「化合物(ロ)」と表記する。)を上記合成例1と同様の方法により合成した。

Figure 0005711026
(Synthesis Example 2)
As a phase transition type gelling agent, a compound represented by the following structural formula (b) (hereinafter referred to as “compound (b)”) was synthesized by the same method as in Synthesis Example 1.
Figure 0005711026

(合成例3)
相転移型ゲル化剤として下記構造式(ハ)で表される化合物(以下「化合物(ハ)」と表記する。)をMol.Cryst.Liq.Cryst.Vol.439、p209−220に記載の合成法に従って合成した。

Figure 0005711026
(Synthesis Example 3)
As a phase transition type gelling agent, a compound represented by the following structural formula (c) (hereinafter referred to as “compound (c)”) is Mol. Cryst. Liq. Cryst. Vol. 439, p209-220.
Figure 0005711026

(製造例1)
<電解液の調製>
エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとを体積比で1:2になるように混合し、混合液を得た。この混合液に、LiPF6を1モル/Lになるよう添加してゲル化されていない電解液(X)を作製した(以下、ゲル化剤添加前の電解液を「母電解液」という。)。この母電解液(X)100質量部に対して、ゲル化剤として上記合成例1で合成した化合物(イ)を1質量部添加し、95℃に加熱して均一に混合した後、25℃に降温して電解液(a)を得た。
なお、電解液(a)は降温時に92℃からゾル−ゲルの転移が始まった。
(Production Example 1)
<Preparation of electrolyte>
Ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 2 to obtain a mixed solution. LiPF 6 was added to this mixed solution so as to have a concentration of 1 mol / L to prepare a non-gelled electrolytic solution (X) (hereinafter, the electrolytic solution before addition of the gelling agent is referred to as “mother electrolytic solution”). ). 1 part by mass of the compound (I) synthesized in Synthesis Example 1 above as a gelling agent is added to 100 parts by mass of this mother electrolyte (X), heated to 95 ° C. and uniformly mixed, and then 25 ° C. The electrolyte solution (a) was obtained.
In the electrolyte solution (a), the sol-gel transition started from 92 ° C. when the temperature was lowered.

(製造例2)
母電解液(X)100質量部に対して、ゲル化剤として上記合成例2で合成した化合物(ロ)を1質量部添加し、80℃に加熱して均一に混合した後、25℃に降温して電解液(b)を得た。
なお、電解液(b)は降温時に76℃からゾル−ゲルの転移が始まった。
(Production Example 2)
1 part by mass of the compound (b) synthesized in Synthesis Example 2 above as a gelling agent is added to 100 parts by mass of the mother electrolyte (X), heated to 80 ° C. and uniformly mixed, and then brought to 25 ° C. The temperature was lowered to obtain an electrolytic solution (b).
In the electrolyte (b), the sol-gel transition started from 76 ° C. when the temperature was lowered.

(製造例3)
母電解液(X)100質量部に対して、ゲル化剤として上記合成例3で合成した化合物(ハ)を2質量部添加し、80℃に加熱して均一に混合した後、25℃に降温して電解液(c)を得た。
なお、電解液(c)は降温時に75℃からゾル−ゲルの転移が始まった。
(Production Example 3)
2 parts by mass of the compound (C) synthesized in Synthesis Example 3 above as a gelling agent is added to 100 parts by mass of the mother electrolyte (X), heated to 80 ° C. and uniformly mixed, and then heated to 25 ° C. The temperature was lowered to obtain an electrolytic solution (c).
In the electrolyte solution (c), the sol-gel transition started from 75 ° C. when the temperature was lowered.

(製造例4)
N−メチル−2−ピロリドン100質量部に対して、ゲル化剤として上記合成例1で合成した化合物(イ)を5質量部添加し、95℃に加熱して均一に混合した後、25℃に降温してゲル化剤含有溶液(d)を得た。
(Production Example 4)
To 100 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone, 5 parts by mass of the compound (i) synthesized in Synthesis Example 1 above as a gelling agent is added, heated to 95 ° C. and uniformly mixed, and then 25 ° C. To obtain a gelling agent-containing solution (d).

<正極の作製>
正極活物質として数平均粒子径11μmのリチウムのニッケル、マンガン及びコバルト混合酸化物と、導電助剤として数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末及び数平均粒子径48nmのアセチレンブラック粉末と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、混合酸化物:グラファイト炭素粉末:アセチレンブラック粉末:PVDF=100:4.2:1.8:4.6の質量比で混合した。得られた混合物にN−メチル−2−ピロリドンを固形分68質量%となるように投入して更に混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延した。圧延後のものを直径16mmの円盤状に打ち抜いて正極(α)を得た。
<Preparation of positive electrode>
Lithium nickel, manganese and cobalt mixed oxide having a number average particle diameter of 11 μm as a positive electrode active material, graphite carbon powder having a number average particle diameter of 6.5 μm and acetylene black powder having a number average particle diameter of 48 nm as a conductive auxiliary agent, and a binder Polyvinylidene fluoride (PVDF) as a mixed oxide: graphite carbon powder: acetylene black powder: PVDF = 100: 4.2: 1.8: 4.6. N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained mixture so as to have a solid content of 68% by mass and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the solvent was dried and removed, followed by rolling with a roll press. The rolled product was punched into a disk shape having a diameter of 16 mm to obtain a positive electrode (α).

また、正極(α)に対し、活物質が塗布されている面にゲル化剤含有溶液(d)を0.1mL塗布した。次いで、その塗布後のものを80℃に加温したホットプレート上に10分静置して、正極表面への溶液の浸漬を均一化させ、さらに80℃に設定した真空乾燥機で1時間加熱してN−メチル−2−ピロリドンを除去し、正極(α−2)を得た。   Further, 0.1 mL of the gelling agent-containing solution (d) was applied to the surface on which the active material was applied to the positive electrode (α). Next, the coated product is allowed to stand on a hot plate heated to 80 ° C. for 10 minutes, so that the solution is uniformly immersed on the positive electrode surface, and further heated for 1 hour in a vacuum dryer set at 80 ° C. N-methyl-2-pyrrolidone was removed to obtain a positive electrode (α-2).

<負極の作製>
負極活物質として数平均粒子径12.7μmのグラファイト炭素粉末(I)及び数平均粒子径6.5μmのグラファイト炭素粉末(II)と、バインダーとしてカルボキシメチルセルロース溶液(固形分濃度1.83質量%)と、ジエン系ゴム(ガラス転移温度:−5℃、乾燥時の数平均粒子径:120nm、分散媒:水、固形分濃度40質量%)とを、グラファイト炭素粉末(I):グラファイト炭素粉末(II):カルボキシメチルセルロース溶液:ジエン系ゴム=90:10:1.44:1.76の固形分質量比で全体の固形分濃度が45質量%になるように混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ10μmの銅箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延した。圧延後のものを直径16mmの円盤状に打ち抜いて負極(β)を得た。
<Production of negative electrode>
Graphite carbon powder (I) having a number average particle diameter of 12.7 μm and graphite carbon powder (II) having a number average particle diameter of 6.5 μm as a negative electrode active material, and a carboxymethyl cellulose solution (solid content concentration: 1.83 mass%) as a binder And diene rubber (glass transition temperature: −5 ° C., number average particle size upon drying: 120 nm, dispersion medium: water, solid content concentration 40% by mass), graphite carbon powder (I): graphite carbon powder ( II): Carboxymethylcellulose solution: Diene rubber = 90: 10: 1.44: 1.76 The solid content is mixed so that the total solid content concentration is 45% by mass, and the slurry solution is mixed. Prepared. The slurry solution was applied to one side of a 10 μm thick copper foil, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press. The rolled product was punched into a disk shape with a diameter of 16 mm to obtain a negative electrode (β).

また、負極(β)に対し、活物質が塗布されている面にゲル化剤含有溶液(d)を0.1mL塗布した。次いで、その塗布後のものを80℃に加温したホットプレートに10分静置して、負極表面への溶液の浸漬を均一化させ、さらに80℃に設定した真空乾燥機で1時間加熱してN−メチル−2−ピロリドンを除去し、負極(β−2)を得た。   Further, 0.1 mL of the gelling agent-containing solution (d) was applied to the surface on which the active material was applied to the negative electrode (β). Next, the coated product is allowed to stand for 10 minutes on a hot plate heated to 80 ° C. to make the solution immersed uniformly on the negative electrode surface, and further heated for 1 hour in a vacuum dryer set at 80 ° C. N-methyl-2-pyrrolidone was removed to obtain a negative electrode (β-2).

<セパレータの作製>
セパレータとしてポリエチレンからなる微多孔膜(膜厚25μm、空孔率50%、孔径0.1μm〜1μm)を直径24mmの円盤状に打ち抜いてセパレータ(γ)を得た。
<Preparation of separator>
As a separator, a microporous membrane made of polyethylene (film thickness 25 μm, porosity 50%, pore diameter 0.1 μm to 1 μm) was punched into a disk shape having a diameter of 24 mm to obtain a separator (γ).

(実施例1)
電解液(a)を95℃に加熱し、その中にセパレータ(γ)を1分間浸漬した後取り出し、室温まで降温してセパレータ(A)を得た。セパレータ(A)の上に、正極(α)を活物質の層がセパレータ側になるように載置し、(i)セパレータの接着性評価(1)を実施した。評価結果を表1に示す。
Example 1
The electrolytic solution (a) was heated to 95 ° C., and the separator (γ) was immersed therein for 1 minute and then taken out. The temperature was lowered to room temperature to obtain a separator (A). On the separator (A), the positive electrode (α) was placed such that the active material layer was on the separator side, and (i) separator adhesion evaluation (1) was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0005711026
(実施例2〜4、比較例1〜4)
電解液を表1に記載のものに変更した以外は実施例1と同様にして、セパレータ(B)、(C)及び(D)を作製した。また、電極とセパレータとの組合せを表1に示すように変更して(i)セパレータの接着性評価(1)を実施した。評価結果を表1に示す。
Figure 0005711026
(Examples 2-4, Comparative Examples 1-4)
Separators (B), (C), and (D) were produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution was changed to that shown in Table 1. Moreover, the combination of an electrode and a separator was changed as shown in Table 1, and (i) separator adhesion evaluation (1) was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例5〜10)
電解液を表2に記載のものに変更した以外は実施例1と同様にして、セパレータを作製した。また、電極とセパレータとの組合せを表2に示すように変更して(i)セパレータの接着性評価(1)を実施した。評価結果を表2に示す。

Figure 0005711026
(Examples 5 to 10)
A separator was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution was changed to that shown in Table 2. Moreover, the combination of an electrode and a separator was changed as shown in Table 2, and (i) separator adhesion evaluation (1) was performed. The evaluation results are shown in Table 2.
Figure 0005711026

(実施例11)
<電池組み立て>
上述のようにして作製した正極(α)と負極(β)とでセパレータ(γ)を挟んで積層した積層体を、SUS製の円盤型電池ケースに挿入した。次いで、この電池ケース内に95℃に加熱した電解液(a)を0.5mL注入し、積層体を電解液(a)に浸漬した。その後、上記電池ケースを密閉してリチウムイオン二次電池(小型電池)を作製した。なお、当該電池において、積層体上に、積層体の積層方向に5kgf/cm2の押圧力が印加されるように押さえ部材としてのバネを載置した。このリチウムイオン二次電池を80℃で2時間保持した後、25℃まで降温してリチウムイオン二次電池(1)を得た。
(Example 11)
<Battery assembly>
The laminate obtained by laminating the separator (γ) between the positive electrode (α) and the negative electrode (β) produced as described above was inserted into a SUS disk type battery case. Next, 0.5 mL of the electrolytic solution (a) heated to 95 ° C. was injected into the battery case, and the laminate was immersed in the electrolytic solution (a). Thereafter, the battery case was sealed to produce a lithium ion secondary battery (small battery). In the battery, a spring as a pressing member was placed on the stacked body so that a pressing force of 5 kgf / cm 2 was applied in the stacking direction of the stacked body. The lithium ion secondary battery was held at 80 ° C. for 2 hours, and then cooled to 25 ° C. to obtain a lithium ion secondary battery (1).

リチウムイオン二次電池(1)について、(ii)セパレータの接着性評価(2)の方法で評価した。評価結果を表3に示す。なお、セパレータ(γ)を電解液(a)に浸漬したことになるので、表中、浸漬後のセパレータを上述と同様にセパレータ(A)とした。   The lithium ion secondary battery (1) was evaluated by the method of (ii) separator adhesion evaluation (2). The evaluation results are shown in Table 3. In addition, since the separator (γ) was immersed in the electrolytic solution (a), the separator after immersion was used as the separator (A) in the table in the same manner as described above.

Figure 0005711026
Figure 0005711026

(実施例12〜20、比較例5、比較例6)
電池部材として表3に記載のものを用いた以外は実施例11と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し、その電池について、実施例11と同様にして、(ii)セパレータの接着性評価(2)の方法で評価した。評価結果を表3に示す。なお、セパレータ(γ)を電解液(b)に浸漬したことになるもの、電解液(c)に浸漬したことになるもの、及び母電解液(X)に浸漬したことになるものについて、表中、浸漬後のセパレータを上述と同様に、それぞれセパレータ(B)、(C)及び(D)とした。
(Examples 12 to 20, Comparative Example 5, Comparative Example 6)
A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 11 except that the battery member described in Table 3 was used. (Ii) Separation evaluation of separator for the battery in the same manner as in Example 11. Evaluation was made by the method (2). The evaluation results are shown in Table 3. The separator (γ) is immersed in the electrolytic solution (b), the separator is immersed in the electrolytic solution (c), and the separator is immersed in the mother electrolytic solution (X). Inside, the separator after immersion was made into the separator (B), (C), and (D) similarly to the above-mentioned.

上記実施例に示すように、少なくとも表面に相転移型ゲル化剤が存在する部材を用いると、高い接着性が認められる。   As shown in the above examples, when a member having a phase transition type gelling agent at least on the surface is used, high adhesiveness is recognized.

本発明のリチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池用部材は、例えば携帯電話、携帯オーディオ、パソコンなどの携帯機器に加え、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車などの自動車用充電池としての利用も期待される。   The lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery member of the present invention are used as rechargeable batteries for automobiles such as hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, and electric vehicles, in addition to portable devices such as mobile phones, portable audio devices, and personal computers. Is expected to be used.

100…リチウムイオン二次電池、110…セパレータ、120…正極、130…負極、140…正極集電体、150…負極集電体、150…電池ケース。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Lithium ion secondary battery, 110 ... Separator, 120 ... Positive electrode, 130 ... Negative electrode, 140 ... Positive electrode collector, 150 ... Negative electrode collector, 150 ... Battery case.

Claims (10)

セパレータと、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料からなる群より選ばれる1種以上の材料を含有する正極と、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料及び金属リチウムからなる群より選択される1種以上の材料を含有する負極とを備えるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
相転移型ゲル化剤を、前記セパレータ、前記正極及び前記負極からなる群より選ばれる1種以上の部材の少なくとも表面上に存在させる工程と、
前記存在させる工程の後に、前記セパレータを前記正極と前記負極とで挟むことにより、積層して積層体を得る工程と、
前記積層体を電解液に浸漬する工程と、
を含み、
前記存在させる工程において、前記相転移型ゲル化剤を含む組成物を、前記部材の少なくとも表面に直接接触させ、
前記相転移型ゲル化剤が、下記一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を含む、製造方法。
Rf1−R1−X1−L1−R2 (1)
Rf1−R1−X1−L1−R3―L2―X2―R4―Rf2 (2)
5−O−Cy−X3−Cm (3)
(式(1)及び(2)中、Rf1及びRf2はそれぞれ独立に、炭素数2〜20のパーフルオロアルキル基を示し、R1及びR4はそれぞれ独立に、単結合若しくは炭素数1〜6の2価の飽和炭化水素基を示し、X1及びX2はそれぞれ独立に、下記式(1a)、(1b)、(1c)、(1d)、(1e)、(1f)及び(1g)で表される基からなる群より選ばれる2価の基を示し、L1及びL2はそれぞれ独立に、単結合、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよいオキシアルキレン基、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよいオキシシクロアルキレン基、又は、アルキル基若しくはハロゲン原子で置換されていてもよい2価のオキシ芳香族基を示し、R2は、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、アルキル基若しくはハロゲン原子(ただし、フッ素原子を除く。)で置換されていてもよいフルオロアルキル基、アリール基若しくはフルオロアリール基、又は、これらの基のうちの1種以上とこれらの基に対応する2価の基のうちの1種以上とが結合した1価の基を示し、R3は主鎖に酸素及び/又は硫黄原子を1つ以上有してもよく、かつ、アルキル基で置換されていてもよい炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を示す。
Figure 0005711026
式(3)中、R5は主鎖の炭素数1〜20の置換又は無置換の1価の炭化水素基を示し、Cyは置換若しくは無置換の核原子数5〜30の2価の芳香族炭化水素基又は脂環式炭化水素基を示し、X3は、下記式(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)及び(3g)で表される基からなる群より選ばれる2価の基、又は、それらの2価の基のうち2種以上が結合した2価の基を示し、Cmは下記一般式(3z)で表される1価の基を示し、下記式(3z)中、複数のRaはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。
Figure 0005711026
Figure 0005711026
Capable of containing a separator, a positive electrode containing at least one material selected from the group consisting of materials capable of inserting and extracting lithium ions as a positive electrode active material, and inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material And a negative electrode containing one or more materials selected from the group consisting of metallic lithium and a lithium ion secondary battery,
A step of allowing a phase transition gelling agent to be present on at least the surface of one or more members selected from the group consisting of the separator, the positive electrode, and the negative electrode;
After the step of presenting, the step of sandwiching the separator between the positive electrode and the negative electrode to obtain a laminate by stacking;
Immersing the laminate in an electrolytic solution;
Including
In the present step, the composition containing the phase transition type gelling agent is brought into direct contact with at least the surface of the member;
The manufacturing method in which the said phase transition type gelatinizer contains the 1 or more types of compound selected from the group which consists of a compound represented by the following general formula (1), (2) and (3).
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 2 (1)
Rf 1 -R 1 -X 1 -L 1 -R 3 -L 2 -X 2 -R 4 -Rf 2 (2)
R 5 -O-Cy-X 3 -Cm (3)
(In the formulas (1) and (2), Rf 1 and Rf 2 each independently represents a perfluoroalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, and R 1 and R 4 each independently represent a single bond or 1 carbon atom. To 6 divalent saturated hydrocarbon groups, wherein X 1 and X 2 are each independently the following formulas (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) and ( 1g) represents a divalent group selected from the group consisting of groups represented by 1g), L 1 and L 2 are each independently a single bond, an alkyl group or an oxyalkylene group optionally substituted with a halogen atom, an alkyl An oxycycloalkylene group which may be substituted with a group or a halogen atom, or a divalent oxyaromatic group which may be substituted with an alkyl group or a halogen atom, and R 2 represents an alkyl group or a halogen atom ( However, A fluoroalkyl group, an aryl group or a fluoro group optionally substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group or a halogen atom (excluding a fluorine atom) which may be substituted with An aryl group, or a monovalent group in which one or more of these groups and one or more of divalent groups corresponding to these groups are bonded, R 3 represents oxygen and And / or a C1-C18 divalent saturated hydrocarbon group which may have one or more sulfur atoms and may be substituted with an alkyl group.
Figure 0005711026
In formula (3), R 5 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in the main chain, and Cy represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic group having 5 to 30 nucleus atoms. It shows the family hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, X 3 is represented by the following formula (3a), (3b), (3c), (3d), (3e), (3f) and (3 g) A divalent group selected from the group consisting of the following groups, or a divalent group in which two or more of these divalent groups are bonded, and Cm is a monovalent group represented by the following general formula (3z) In the following formula (3z), a plurality of Ra each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
Figure 0005711026
Figure 0005711026
)
前記組成物は、溶液又は分散液であり、前記分散液は、液状、ゲル状又はスラリー状である、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the composition is a solution or a dispersion, and the dispersion is in the form of a liquid, a gel, or a slurry. 前記存在させる工程において、前記組成物に前記部材を浸漬することにより、前記部材の少なくとも表面に前記組成物を直接接触させる、請求項1又は2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein in the step of presenting, the composition is directly brought into contact with at least a surface of the member by immersing the member in the composition. 前記存在させる工程において、前記積層体、又は、前記積層体とそれを収容した電池ケースとを備える構造体における前記部材の少なくとも表面に前記組成物を直接接触させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。   4. The method according to claim 1, wherein, in the step of causing the composition to exist, the composition is directly brought into contact with at least a surface of the member in the laminate or a structure including the laminate and a battery case containing the laminate. 2. The production method according to item 1. 前記相転移型ゲル化剤を含む組成物がリチウム塩を更に含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-4 with which the composition containing the said phase transition type gelatinizer further contains lithium salt. 前記X1及びX2が、それぞれ独立に、前記式(1a)又は前記式(1d)で表される2価の官能基である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein X 1 and X 2 are each independently a divalent functional group represented by the formula (1a) or the formula (1d). . 前記X1及びX2がいずれも、前記式(1d)で表される2価の官能基である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein both X 1 and X 2 are a divalent functional group represented by the formula (1d). 前記セパレータが有機樹脂を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-7 in which the said separator contains organic resin. 前記電解液が、非水溶媒と、リチウム塩と、相転移型ゲル化剤と、を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-8 in which the said electrolyte solution contains a nonaqueous solvent, lithium salt, and a phase transition type gelatinizer. 前記電解液が、ある温度以下の温度でゲルであり、そのある温度よりも高い温度でゾルである相転移型のゲル電解質溶液であり、
前記ある温度が50〜150℃の範囲にある、請求項9に記載の製造方法。
The electrolyte solution is a gel at a temperature below a certain temperature, and is a phase transition type gel electrolyte solution that is a sol at a temperature higher than the certain temperature,
The manufacturing method according to claim 9, wherein the certain temperature is in a range of 50 to 150 ° C.
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