JP5798509B2 - Electrolyte material and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、電解質材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrolyte material and a manufacturing method thereof.

イオン性化合物等を含む電解質材料は、イオン伝導による各種電池などのイオン伝導体に使用されており、一次電池、リチウムイオン二次電池や燃料電池などの充放電機構を有する電池の他、電界コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池、エレクトロクロミック表示素子などの電気化学デバイスに用いられている。   Electrolyte materials including ionic compounds are used in ion conductors such as various types of batteries by ion conduction, in addition to batteries having charge / discharge mechanisms such as primary batteries, lithium ion secondary batteries and fuel cells, electric field capacitors. It is used in electrochemical devices such as electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, solar cells, and electrochromic display elements.

これらの電気化学デバイスに好適に用いられるイオン性化合物としては種々多様な化合物が検討されており、例えば、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、トリフルオロメチルスルホニルイミド(TFSI)、ジシアノアミド(DCA)、トリシアノメチド(TCM)などのアルカリ金属塩又は有機カチオン塩が提案されている。   Various ionic compounds that are suitably used for these electrochemical devices have been studied, such as hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, trifluoromethylsulfonylimide (TFSI), dicyanoamide (DCA), Alkali metal salts or organic cation salts such as tricyanomethide (TCM) have been proposed.

特許文献1、2では、上記イオン性化合物の中でも、N、C、Bなどを中心元素とし、ここにシアノ基が結合した構造のアニオンを有するイオン性化合物が検討されており、このイオン性化合物が、イオン伝導性に優れ、熱的、物理的、電気化学的にも安定といった性質を示すことから、各種電気化学デバイスの電解質として好適に用いられることが示されている。   In Patent Documents 1 and 2, among the above ionic compounds, an ionic compound having an anion having a structure in which N, C, B, or the like is a central element and a cyano group is bonded thereto is studied. However, it has been shown to be suitably used as an electrolyte for various electrochemical devices since it has excellent ion conductivity and exhibits properties such as thermal, physical, and electrochemical stability.

特に、中心元素がホウ素であるシアノボレートをアニオンとするイオン性化合物に関して、例えば、特許文献3、4には、テトラシアノボレート([B-(CN)4]、以下TCBと称することがある)をアニオンとするイオン性化合物が記載されている。また、特許文献5には、TCBのホウ素に結合するシアノ基の一部がアルコキシ基又はチオアルコキシ基で置換されたイオン性化合物が開示されており、当該イオン性化合物がイオン性液体などとして有用である旨記載されている。 In particular, regarding ionic compounds having cyanoborate whose central element is boron as an anion, for example, Patent Documents 3 and 4 disclose tetracyanoborate ([B (CN) 4 ], hereinafter sometimes referred to as TCB). An ionic compound in which is an anion is described. Patent Document 5 discloses an ionic compound in which a part of a cyano group bonded to boron of TCB is substituted with an alkoxy group or a thioalkoxy group, and the ionic compound is useful as an ionic liquid or the like. It is described that.

特開2004−165131号公報JP 2004-165131 A 特開2004−6240号公報JP 2004-6240 A 特表2006−517546号公報JP-T-2006-517546 国際公開第2010/021391号パンフレットInternational Publication No. 2010/021391 Pamphlet 国際公開第2010/086131号パンフレットInternational Publication No. 2010/086131 Pamphlet

上記イオン性化合物の内、ホウ素にシアノ基と他の有機基が結合した構造のアニオンを有するシアノボレート塩は、イオン伝導性に優れ、各種蓄電デバイスの電解質として好適に用いられることが知られている。   Among the above ionic compounds, cyanoborate salts having anions having a structure in which a cyano group and another organic group are bonded to boron are excellent in ionic conductivity and are known to be suitably used as electrolytes for various power storage devices. Yes.

しかしながら、上記シアノボレート塩は水との親和性が非常に高く、高温に加熱しても水分量を低減し難いことが本発明者らの研究により明らかになった。このように、水分が残留するシアノボレート塩を上述の蓄電デバイスに備えられる電解液に用いた場合には、電解液の耐電圧性を低下させたり、また、蓄電デバイスに備えられる電極や他の周辺材料を腐食させる原因となり、その結果、蓄電デバイスのサイクル特性等の性能を低下させるといった問題があった。   However, the present inventors have clarified that the above cyanoborate salt has a very high affinity with water and it is difficult to reduce the amount of water even when heated to a high temperature. As described above, when the cyanoborate salt in which moisture remains is used in the electrolytic solution provided in the above-described power storage device, the voltage resistance of the electrolytic solution is reduced, or the electrode provided in the power storage device or other As a result, the surrounding materials are corroded, and as a result, there is a problem that the performance such as the cycle characteristics of the electricity storage device is deteriorated.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、蓄電デバイスの電気化学的特性に悪影響を与える水分含有量が低減された電解質材料及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an electrolyte material having a reduced water content that adversely affects the electrochemical characteristics of the electricity storage device and a method for producing the same. There is.

本発明に係る電解質材料とは、
(i)下記一般式(1)で表されるイオン性化合物と媒体とを含み、イオン性化合物の濃度が1質量%以上であり、且つ、水の含有量が50ppm以下であるか、又は、
(ii)下記一般式(1)で表されるイオン性化合物を含み、且つ、水の含有量が500ppm以下である、
ところに特徴を有する。
Kt1 m+[B-(CN)4-nnm (1)
(式中、Kt1は、無機カチオンを表し、mは1〜3の整数、nは0であり、Yはハロゲン又は(X2R)であり、X2はO又はSであり、RはH又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。)
水分含有量が低い電解質材料は、これを各種蓄電デバイスに用いた場合に、電解液の耐電圧特性の低下や、電極などの蓄電デバイス用部材の劣化が生じ難い。したがって、蓄電デバイスの性能の低下が生じ難くなるものと考えられる。
The electrolyte material according to the present invention is
(I) an ionic compound represented by the following general formula (1) and a medium, wherein the concentration of the ionic compound is 1% by mass or more and the water content is 50 ppm or less, or
(Ii) an ionic compound represented by the following general formula (1), and the water content is 500 ppm or less,
However, it has characteristics.
Kt 1 m + [B - ( CN) 4-n Y n] m (1)
(Wherein Kt 1 represents an inorganic cation, m is an integer of 1 to 3, n is 0, Y is halogen or (X 2 R), X 2 is O or S, and R is H or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is represented.)
When the electrolyte material having a low water content is used in various power storage devices, the withstand voltage characteristics of the electrolytic solution are not easily deteriorated, and the members of the power storage device such as electrodes are not easily generated. Therefore, it is considered that the performance of the electricity storage device is hardly lowered.

上記(ii)の電解質材料は、さらに媒体を含むものであるのが好ましい。上記(i)、(ii)において、上記媒体は、非プロトン性溶媒であるのが好ましい。さらに、上記電解質材料は、3極式の電気化学セルを使用して、下記条件でリニアースイープボルタンメトリー測定をしたときに、3.8V〜13.8V(v.s.Li/Li+)領域で観測されるピーク電流値が2mA/cm2以下であるのが好ましい。
測定条件
作用極 :グラッシーカーボン電極
参照極 :Ag電極
対極 :Pt電極
電解質材料に含まれるイオン性化合物を基準とする溶液濃度:7質量%
溶媒 :蓄電デバイス用溶媒
掃引範囲:自然電位〜10V
掃引速度:100mV/sec
The electrolyte material (ii) preferably further contains a medium. In the above (i) and (ii), the medium is preferably an aprotic solvent. Further, the electrolyte material has a 3.8 V to 13.8 V (vs. Li / Li + ) region when a linear sweep voltammetry measurement is performed under the following conditions using a tripolar electrochemical cell. The observed peak current value is preferably 2 mA / cm 2 or less.
Measurement conditions Working electrode: Glassy carbon electrode Reference electrode: Ag electrode Counter electrode: Pt electrode Solution concentration based on ionic compound contained in electrolyte material: 7% by mass
Solvent: Solvent for electricity storage device Sweeping range: Natural potential to 10V
Sweep speed: 100 mV / sec

本発明の製造方法とは、上記電解質材料の製造方法であって、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物をラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒と混合した後、(i)蒸留を行う工程、及び/又は、(ii)モレキュラーシーブと接触させる工程を含むところに特徴を有する。   The production method of the present invention is a production method of the above electrolyte material, and after mixing the ionic compound represented by the general formula (1) with a lactone solvent and / or a carbonate solvent, (i) distillation And / or (ii) contacting with the molecular sieve.

また本発明には、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物を、水と相分離する有機溶媒と水との混合比が質量比で20:1〜2:1の混合溶媒Aで抽出する工程と、同じく水と相分離する有機溶媒と水との混合比が質量比で1:2〜1:20である混合溶媒Bで抽出する工程(抽出工程(iii))とを有する電解質材料の製造方法、及び、当該製造方法で得られた電解質材料と、オニウムカチオンの塩とを反応させる、下記一般式(2)で表わされる電解質材料の製造方法も含まれる。
Kt2 m+[B-(CN)4-nnm (2)
(式中、Kt2は、オニウムカチオンを表し、mは1〜3の整数、nは0であり、Yはハロゲン又は(X2R)であり、X2はO又はSであり、RはH又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。)
In the present invention, the ionic compound represented by the general formula (1) is mixed solvent A in which the mixing ratio of the organic solvent for phase separation with water and water is 20: 1 to 2: 1 by mass ratio. An electrolyte having an extraction step, and an extraction step (extraction step (iii)) in which the mixing ratio of the organic solvent that is phase-separated from water and water is 1: 2 to 1:20 by mass ratio. Also included are a method for producing a material, and a method for producing an electrolyte material represented by the following general formula (2), in which an electrolyte material obtained by the production method is reacted with a salt of an onium cation.
Kt 2 m + [B - ( CN) 4-n Y n] m (2)
(Wherein Kt 2 represents an onium cation, m is an integer of 1 to 3, n is 0, Y is halogen or (X 2 R), X 2 is O or S, and R is H or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is represented.)

上記電解質材料を用いた蓄電デバイスは本発明の好ましい実施態様である。   An electricity storage device using the above electrolyte material is a preferred embodiment of the present invention.

本発明によれば、蓄電デバイスの電気化学的特性に悪影響を与える水分含有量が低減された電解質材料が得られる。したがって、本発明の電解質材料を電解液に用いることで耐電圧特性の良好な電解液が得られる。また、この電解液は、電極等の蓄電デバイス部材を腐食劣化させ難いものと考えられ、その結果、蓄電デバイスの電気化学的特性の劣化も抑制できるものと考えられる。   According to the present invention, an electrolyte material having a reduced water content that adversely affects the electrochemical characteristics of an electricity storage device can be obtained. Therefore, by using the electrolyte material of the present invention as an electrolytic solution, an electrolytic solution having good withstand voltage characteristics can be obtained. In addition, it is considered that this electrolytic solution is unlikely to cause corrosion deterioration of an electricity storage device member such as an electrode, and as a result, deterioration of electrochemical characteristics of the electricity storage device can also be suppressed.

図1は、実験例1のLSV測定結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the LSV measurement results of Experimental Example 1. 図2は、実験例7−1のLSV測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the LSV measurement result of Experimental Example 7-1. 図3は、実験例7−2のLSV測定結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the LSV measurement result of Experimental Example 7-2. 図4は、実験例7−3のLSV測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the LSV measurement result of Experimental Example 7-3. 図5は、実験例7−4のLSV測定結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the LSV measurement results of Experimental Example 7-4.

本発明に係る電解質材料とは、(i)下記一般式(1)で表されるイオン性化合物(以下、イオン性化合物(1)という場合がある)と媒体とを含み、イオン性化合物の濃度が1質量%以上であり、且つ、水の含有量が50ppm以下であるか(電解質材料(i))、又は、(ii)下記一般式(1)で表されるイオン性化合物を含み、且つ、水の含有量が500ppm以下である(電解質材料(ii))、ところに特徴を有する。
Kt1 m+[B-(CN)4-nnm (1)
(式中、Kt1は、無機カチオンを表し、mは1〜3の整数、nは0〜3の整数を表し、Yはハロゲン又は(X2R)であり、X2はO又はSであり、RはH又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。)
The electrolyte material according to the present invention includes (i) an ionic compound represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as ionic compound (1)) and a medium, and the concentration of the ionic compound. Is 1 mass% or more and the water content is 50 ppm or less (electrolyte material (i)), or (ii) contains an ionic compound represented by the following general formula (1), and The water content is 500 ppm or less (electrolyte material (ii)).
Kt 1 m + [B - ( CN) 4-n Y n] m (1)
(Wherein Kt 1 represents an inorganic cation, m represents an integer of 1 to 3, n represents an integer of 0 to 3, Y is a halogen or (X 2 R), and X 2 is O or S. And R represents H or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.)

まず、本発明の電解質材料(i)について説明する。   First, the electrolyte material (i) of the present invention will be described.

≪電解質材料(i)≫
本発明の電解質材料(i)とは、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物と媒体とを含み、電解質材料(i)中のイオン性化合物の濃度が1質量%以上であり、且つ、水の含有量が50ppm以下であるところに特徴を有する。
≪Electrolyte material (i) ≫
The electrolyte material (i) of the present invention includes an ionic compound represented by the general formula (1) and a medium, and the concentration of the ionic compound in the electrolyte material (i) is 1% by mass or more. And it has the characteristics in content of water being 50 ppm or less.

本発明者らは、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物の特性について検討を重ねていたところ、電解質材料(i)に含まれる水分量が、電解液、さらには蓄電デバイスの耐電圧特性、サイクル特性といった電気化学特性の低下に影響を与えていることを見出し、かかる特性低下の生じ難いイオン性化合物を提供するため、さらに検討を重ねた結果、一般式(1)で表されるイオン性化合物と媒体とをイオン性化合物の濃度が1質量%以上となるように含む電解質材料(i)の水分含有量が50ppm以下(質量基準、以下同様)であれば、イオン性化合物の特性の低下、ひいてはこのイオン性化合物が用いられる各種蓄電デバイスの構成部材及び電気化学的特性の劣化が生じ難いことを見出し、本発明を完成した。   The inventors of the present invention have repeatedly studied the characteristics of the ionic compound represented by the general formula (1). As a result, the amount of water contained in the electrolyte material (i) depends on the resistance of the electrolytic solution and also the electricity storage device. As a result of further investigations in order to provide an ionic compound that has been found to have an influence on the deterioration of electrochemical characteristics such as voltage characteristics and cycle characteristics and to prevent such characteristic deterioration, it is represented by the general formula (1). If the water content of the electrolyte material (i) containing the ionic compound and the medium so that the concentration of the ionic compound is 1% by mass or more is 50 ppm or less (mass basis, the same applies hereinafter), The present inventors completed the present invention by discovering that deterioration of characteristics, and consequently, deterioration of constituent members and electrochemical characteristics of various power storage devices using this ionic compound hardly occur.

電解質材料に含まれる水分は、電解質材料の製造工程において、たとえばイオン性化合物(1)の合成反応、あるいは精製の際に使用される水や溶媒、空気中等の環境からの吸湿により混入した水分が残留したものと考えられる。本発明の電解質材料の用途としては上記各種蓄電デバイスの電解液があるが、電解質材料に水分が含まれていると、電解液の耐電圧特性を低下させたり、あるいは、蓄電デバイス稼動時に水分が電気分解されて水素イオンが生成し、これにより電解液のpHが低下(酸性)する結果、電解液中に生成した酸性成分により電極材料が溶解したり、電極材と反応、腐食したりして蓄電デバイスの性能が低下するといった問題が生じる。また、水分が電気分解される際にガスが発生し、これにより密閉構造の各種蓄電デバイスの内圧が上昇し変形や破損に至る場合がある。そのためデバイスが使用できない状態となるばかりか、安全上も問題となることがある。   The water contained in the electrolyte material is, for example, water mixed in the electrolyte material production process due to moisture absorption from the environment such as water or solvent used in the synthesis reaction of the ionic compound (1) or purification, or air. It is thought that it remained. Applications of the electrolyte material of the present invention include electrolytes for the above various power storage devices. If the electrolyte material contains moisture, the withstand voltage characteristics of the electrolyte may be reduced, or moisture may be generated during operation of the power storage device. Electrolysis results in the formation of hydrogen ions, which lowers the pH of the electrolyte (acidic). As a result, the electrode material dissolves, reacts with the electrode material, and corrodes due to the acidic components generated in the electrolyte. There arises a problem that the performance of the electricity storage device deteriorates. Further, when water is electrolyzed, gas is generated, which may increase the internal pressure of various power storage devices having a sealed structure, leading to deformation or breakage. As a result, the device becomes unusable and may cause a safety problem.

したがって、水分の含有量は低ければ低いほどよく、電解質材料(i)に含まれる水分量は30ppm以下であるのが好ましく、より好ましくは20ppm以下であり、さらに好ましくは15ppm以下、特に好ましくは10ppm以下である。なお、水分の含有量の下限は特に限定されず、0ppmであるのが最も好ましいが、0ppmまで低減することは技術的に困難であり、経済的理由から好ましくない場合がある。したがって、本発明の電解質材料(i)の水分含有量の下限は0.1ppm程度であればよい。水分含有量が0.1ppm程度であれば電解質材料(i)の特性に対する影響は少ないからである。また、下限は1ppm程度であってもよい。顕著な特性の低下は見られ難く実用上の問題は生じ難いからである。   Accordingly, the lower the water content, the better. The water content contained in the electrolyte material (i) is preferably 30 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, still more preferably 15 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm. It is as follows. The lower limit of the moisture content is not particularly limited and is most preferably 0 ppm, but it is technically difficult to reduce it to 0 ppm, which may not be preferable for economic reasons. Therefore, the lower limit of the water content of the electrolyte material (i) of the present invention may be about 0.1 ppm. This is because if the water content is about 0.1 ppm, the influence on the characteristics of the electrolyte material (i) is small. The lower limit may be about 1 ppm. This is because a remarkable deterioration in characteristics is hardly seen and practical problems are unlikely to occur.

本発明における水分の含有量は、例えば、電量滴定法もしくは容量滴定法によるカールフィッシャー水分測定装置(例えば、平沼産業株式会社製のカールフィッシャー水分計)を使用して、後述する実施例に記載の手順により測定される値である。   The water content in the present invention is, for example, described in the examples described later using a Karl Fischer moisture measuring device (for example, a Karl Fischer moisture meter manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) by coulometric titration or volumetric titration. It is a value measured by the procedure.

上記媒体としては特に限定されるものではないが、非水系溶媒、ポリマー、ポリマーゲル等が挙げられる。非水系溶媒としては、誘電率が大きく、イオン性化合物(1)の溶解性が高く、沸点が60℃以上であり、且つ、電気化学的安定範囲が広い溶媒が好適である。より好ましくは、含有水分量が低い非プロトン性の有機溶媒が挙げられる。斯かる有機溶媒の例としては、エチレングリコールジメチルエーテル(1,2−ジメトキシエタン)、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル(メチルエチルカーボネート)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート)、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、2,3−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、2−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類;蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類;安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類;リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル、イソブチルニトリル等のニトリル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン、N−ビニルピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類:エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類;ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類;ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等を挙げることができる。これらの中でも、鎖状炭酸エステル類、環状炭酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、カルボン酸エステル類、エーテル類がより好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどがさらに好ましい。上記溶媒は1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Although it does not specifically limit as said medium, A nonaqueous solvent, a polymer, a polymer gel, etc. are mentioned. As the non-aqueous solvent, a solvent having a large dielectric constant, high solubility of the ionic compound (1), a boiling point of 60 ° C. or higher, and a wide electrochemical stability range is preferable. More preferably, an aprotic organic solvent having a low water content is used. Examples of such organic solvents include ethylene glycol dimethyl ether (1,2-dimethoxyethane), ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,6-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, crown ether, triethylene glycol dimethyl ether. , Ethers such as tetraethylene glycol dimethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane; dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (methyl ethyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate), diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate Chain carbonates such as ethylene carbonate (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate), 2,3-dimethylethylene carbonate, butyrate , Cyclic carbonates such as vinylene carbonate and 2-vinylethylene carbonate; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, propionic acid, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate; Aromatic carboxylic acid esters such as methyl acid and ethyl benzoate; carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; trimethyl phosphate, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, phosphorus Phosphate esters such as triethyl acid; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile, valeronitrile, butyronitrile, isobutylnitrile; N-methylformamide, N-Echi Amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, N-vinylpyrrolidone; dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4 -Sulfur compounds such as dimethylsulfolane: alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, methyl ethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide; benzonitrile, tolunitrile, etc. Aromatic nitriles; nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone , 3-methyl-2-oxazolidinone and the like. Among these, chain carbonic acid esters, cyclic carbonic acid esters, aliphatic carboxylic acid esters, carboxylic acid esters, and ethers are more preferable, and dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ -Butyrolactone, γ-valerolactone and the like are more preferable. The said solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

媒体として用いられるポリマーとしては、エポキシ化合物(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、アリルグリシジルエーテル等)の単独重合体又は共重合体であるポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系ポリマー)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのメタクリル系ポリマー、ポリアクリロニトリル(PAN)等のニトリル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンなどのフッ素系ポリマー、および、これらの共重合体等が挙げられる。また、これらのポリマーと他の有機溶媒とを混合したポリマーゲルも本発明に係る媒体として用いることができる。他の有機溶媒としては上述の非プロトン性溶媒が挙げられる。   As a polymer used as a medium, an epoxy compound (polyethylene oxide (PEO), which is a homopolymer or copolymer of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, allyl glycidyl ether, etc.) or a polyether polymer such as polypropylene oxide), Methacrylic polymers such as polymethyl methacrylate (PMMA), nitrile polymers such as polyacrylonitrile (PAN), fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, and copolymers thereof Etc. In addition, a polymer gel obtained by mixing these polymers with another organic solvent can also be used as the medium according to the present invention. Examples of the other organic solvent include the aprotic solvents described above.

上記ポリマーゲルを媒体とする場合の電解質材料(i)の製造方法としては、従来公知の方法で成膜したポリマーに、上述の非プロトン性溶媒にイオン性化合物(1)を溶解させた溶液を滴下して、イオン性化合物(1)並びに非プロトン性溶媒を含浸、担持させる方法;ポリマーの融点以上の温度でポリマーとイオン性化合物(1)とを溶融、混合した後、成膜し、ここに非プロトン性有機溶媒を含浸させる方法;予め有機溶媒に溶解させたイオン性化合物(1)溶液とポリマーとを混合した後、これをキャスト法やコーティング法により成膜し、有機溶媒を揮発させる方法(以上、ゲル電解質);ポリマーの融点以上の温度でポリマーとイオン性化合物(1)とを溶融し、混合して成形する方法(真性ポリマー電解質);等が挙げられる。   As a method for producing the electrolyte material (i) when the polymer gel is used as a medium, a solution in which the ionic compound (1) is dissolved in the above-mentioned aprotic solvent in a polymer formed by a conventionally known method is used. A method of dripping and impregnating and supporting the ionic compound (1) and the aprotic solvent; the polymer and the ionic compound (1) are melted and mixed at a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer, and a film is formed. A method of impregnating an organic solvent with an aprotic organic solvent; an ionic compound (1) solution previously dissolved in an organic solvent and a polymer are mixed, and then a film is formed by a casting method or a coating method to volatilize the organic solvent. A method (gel electrolyte); a method in which a polymer and an ionic compound (1) are melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer, mixed and molded (intrinsic polymer electrolyte);

媒体の量は、本発明に係る電解質材料(i)中のイオン性化合物(1)の濃度が、1質量%以上となるようにする。尚、媒体の量の上限は、電解質材料(i)中のイオン性化合物(1)の濃度が飽和濃度以下となるようにするのが好ましい。例えば、γ−ブチロラクトンに対するリチウムテトラシアノボレートの飽和濃度は8.1質量%であり、リチウムトリシアノメトキシボレートの飽和濃度は20.2質量%である。より好ましくは、一般式(1)においてnが0であるイオン性化合物の場合、電解質材料(i)中のイオン性化合物(1)の濃度は2質量%以上であるのがより好ましく、さらに好ましくは5質量%以上であり、さらに一層好ましくは6質量%以上である。電解質材料(i)中のイオン性化合物(1)の濃度は10質量%以下であるのがより好ましい。一方、一般式(1)においてnが1〜3であるイオン性化合物の場合、電解質材料(i)中のイオン性化合物(1)の濃度は5質量%以上であるのが好ましく、さらに好ましくは6質量%以上であり、30質量%以下であるのがより好ましく、さらに好ましくは25質量%以下である。   The amount of the medium is such that the concentration of the ionic compound (1) in the electrolyte material (i) according to the present invention is 1% by mass or more. In addition, it is preferable that the upper limit of the amount of the medium is such that the concentration of the ionic compound (1) in the electrolyte material (i) is equal to or lower than the saturation concentration. For example, the saturation concentration of lithium tetracyanoborate with respect to γ-butyrolactone is 8.1% by mass, and the saturation concentration of lithium tricyanomethoxyborate is 20.2% by mass. More preferably, in the case of an ionic compound in which n is 0 in the general formula (1), the concentration of the ionic compound (1) in the electrolyte material (i) is more preferably 2% by mass or more, and still more preferably. Is 5% by mass or more, and more preferably 6% by mass or more. The concentration of the ionic compound (1) in the electrolyte material (i) is more preferably 10% by mass or less. On the other hand, in the case of an ionic compound in which n is 1 to 3 in the general formula (1), the concentration of the ionic compound (1) in the electrolyte material (i) is preferably 5% by mass or more, more preferably It is 6 mass% or more, It is more preferable that it is 30 mass% or less, More preferably, it is 25 mass% or less.

≪電解質材料(ii)≫
また、本発明には、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物を含み、水の含有量が500ppm以下である電解質材料(ii)も含まれる。
≪Electrolyte material (ii) ≫
The present invention also includes an electrolyte material (ii) containing the ionic compound represented by the general formula (1) and having a water content of 500 ppm or less.

電解質材料(i)同様、電解質材料(ii)に水分が含まれている場合には、電解液の耐電特性を低下させ、ひいては、電解質材料(ii)が備えられる電気化学デバイスの不良の原因となる。したがって、水分の含有量は低ければ低いほどよく、本発明の電解質材料(ii)に含まれる水分量は300ppm以下であるのが好ましく、より好ましくは200ppm、さらに好ましくは150ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である。なお、水分の含有量の下限は特に限定されず、最も好ましいのは0ppmであるが、0ppmまで低減することは技術的に困難であり、また、経済的理由からも好ましくない場合がある。したがって、本発明においては水分含有量の下限は0.1ppm程度であればよい。水分含有量が0.1ppm程度であれば電解質材料(ii)に含まれるイオン性化合物の特性に対する影響は少ないからである。また、下限は1ppm程度であってもよい。顕著な特性の低下は見られ難く実用上の問題は生じ難いからである。   Similarly to the electrolyte material (i), when the electrolyte material (ii) contains moisture, the electric withstand characteristics of the electrolytic solution are deteriorated, and as a result, the cause of the failure of the electrochemical device provided with the electrolyte material (ii) Become. Accordingly, the lower the moisture content, the better. The moisture content contained in the electrolyte material (ii) of the present invention is preferably 300 ppm or less, more preferably 200 ppm, still more preferably 150 ppm or less, particularly preferably 100 ppm. It is as follows. The lower limit of the moisture content is not particularly limited, and is most preferably 0 ppm. However, it is technically difficult to reduce it to 0 ppm, and it may not be preferable for economic reasons. Therefore, in the present invention, the lower limit of the water content may be about 0.1 ppm. This is because if the water content is about 0.1 ppm, the influence on the characteristics of the ionic compound contained in the electrolyte material (ii) is small. The lower limit may be about 1 ppm. This is because a remarkable deterioration in characteristics is hardly seen and practical problems are unlikely to occur.

ここで、本発明の電解質材料(ii)は上記イオン性化合物(1)を含んでいればよい。したがって、本発明においては、イオン性化合物(1)(固体状)に含まれる水分含有量が上記範囲であるのが望ましい。   Here, the electrolyte material (ii) of the present invention only needs to contain the ionic compound (1). Therefore, in the present invention, it is desirable that the water content contained in the ionic compound (1) (solid form) is in the above range.

電解質材料(ii)中の水分含有量も、電解質材料(i)同様、後述する実施例に記載の方法により測定できる。   Similarly to the electrolyte material (i), the water content in the electrolyte material (ii) can also be measured by the method described in Examples described later.

なお、電解質材料の水分含有量を上述の範囲とする方法は特に限定されないが、例えば、後述する本発明の製造方法を採用することにより、水分量が低減されたイオン性化合物(1)を含む電解質材料(i)、(ii)を得ることができる。   In addition, the method of setting the water content of the electrolyte material in the above range is not particularly limited, but includes, for example, the ionic compound (1) having a reduced water content by adopting the production method of the present invention described later. Electrolyte materials (i) and (ii) can be obtained.

本発明の電解質材料(i)、(ii)は、イオン性化合物(1)の濃度が5質量%〜飽和濃度の範囲となるように蓄電デバイス用溶媒(媒体)に電解質材料(i)又は(ii)を溶解させて調製した電解液について、作用極をグラッシーカーボン電極、参照極をAg電極、対極をPt電極とする3極式の電気化学セルを使用して、掃引範囲が自然電位〜10V、掃引速度100mV/secの条件でリニアースイープボルタンメトリー測定をしたときに、3.8V〜13.8V(v.s.Li/Li+)領域で観測されるピーク電流値が2mA/cm2以下であるのが好ましい。 In the electrolyte material (i), (ii) of the present invention, the electrolyte material (i) or (i) is added to the solvent (medium) for the electricity storage device so that the concentration of the ionic compound (1) is in the range of 5 mass% to the saturated concentration. The electrolytic solution prepared by dissolving ii) uses a tripolar electrochemical cell in which the working electrode is a glassy carbon electrode, the reference electrode is an Ag electrode, and the counter electrode is a Pt electrode. When the linear sweep voltammetry measurement is performed at a sweep rate of 100 mV / sec, the peak current value observed in the 3.8 V to 13.8 V (vs. Li / Li + ) region is 2 mA / cm 2 or less. Preferably there is.

ここで、上記「蓄電デバイス用溶媒」とは、ラクトン系溶媒及びカーボネート系溶媒から選ばれる溶媒であり、これらは単独で用いてもよく、また、2以上の溶媒を混合したものでもよい。例としては、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートよりなる群から選択される1種以上の溶媒又は混合溶媒が挙げられるが、これらに限定するものではない。   Here, the “solvent for an electricity storage device” is a solvent selected from a lactone solvent and a carbonate solvent, and these may be used singly or may be a mixture of two or more solvents. Examples include, but are not limited to, one or more solvents or mixed solvents selected from the group consisting of γ-butyrolactone, propylene carbonate, ethylene carbonate, and ethyl methyl carbonate.

上記LSV測定に用いられる電解液は、電解質材料(i)又は(ii)を蓄電デバイス用溶媒に分散、溶解させたもの、又は、後述する製造方法により、溶媒としてラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒から蓄電デバイス用溶媒として用いられる溶媒を使用し、イオン性化合物(1)の濃度が7質量%となるように工程(i)及び/又は工程(ii)を実施して得られたイオン性化合物(1)溶液(電解質材料(i))が挙げられる。本発明においては、これら電解液についてLSV測定をした場合に観測されるピーク電流値が上記範囲であるのが好ましい。   The electrolytic solution used for the LSV measurement is obtained by dispersing and dissolving the electrolyte material (i) or (ii) in a solvent for an electricity storage device, or a lactone solvent and / or a carbonate solvent as a solvent by a production method described later. Using the solvent used as the solvent for the electricity storage device from the solvent, the ionicity obtained by carrying out the step (i) and / or the step (ii) so that the concentration of the ionic compound (1) is 7% by mass A compound (1) solution (electrolyte material (i)) is mentioned. In the present invention, it is preferable that the peak current value observed when LSV measurement is performed for these electrolytes is in the above range.

上述のように、本発明の電解質材料(i)及び(ii)は水分含有量が低減されているため、水に起因する電解液の分解が生じ難く、リチウム基準で13.8Vといった高電位側にまで電位を走査させても、観測されるピーク電流値(分解電流値)を低く抑えることができる。したがって、本発明の電解質材料(i)及び(ii)は、耐電圧特性に優れる電解液材料又は電解液として使用できることが分かる。なお、ピーク電流値が低いほど耐電圧特性に優れることを意味するので、ピーク電流値は1.5mA/cm2以下であるのがより好ましく、1.3mA/cm2以下であるのがさらに好ましい。特に好ましくは1.0mA/cm2以下である。 As described above, since the electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention have a reduced water content, the electrolytic solution caused by water is hardly decomposed, and a high potential side of 13.8 V on the basis of lithium. Even when the potential is scanned up to 1, the observed peak current value (resolved current value) can be kept low. Therefore, it can be seen that the electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention can be used as an electrolyte solution material or an electrolyte solution having excellent withstand voltage characteristics. Incidentally, this means that the peak current value is excellent in low enough withstand voltage characteristic, the peak current value is more preferably at 1.5 mA / cm 2 or less, more preferably at 1.3 mA / cm 2 or less . Particularly preferably, it is 1.0 mA / cm 2 or less.

なお、電解質材料(i)及び(ii)を溶媒に溶かして調製した電解液についてLSV測定する場合においては、溶媒に由来する水分が測定値に影響しないようにするのが好ましい。具体的には、LSV測定に使用する溶媒は水分量が30ppm以下の脱水グレードの溶媒を用いればよい。   In addition, when LSV measurement is performed on an electrolytic solution prepared by dissolving the electrolyte materials (i) and (ii) in a solvent, it is preferable that moisture derived from the solvent does not affect the measured value. Specifically, the solvent used for the LSV measurement may be a dehydrated grade solvent having a water content of 30 ppm or less.

<イオン性化合物(1)>
次に、一般式(1)で表される本発明のイオン性化合物について説明する。本発明に係るイオン性化合物(1)は、上記一般式(1)に表されるように、Kt1 m+で示される無機カチオンと、[B(CN)4-nn-で示されるシアノボレートアニオンとからなるイオン性化合物である。
<Ionic compound (1)>
Next, the ionic compound of the present invention represented by the general formula (1) will be described. The ionic compound (1) according to the present invention is represented by an inorganic cation represented by Kt 1 m + and [B (CN) 4−n Y n ] as represented by the general formula (1). It is an ionic compound composed of a cyanoborate anion.

シアノボレートアニオン:[B(CN)4-nn-
本発明に係るシアノボレートアニオンは、ホウ素に、シアノ基:−CNと、−Yが結合した一般式:[B(CN)4-nn-で表される構造を有する。なお、上記一般式中、nは0〜3の整数であるので、本発明に係るシアノボレートアニオンには、nが0であるテトラシアノボレートアニオン:[B(CN)4-;nが1であるトリシアノボレートアニオン:[B(CN)3Y]-;nが2であるジシアノボレートアニオン:[B(CN)22-;nが3であるモノシアノボレートアニオン:[B(CN)Y3-;のシアノボレートアニオン類が含まれる。なお、シアノボレートアニオンとしては、上記一般式中、nは、0又は1であるのが好ましい。
Cyanoborate anion: [B (CN) 4-n Y n ]
Cyano anions according to the present invention, the boron, a cyano group: and -CN, -Y are bonded to the general formula: [B (CN) 4- n Y n] - has a structure represented by. In the above general formula, since n is an integer of 0 to 3, the cyanoborate anion according to the present invention includes a tetracyanoborate anion in which n is 0: [B (CN) 4 ] ; A tricyanoborate anion: [B (CN) 3 Y] ; a dicyanoborate anion in which n is 2: [B (CN) 2 Y 2 ] ; a monocyanoborate anion in which n is 3: [B ( CN) Y 3 ] - ; cyanoborate anions. As the cyanoborate anion, in the above general formula, n is preferably 0 or 1.

上記一般式で表されるアニオン中、Yはハロゲン又は(X2R)であり、ハロゲンとしては、F、Cl、BrおよびIが挙げられる。X2はO又はSを表す。X2としてはOが好ましい。Rは、H又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。なお、炭化水素基は置換基を有していてもよく、この場合、置換基を構成する炭素の数は、前述の炭素数には含まれない。また、上記炭化水素基は、その一部にヘテロ原子(O、N、Si等)を含んでいてもよく、さらに、炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部がF、Cl、Br及びIなどのハロゲン原子で置換されていてもよい。炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖、分枝鎖又は環状の飽和及び/又は不飽和炭化水素基が好ましく、より好ましい炭化水素基としては、炭素数1〜10のアルキル基、アルキルシリル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基または、ベンジル基などが挙げられる。具体的な炭化水素基Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分枝鎖状のアルキル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基;ビニル基などのアルケニル基;フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ジメチルフェニル基、ナフチル基等のアリール基;が挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、フェニル基である。 In the anion represented by the above general formula, Y is halogen or (X 2 R), and examples of the halogen include F, Cl, Br and I. X 2 represents O or S. X 2 is preferably O. R represents H or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Note that the hydrocarbon group may have a substituent, and in this case, the number of carbons constituting the substituent is not included in the above-described number of carbons. In addition, the hydrocarbon group may contain a hetero atom (O, N, Si, etc.) in a part thereof, and further, a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be F, Cl, Br and It may be substituted with a halogen atom such as I. As the hydrocarbon group, a linear, branched or cyclic saturated and / or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a more preferable hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Examples thereof include an alkylsilyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a benzyl group. Specific examples of the hydrocarbon group R include straight groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, pentyl group, hexyl group and octyl group. Chain or branched alkyl groups; cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups and cyclopentyl groups; alkenyl groups such as vinyl groups; aryl groups such as phenyl groups, methylphenyl groups, methoxyphenyl groups, dimethylphenyl groups, naphthyl groups; Is mentioned. Preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group and phenyl group.

具体的なシアノボレートアニオンとしては、[B(CN)4-で表されるテトラシアノボレートアニオン;[B(CN)3(OMe)]-、[B(CN)3(OEt)]-、[B(CN)3(O−i−Pr)]-(なお、“−i−”は“iso”を示す。以下同様。)、[B(CN)3(OBu)]-、[B(CN)3(OPh)]-等のアルコキシトリシアノボレートアニオン;[B(CN)3(SMe)]-等のチオアルコキシトリシアノボレートアニオン;[B(CN)2(OMe)2-、[B(CN)2(OEt)2-、[B(CN)2(O−i−Pr)2-、[B(CN)2(OBu)2-、[B(CN)2(OPh)2-等のジアルコキシジシアノボレートアニオン;[B(CN)(OMe)3-、[B(CN)(OEt)3-、[B(CN)(O−i−Pr)3-、[B(CN)(OBu)3-、[B(CN)(OPh)3-等のトリアルコキシシアノボレートアニオン;が挙げられる。 Specific cyanoborate anions include tetracyanoborate anions represented by [B (CN) 4 ] ; [B (CN) 3 (OMe)] , [B (CN) 3 (OEt)] , [B (CN) 3 (Oi-Pr)] (“-i-” indicates “iso”, the same applies hereinafter), [B (CN) 3 (OBu)] , [B ( CN) 3 (OPh)] etc .; alkoxytricyanoborate anions such as [B (CN) 3 (SMe)] etc .; thioalkoxytricyanoborate anions such as [B (CN) 2 (OMe) 2 ] , [ B (CN) 2 (OEt) 2] -, [B (CN) 2 (O-i-Pr) 2] -, [B (CN) 2 (OBu) 2] -, [B (CN) 2 (OPh ) 2] -, etc. dialkoxy dicyano borate anion; [B (CN) (OMe ) 3] -, [B (CN) ( Et) 3] -, [B (CN) (O-i-Pr) 3] -, [B (CN) (OBu) 3] -, [B (CN) (OPh) 3] - or the like of the trialkoxy cyano Borate anion.

無機カチオン:Kt1 m+
本発明に係るイオン性化合物(1)を構成する無機カチオンKt1 m+としては、Li+、Na+、K+、Cs+、Pb+等の1価の無機カチオンKt1 1+;Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pd2+、Sn2+、Hg2+、Rh2+、Cu2+、Be2+、Sr2+、Ba2+等の2価の無機カチオンKt1 2+;および、Ga3+等の3価の無機カチオンKt1 3+が挙げられる。これらの中でも、Li+、Na+、Mg2+およびCa2+はイオン半径が小さく蓄電デバイスとして利用し易いため好ましく、より好ましい無機カチオンはLi+である。
Inorganic cation: Kt 1 m +
As the inorganic cation Kt 1 m + constituting the ionic compound (1) according to the present invention, monovalent inorganic cation Kt 1 1+ such as Li + , Na + , K + , Cs + , Pb +, etc .; Mg 2+ , Ca 2+, Zn 2+, Pd 2+, Sn 2+, Hg 2+, Rh 2+, Cu 2+, Be 2+, Sr 2+, 2 divalent inorganic cations of Ba 2+, etc. Kt 1 2 + ; And trivalent inorganic cations Kt 1 3+ such as Ga 3+ . Among these, Li + , Na + , Mg 2+ and Ca 2+ are preferable because they have a small ionic radius and can be easily used as an electricity storage device, and a more preferable inorganic cation is Li + .

イオン性化合物(1):Kt1 m+[B-(CN)4-nnm
本発明に係るイオン性化合物(1)には、上記無機カチオンとシアノボレートアニオンの組み合わせからなるものは全て含まれる。具体的なイオン性化合物(1)としては、リチウムテトラシアノボレート、リチウムトリシアノメトキシボレート、リチウムトリシアノエトキシボレート、ナトリウムテトラシアノボレート、ナトリウムトリシアノメトキシボレート、マグネシウムビス(トリシアノメトキシボレート)、リチウムトリシアノイソプロポキシボレート、リチウムトリシアノブトキシボレート、リチウムトリシアノフェノキシボレート、リチウムトリシアノ(ペンタフルオロフェノキシ)ボレート、リチウムトリシアノ(トリメチルシロキシ)ボレート、リチウムトリシアノ(ヘキサフルオロイソプロポキシ)ボレート、リチウムトリシアノメチルチオボレート、リチウムジシアノジメトキシボレート、リチウムシアノトリメトキシボレート等が挙げられる。これらの中でも、リチウムトリシアノメトキシボレート、リチウムトリシアノエトキシボレート、リチウムトリシアノフェノキシボレート、リチウムトリシアノブトキシボレート、リチウムテトラシアノボレートが好ましい。特に好ましくはリチウムテトラシアノボレートである。
Ionic compound (1): Kt 1 m + [B - (CN) 4-n Y n] m
The ionic compound (1) according to the present invention includes all compounds composed of a combination of the inorganic cation and the cyanoborate anion. Specific examples of the ionic compound (1) include lithium tetracyanoborate, lithium tricyanomethoxyborate, lithium tricyanoethoxyborate, sodium tetracyanoborate, sodium tricyanomethoxyborate, magnesium bis (tricyanomethoxyborate), lithium Tricyanoisopropoxyborate, lithium tricyanobutoxyborate, lithium tricyanophenoxyborate, lithium tricyano (pentafluorophenoxy) borate, lithium tricyano (trimethylsiloxy) borate, lithium tricyano (hexafluoroisopropoxy) borate, lithium tricia Nomethylthioborate, lithium dicyanodimethoxyborate, lithium cyanotrimethoxyborate and the like. Among these, lithium tricyanomethoxyborate, lithium tricyanoethoxyborate, lithium tricyanophenoxyborate, lithium tricyanobutoxyborate, and lithium tetracyanoborate are preferable. Particularly preferred is lithium tetracyanoborate.

本発明の電解質材料(i)、(ii)には、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物と媒体又はイオン性化合物(1)のみが含まれていてもよいが、イオン性化合物(1)以外の他の電解質が含まれていてもよい。他の電解質を用いることで、電解質材料中のイオンの絶対量を増加させることができ、本発明の電解質材料を用いたイオン伝導材料における電気伝導度の向上を図ることができる。   The electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention may contain only the ionic compound represented by the general formula (1) and the medium or the ionic compound (1). An electrolyte other than (1) may be included. By using another electrolyte, the absolute amount of ions in the electrolyte material can be increased, and the electrical conductivity of the ion conductive material using the electrolyte material of the present invention can be improved.

他の電解質としては、電解液中での解離定数が大きく、また、後述する非プロトン性溶媒と溶媒和し難いアニオンを有するものが好ましい。他の電解質を構成するカチオン種としては、例えば、Li+、Na+、K+等のアルカリ金属イオン、Ca2+、Mg2+等のアルカリ土類金属イオンおよびオニウムカチオンが挙げられ、特に、鎖状第4級アンモニウムまたはリチウムイオンが好ましい。一方、アニオン種としては、PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、ClO4 -、AlCl4 -、C[(CN)3-、N[(CN)2-、N[(SO2CF32-、N[(SO2F)2-、CF3(SO3-、C[(CF3SO23-、AsF6 -、SbF6 -およびジシアノトリアゾレートイオン(DCTA)などが挙げられる。これらの中でも、PF6 -、BF4 -がより好ましく、BF4 -が特に好ましい。 As other electrolytes, those having a large dissociation constant in the electrolyte and having an anion that is difficult to solvate with an aprotic solvent described later are preferable. Examples of cation species constituting other electrolytes include alkali metal ions such as Li + , Na + and K + , alkaline earth metal ions such as Ca 2+ and Mg 2+ , and onium cations. Chain quaternary ammonium or lithium ions are preferred. On the other hand, as anion species, PF 6 , BF 4 , Cl , Br , ClO 4 , AlCl 4 , C [(CN) 3 ] , N [(CN) 2 ] , N [( SO 2 CF 3 ) 2 ] , N [(SO 2 F) 2 ] , CF 3 (SO 3 ) , C [(CF 3 SO 2 ) 3 ] , AsF 6 , SbF 6 and dicyanotri An azolate ion (DCTA) etc. are mentioned. Among these, PF 6 and BF 4 are more preferable, and BF 4 is particularly preferable.

具体的には、LiCF3SO3、NaCF3SO3、KCF3SO3等のトリフロロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiC(CF3SO23、LiN(CF3CF2SO22、LiN(FSO22等のパーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiPF6、NaPF6、KPF6等のヘキサフロロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiClO4、NaClO4等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiBF4、NaBF4等のテトラフルオロ硼酸塩;LiAsF6、LiI、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiCl、NaI、NaAsF6、KI等のアルカリ金属塩;過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の第4級アンモニウム塩;(C254NBF4、(C253(CH3)NBF4等のテトラフルオロ硼酸の第4級アンモニウム塩、(C254NPF6等の第4級アンモニウム塩;(CH34P・BF4、(C254P・BF4等の第4級ホスホニウム塩などが好適である。これらの中でも、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩が好適である。また、非プロトン性有機溶媒中での溶解性、イオン伝導度の観点からは、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、パーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、鎖状第4級アンモニウム塩が好ましく、耐還元性の観点からは、鎖状第4級アンモニウム塩が好ましい。なお、アルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好適であり、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩が好適である。より好ましいのはリチウム塩である。 Specifically, alkali metal salts or alkaline earth metal salts of trifluoromethanesulfonic acid such as LiCF 3 SO 3 , NaCF 3 SO 3 , KCF 3 SO 3 ; LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 Alkali metal salts and alkaline earth metal salts of perfluoroalkanesulfonic acid imides such as CF 2 SO 2 ) 2 and LiN (FSO 2 ) 2 ; Alkali metal salts of hexafluorophosphoric acid such as LiPF 6 , NaPF 6 and KPF 6 and alkaline earth metal salts; LiClO 4, NaClO 4 perchlorate alkali metal salt or an alkaline earth metal such as salts; LiBF 4, tetrafluoroborate of NaBF 4 such; LiAsF 6, LiI, LiSbF 6 , LiAlO 4, Alkali metal salts such as LiAlCl 4 , LiCl, NaI, NaAsF 6 , and KI; fourth of perchloric acid such as tetraethylammonium perchlorate Quaternary ammonium salts; quaternary ammonium salts of tetrafluoroboric acid such as (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 3 (CH 3 ) NBF 4 , and (C 2 H 5 ) 4 NPF 6 Quaternary ammonium salts; quaternary phosphonium salts such as (CH 3 ) 4 P · BF 4 and (C 2 H 5 ) 4 P · BF 4 are preferred. Among these, alkali metal salts and / or alkaline earth metal salts are preferable. Further, from the viewpoint of solubility in an aprotic organic solvent and ion conductivity, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , alkali metal salt or alkaline earth metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid imide, A quaternary ammonium salt is preferable, and a chain quaternary ammonium salt is preferable from the viewpoint of reduction resistance. As the alkali metal salt, a lithium salt, a sodium salt, and a potassium salt are preferable, and as the alkaline earth metal salt, a calcium salt and a magnesium salt are preferable. More preferred is a lithium salt.

上記他の電解質の存在量としては、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物と他の電解質との合計100質量%中、0.1質量%、90質量%以下であることが好適である。他の電解質量が少なすぎる場合には、他の電解質を用いた効果(たとえばイオンの絶対量が充分なものとならず、電気伝導度が小さくなる)が得られ難い場合があり、他の電解質量が多すぎる場合には、イオンの移動が大きく阻害される虞がある。より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。   The abundance of the other electrolyte is preferably 0.1% by mass or 90% by mass or less in a total of 100% by mass of the ionic compound represented by the general formula (1) and the other electrolyte. It is. If the amount of other electrolytes is too small, it may be difficult to obtain the effect of using other electrolytes (for example, the absolute amount of ions is not sufficient and the electrical conductivity is reduced). When there is too much quantity, there exists a possibility that the movement of ion may be inhibited greatly. More preferably, it is 1 mass% or more, More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 80 mass% or less, More preferably, it is 70 mass% or less.

≪電解質材料(i)、(ii)の製造方法≫
本発明の製造方法とは、上記電解質材料(i)、(ii)の製造方法であって、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物をラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒から選ばれる溶媒と混合した後、
(i)蒸留を行う工程、及び/又は
(ii)モレキュラーシーブと接触させる工程、
を含むところに特徴を有する。
<< Production Method of Electrolyte Material (i), (ii) >>
The production method of the present invention is a production method of the electrolyte materials (i) and (ii), wherein the ionic compound represented by the general formula (1) is selected from a lactone solvent and / or a carbonate solvent. After mixing with the solvent
(I) a step of performing distillation, and / or (ii) a step of contacting with a molecular sieve,
It has the characteristic in including.

本発明の電解質材料(i)、(ii)に含まれるイオン性化合物(1)は水との親和性が非常に高く、高真空下100℃を超える温度下で加熱を続けても、イオン性化合物(1)に含まれる水分量を十分に低減させることは困難である。そこで、本発明者らは、水分量を低減させる方法について検討を重ねたところ、イオン性化合物(1)を有機溶媒に溶解させた状態で処理することで、効果的に水分量を低減させられることを見出した。しかしながら、水より沸点の低い有機溶媒では、水分の除去よりも先に溶媒が留去されるという問題があり、また、イオン性化合物(1)の溶解度が低い有機溶媒では、脱水処理の最中にイオン性化合物が析出してしまい、水分量を十分に低減させ難いといった問題がある。さらに、イオン性化合物の溶解性の観点から極性溶媒を用いることも考えられるが、この場合、乾燥後のイオン性化合物に極性溶媒が残留してしまう。イオン性化合物が極性溶媒を含む場合、これを電気化学用途に用いると、溶媒の分解による異常電流の発生、イオン伝導性の低下などの電気化学的特性を低下させるといった問題が生じる。そこで、更なる検討を重ねた結果、本発明者らは驚くべきことに、電解液用溶媒としても用いられるラクトン系溶媒又はカーボネート系溶媒から選ばれる溶媒にイオン性化合物を溶解させた状態で、(i)蒸留工程、及び/又は、(ii)モレキュラーシーブとの接触工程を行うことで、イオン性化合物の析出を防止しつつ充分に水分量を低減でき、また、電気化学用途に用いた場合にも電気化学的特性が低下し難い電解質材料が得られることを見出し、本発明を完成した。以下、イオン性化合物(1)の合成方法から順に説明する。   The ionic compound (1) contained in the electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention has a very high affinity for water, and even if heating is continued at a temperature exceeding 100 ° C. under high vacuum, It is difficult to sufficiently reduce the amount of water contained in compound (1). Therefore, the present inventors have repeatedly studied on a method for reducing the amount of water, and can effectively reduce the amount of water by treating the ionic compound (1) in a state dissolved in an organic solvent. I found out. However, the organic solvent having a boiling point lower than that of water has a problem that the solvent is distilled off prior to the removal of water, and the organic solvent having a low solubility of the ionic compound (1) is in the middle of dehydration treatment. There is a problem that the ionic compound is precipitated on the surface, and it is difficult to sufficiently reduce the water content. Furthermore, it is conceivable to use a polar solvent from the viewpoint of solubility of the ionic compound, but in this case, the polar solvent remains in the ionic compound after drying. When the ionic compound contains a polar solvent, if it is used for electrochemical applications, problems such as generation of abnormal current due to decomposition of the solvent and deterioration of electrochemical characteristics such as reduction of ionic conductivity occur. Then, as a result of repeated further studies, the present inventors surprisingly, in a state where the ionic compound is dissolved in a solvent selected from a lactone solvent or a carbonate solvent used also as a solvent for an electrolyte solution, When (i) distillation step and / or (ii) contact step with molecular sieve can sufficiently reduce water content while preventing precipitation of ionic compound, and when used for electrochemical applications In addition, the present inventors have found that an electrolyte material in which electrochemical characteristics are hardly deteriorated can be obtained, and the present invention has been completed. Hereinafter, the synthesis method of the ionic compound (1) will be described in order.

本発明に係るイオン性化合物(1)は、例えば、国際公開第2010/021391号パンフレット等に記載の方法により合成すればよいが、具体的には、シアン化合物と、ホウ素化合物とを反応させることにより製造することができる。   The ionic compound (1) according to the present invention may be synthesized by, for example, the method described in International Publication No. 2010/021391, etc. Specifically, the cyan compound and the boron compound are reacted. Can be manufactured.

シアン化合物
上記一般式(1)で表されるイオン性化合物(1)のCN源としては、シアン化合物を用いるのが好ましい。シアン化合物としては、金属シアニド;シアン化アンモニウム系化合物;シリルシアニド類;シアン化水素等が挙げられる。
Cyanide compound As the CN source of the ionic compound (1) represented by the general formula (1), it is preferable to use a cyanide compound. Examples of the cyanide include metal cyanides; ammonium cyanide compounds; silyl cyanides; hydrogen cyanide.

上記金属シアニドとしては、上述の無機カチオンKt1 m+のシアン化物が挙げられる。好ましい金属シアニドとしては、KCN、NaCN、LiCN、Zn(CN)2、Ga(CN)3、Pd(CN)2、Sn(CN)2、Hg(CN)2、Rh(CN)2、Cu(CN)2、およびPbCN等が挙げられる。 The metal cyanide, and inorganic cations Kt 1 m + cyanide above. Preferred metal cyanides include KCN, NaCN, LiCN, Zn (CN) 2 , Ga (CN) 3 , Pd (CN) 2 , Sn (CN) 2 , Hg (CN) 2 , Rh (CN) 2 , Cu ( CN) 2 and PbCN.

シアン化アンモニウム系化合物としては、中心元素が窒素であるオニウムカチオン(例えば、R4+で表されるアンモニウムカチオン;イミダゾリウム誘導体、ピロリジニウム誘導体等の含窒素複素環カチオン)とシアン化物イオン(CN-)とからなる化合物が挙げられる。 As the ammonium cyanide compound, an onium cation (for example, an ammonium cation represented by R 4 N + ; a nitrogen-containing heterocyclic cation such as an imidazolium derivative or a pyrrolidinium derivative) and a cyanide ion (CN) are used. - )).

シリルシアニド類としては、トリメチルシリルシアニド、トリエチルシリルシアニド、トリイソプロピルシリルシアニド、エチルジメチルシリルシアニド、イソプロピルジメチルシリルクロリド、tert-ブチルジメチルシリルシアニド等のアルキルシリルシアニド;ジメチルフェニルシリルシアニド、フェニルジメチルシリルシアニド等のアルキルアリールシリルシアニド等が挙げられる。   Examples of silyl cyanides include trimethylsilyl cyanide, triethylsilyl cyanide, triisopropylsilyl cyanide, alkyldimethyl cyanide such as ethyldimethylsilyl cyanide, isopropyldimethylsilyl chloride, tert-butyldimethylsilyl cyanide; dimethylphenylsilyl cyanide; And alkylarylsilyl cyanides such as phenyldimethylsilyl cyanide.

なお、シアン化合物は、市販のものを用いてもよく、また、公知の方法で合成したものを用いてもよい。   In addition, a commercially available thing may be used for a cyanide compound, and what was synthesize | combined by the well-known method may be used.

ホウ素化合物
ホウ素化合物は、本発明に係るイオン性化合物(1)のホウ素源となるものである。したがって、ホウ素化合物としては、ホウ素を含むものであれば特に限定はされないが、例えば、ZBX1 4(Zは、水素原子又はアルカリ金属原子、X1は、水素原子若しくはハロゲン原子を表す。以下、同様。)、ZB(X2R)4(Rは、上記一般式(1)における炭化水素基Rと同様であり、X2はO又はSである。以下、同様。)、BX1 3、BX1 3−錯体、B(X2R)3、B(X2R)3−錯体、Na247、ZnO・B23およびNaBO3よりなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
Boron compound A boron compound becomes a boron source of the ionic compound (1) based on this invention. Accordingly, the boron compound is not particularly limited as long as it contains boron. For example, ZBX 1 4 (Z represents a hydrogen atom or an alkali metal atom, and X 1 represents a hydrogen atom or a halogen atom. The same, and ZB (X 2 R) 4 (R is the same as the hydrocarbon group R in the general formula (1), and X 2 is O or S. The same applies hereinafter), BX 1 3 , BX 1 3 -complex, B (X 2 R) 3 , B (X 2 R) 3 -complex, Na 2 B 4 O 7 , ZnO.B 2 O 3 and at least one selected from the group consisting of NaBO 3 Preferably there is.

ZBX1 4としては、HBF4、KBF4、KBBr4、LiBF4、NaBH4等が挙げられ、ZB(X2R)4としては、NaB(OH)4、KB(OH)4、LiB(OH)4等が挙げられ、BX1 3としては、BH3、BF3、BCl3、BBr3、BI3等が挙げられ、B(X2R)3としては、ホウ酸;B(OMe)3およびB(OEt)3、B(O−i−Pr)3、B(O−t−Bu)3(なお、−t−は“tert”を示す。以下同様。)、B(OPh)3、B(OTMS)3、B(O(C65))3、B(OCH(CF3)23、B(O−n−Bu)3、(なお、−n−は“normal”を示す。以下同様。)等のホウ酸エステル;B(SMe)3およびB(SEt)3、B(S−i−Pr)3、B(S−t−Bu)3、B(SPh)3などのホウ酸チオエステル;等が挙げられ、BX1 3−錯体、B(X2R)3−錯体としては、ジエチルエーテル、トリプロピルエーテル、トリブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリフェニルアミン、グアニジン、アニリン、モルホリン、ピロリジン、メチルピロリジン等のアミン類と、前記BX1 3又はB(X2R)3との錯体等が挙げられる。これらの中でも、反応性が比較的高いNaBH4、BH3、BF3、BCl3、BBr3、B(OMe)3、B(OEt)3、B(SMe)3、B(SEt)3、Na247、B(OH)3が好ましく、BF3、BCl3、BBr3等のX1がハロゲン原子であるBX1 3や、B(OMe)3、B(OEt)3等、X2がOで、Rが炭素数1〜4のアルコキシ基を有するホウ酸エステル:B(OR)3がより好ましく、最も好ましいものとしては、BCl3、B(OMe)3およびB(OEt)3が挙げられる。上記ホウ素化合物は、単独で使用してもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The ZBX 1 4, HBF 4, KBF 4, KBBr 4, LiBF 4, NaBH 4 , and examples of the ZB (X 2 R) 4, NaB (OH) 4, KB (OH) 4, LiB (OH 4 ) and the like, and BX 1 3 includes BH 3 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , BI 3 and the like, and B (X 2 R) 3 includes boric acid; B (OMe) 3 and B (OEt) 3, B ( O-i-Pr) 3, B (O-t-Bu) 3 ( Note,-t-indicates a "tert". Similarly.), B (OPh) 3 , B (OTMS) 3 , B (O (C 6 F 5 )) 3 , B (OCH (CF 3 ) 2 ) 3 , B (On-Bu) 3 , (-n- is “normal”. .. shown hereinafter the same) borate esters such as; B (SMe) 3 and B (SEt) 3, B ( S-i-Pr) 3, B (S-t-Bu) 3, B ( Ph) 3 Boric acid such as thioester; and the like, BX 1 3 - complex, B (X 2 R) 3 - The complex, diethyl ether, tripropyl ether, tri-butyl ether, tetrahydrofuran, ammonia, Methylamine, ethylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, trimethylamine, triethylamine, tributylamine, triphenylamine, guanidine, aniline, morpholine, pyrrolidine, methylpyrrolidine, etc. Examples include complexes of amines with the above BX 1 3 or B (X 2 R) 3 . Among these, NaBH 4 , BH 3 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , B (OMe) 3 , B (OEt) 3 , B (SMe) 3 , B (SEt) 3 , Na having relatively high reactivity 2 B 4 O 7 and B (OH) 3 are preferable, and BF 1 , BCl 3 , BBr 3, etc., where X 1 is a halogen atom, BX 1 3 , B (OMe) 3 , B (OEt) 3, etc. Boric acid ester 2 in which R is O and R has an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms: B (OR) 3 is more preferred, and most preferred are BCl 3 , B (OMe) 3 and B (OEt) 3 Is mentioned. The said boron compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

上記原料の配合割合は、イオン性化合物(1)において、ホウ素に結合するシアノ基の数に応じてその割合を変えればよく、これにより、シアノ基の1置換体であるモノシアノボレート塩から、ジシアノボレート塩(2置換体)、トリシアノボレート塩(3置換体)およびシアノ基の4置換体であるテトラシアノボレート塩を得ることができる。例えば、シアン化合物に対するホウ素化合物の使用量は、0.5:1〜100:1(シアン化合物:ホウ素化合物、モル比)とするのが好ましい。より好ましくは0.8:1〜80:1であり、より一層好ましくは1:1〜50:1であり、さらに好ましくは1:1〜40:1であり、さらに一層好ましくは3:1〜40:1であり、特に好ましくは4:1〜20:1であり、特に一層好ましくは4:1〜10:1であり、最も好ましくは4:1〜5:1である。シアン化合物の配合量が少なすぎると、目的のイオン性化合物(1)の生成量が少なくなったり、副生物が生成する場合があり、一方多すぎると、CN由来の不純物量が増加し、目的生成物の精製が困難になる傾向がある。   The blending ratio of the raw material may be changed in accordance with the number of cyano groups bonded to boron in the ionic compound (1). Thereby, from a monocyanoborate salt that is a monosubstituted cyano group, Dicyanoborate salt (disubstituted product), tricyanoborate salt (trisubstituted product), and tetracyanoborate salt that is tetrasubstituted product of cyano group can be obtained. For example, the amount of the boron compound used relative to the cyan compound is preferably 0.5: 1 to 100: 1 (cyan compound: boron compound, molar ratio). More preferably, the ratio is 0.8: 1 to 80: 1, still more preferably 1: 1 to 50: 1, still more preferably 1: 1 to 40: 1, and still more preferably 3: 1 to 1. 40: 1, particularly preferably 4: 1 to 20: 1, even more preferably 4: 1 to 10: 1, and most preferably 4: 1 to 5: 1. If the amount of the cyan compound is too small, the amount of the target ionic compound (1) may be reduced or a by-product may be formed. On the other hand, if the amount is too large, the amount of impurities derived from CN increases. The product tends to be difficult to purify.

上記シアン化合物とホウ素化合物との反応は、有機又は無機カチオンの塩や、アミンの存在下で行うのが好ましい。特に、金属シアニドをシアン化物とする場合は、有機又は無機カチオンの塩の存在下で、アルキルシリルシアニド又はアルキルアリールシリルシアニドをシアン化物とする場合は、アミンや、有機又は無機カチオンの塩の存在下で、シアン化水素をシアン化物とする場合は、アミンの存在下で、シアン化合物とホウ素化合物との反応を行うことが推奨される。   The reaction between the cyanide compound and the boron compound is preferably carried out in the presence of an organic or inorganic cation salt or an amine. In particular, when a metal cyanide is a cyanide, an amine or an organic or inorganic cation salt is used in the presence of an organic or inorganic cation salt, and when an alkylsilyl cyanide or alkylarylsilyl cyanide is a cyanide. When hydrogen cyanide is used as a cyanide in the presence of, it is recommended to carry out the reaction between the cyanide compound and the boron compound in the presence of an amine.

有機又は無機カチオンの塩を構成する有機カチオンとしては、R4+で表されるアンモニウムカチオン;イミダゾリウム誘導体等の含窒素複素環カチオンが好ましい。無機カチオンとしては、上記無機カチオンKt1 m+が挙げられる。 The organic cation constituting the salt of the organic or inorganic cation is preferably an ammonium cation represented by R 4 N + ; a nitrogen-containing heterocyclic cation such as an imidazolium derivative. Examples of the inorganic cation include the inorganic cation Kt 1 m + .

一方、有機又は無機カチオンの塩を構成するアニオンとしては、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン(OH-)、シアン酸イオン(OCN-)、チオシアン酸イオン(SCN-)、アルコキシイオン(RO-)、硫酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、炭酸イオン、過塩素酸イオン、アルキル硫酸イオン、アルキル炭酸イオン等が挙げられる。これらの中でも、ハロゲン化物イオン(F-、Cl-、Br-およびI-)が好適であり、ハロゲン化物イオンの中でも、Cl-またはBr-が特に好ましい。 On the other hand, the anion constituting the salt of the organic or inorganic cation includes halide ion, hydroxide ion (OH ), cyanate ion (OCN ), thiocyanate ion (SCN ), alkoxy ion (RO ). Sulfate ion, nitrate ion, acetate ion, carbonate ion, perchlorate ion, alkyl sulfate ion, alkyl carbonate ion and the like. Among these, halide ions (F , Cl , Br and I ) are preferable, and among the halide ions, Cl or Br is particularly preferable.

好ましい有機又は無機カチオンの塩としては、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリブチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリブチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドが挙げられる。より好ましい有機又は無機カチオンのハロゲン塩は、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドであり、さらに好ましくは、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイドである。   Preferred organic or inorganic cation salts include triethylammonium bromide, tributylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, tributylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride, Examples include 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, triethylmethylammonium chloride, and lithium chloride. More preferred halogen salts of organic or inorganic cations are triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride, lithium chloride, and more preferably triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, Lithium bromide.

アミンとしては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ブチルジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミンおよびグアニジン等の鎖状アミン、ピペリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、イミダゾリン、ジアザビシクロノネン(DBN)およびジアザビシクロウンデセン(DBU)等の環状アミン、ピリジン、イミダゾール、メチルイミダゾールおよびピラジン等の芳香族アミンが挙げられる。   Examples of the amine include chain amines such as triethylamine, tributylamine, butyldimethylamine, diethylamine, dibutylamine, butylamine, hexylamine, octylamine and guanidine, piperidine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO ), Imidazoline, diazabicyclononene (DBN) and cyclic amines such as diazabicycloundecene (DBU), and aromatic amines such as pyridine, imidazole, methylimidazole and pyrazine.

有機又は無機カチオンの塩又はアミン化合物の使用量は、ホウ素化合物に対して、100:1〜1:100(有機又は無機カチオンの塩又はアミン化合物:ホウ素化合物、モル比)とするのが好ましい。ホウ素化合物に対する有機又は無機カチオンの塩又はアミンの使用量、あるいは、シアン化水素に対するアミンの使用量が少なすぎると、効率よくイオン性化合物(1)を生成し難い場合があり、一方、多すぎると、不純物の量が増加し、精製が困難になる場合がある。   The amount of the organic or inorganic cation salt or amine compound used is preferably 100: 1 to 1: 100 (organic or inorganic cation salt or amine compound: boron compound, molar ratio) with respect to the boron compound. If the amount of organic or inorganic cation salt or amine used for the boron compound or the amount of amine used for hydrogen cyanide is too small, it may be difficult to efficiently produce the ionic compound (1), while if too much, The amount of impurities increases and purification may be difficult.

上記製造方法では、反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、上記原料が溶解するものであれば特に限定されず、水又は有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、へキサン等の炭化水素系溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;ジエチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;2−ブタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;アセトニトリル、バレロニトリル、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの反応溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   In the above production method, a reaction solvent may be used. The reaction solvent is not particularly limited as long as it dissolves the above raw materials, and water or an organic solvent is used. Examples of organic solvents include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, benzene and hexane; chlorine solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene; diethyl ether, cyclohexyl methyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane and dioxane. Ether solvents such as tetrahydrofuran, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; ketone solvents such as 2-butanone and methyl isobutyl ketone; alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol and butanol; acetonitrile and valero Examples include nitrile, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記出発原料を反応させる際の条件は特に限定されず、反応の進行状態に応じて適宜調節すればよいが、例えば、反応温度は20℃〜180℃とするのが好ましい。より好ましくは40℃〜120℃であり、さらに好ましくは50℃〜80℃である。反応時間は1時間〜50時間とするのが好ましく、より好ましくは5時間〜40時間であり、さらに好ましくは10時間〜30時間である。   The conditions for reacting the above starting materials are not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the progress of the reaction. For example, the reaction temperature is preferably 20 ° C to 180 ° C. More preferably, it is 40 degreeC-120 degreeC, More preferably, it is 50 degreeC-80 degreeC. The reaction time is preferably 1 hour to 50 hours, more preferably 5 hours to 40 hours, and even more preferably 10 hours to 30 hours.

上記製造方法において、上述の原料を添加し、混合する順序は特に限定されない。なお、有機又は無機カチオンの塩又はアミンを用いる場合には、予め反応溶媒と有機又は無機カチオンの塩、又は、アミンとを混合した後、この混合溶液に、残りの原料であるホウ素化合物とシアン化合物を添加するのが好ましい。   In the above manufacturing method, the order of adding and mixing the above-described raw materials is not particularly limited. In the case where an organic or inorganic cation salt or amine is used, a reaction solvent and an organic or inorganic cation salt or amine are mixed in advance, and then the remaining raw material boron compound and cyanide are added to the mixed solution. It is preferred to add the compound.

上記反応後、生成したイオン性化合物の純度を高めるため精製を行ってもよい。精製法は特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒、およびこれらの混合溶媒での洗浄、吸着精製法、再沈殿法、分液抽出法、再結晶法、晶析法及びクロマトグラフィーによる精製法が挙げられる。   After the reaction, purification may be performed to increase the purity of the produced ionic compound. Although the purification method is not particularly limited, for example, washing with water, organic solvents, and mixed solvents thereof, adsorption purification method, reprecipitation method, liquid separation extraction method, recrystallization method, crystallization method, and purification method by chromatography Is mentioned.

上記製造方法により得られたイオン性化合物は、所望の無機カチオンを有するイオン性化合物(1)とするため、さらに、カチオン交換反応を行ってもよい。   The ionic compound obtained by the above production method may be further subjected to a cation exchange reaction in order to obtain an ionic compound (1) having a desired inorganic cation.

カチオン交換反応は、上記製造方法により得られたイオン性化合物と、所望のカチオンを有するイオン性物質とを反応させればよい。イオン性物質としては、上記無機カチオンKt1 m+を含む化合物であればよく、例えば、無機カチオンKt1 m+の水酸化物、ハロゲン塩、四フッ化ホウ酸塩、六フッ化リン酸塩、過塩素酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩等が挙げられる。 The cation exchange reaction may be performed by reacting the ionic compound obtained by the above production method with an ionic substance having a desired cation. As the ionic substance, any compound containing the above inorganic cation Kt 1 m + may be used. For example, a hydroxide, a halogen salt, a tetrafluoroborate, a hexafluorophosphate, a peroxide of the inorganic cation Kt 1 m + Examples include chlorate and bis (trifluoromethanesulfonyl) imide salt.

また、カチオン交換反応では、オニウムカチオンKt2 m+を含む化合物をイオン性物質として用いてもよく、この場合、カチオンが、オニウムカチオンに交換されたイオン性化合物(2):Kt2 m+[B-(CN)4-nnmが得られる(式中、Kt2は、オニウムカチオンを表し、m、n及びYは、イオン性化合物(1)と同様)。 In the cation exchange reaction, a compound containing an onium cation Kt 2 m + may be used as an ionic substance. In this case, an ionic compound (2) in which the cation is exchanged with an onium cation: Kt 2 m + [B (CN) 4-n Y n ] m is obtained (wherein, Kt 2 represents an onium cation, m, n and Y are same as the ionic compound (1)).

上記有機カチオンとしては、国際公開第2010/021391号パンフレットに記載のオニウムカチオンが挙げられる。好ましくは4級アンモニウム、イミダゾリウムであり、特に好ましいものとしては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム及びトリエチルメチルアンモニウム等の鎖状第4級アンモニウム、トリエチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム及びジメチルエチルアンモニウム等の鎖状第3級アンモニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム及び1,2,3−トリメチルイミダゾリウム等のイミダゾリウム、N,N−ジメチルピロリジニウム及びN−エチル−N−メチルピロリジニウム等のピロリジニウム等が挙げられる。   Examples of the organic cation include onium cations described in International Publication No. 2010/021391 pamphlet. Preferred are quaternary ammonium and imidazolium, and particularly preferred are linear quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium, linear such as triethylammonium, dibutylmethylammonium and dimethylethylammonium. Tertiary ammonium, imidazolium such as 1-ethyl-3-methylimidazolium and 1,2,3-trimethylimidazolium, N, N-dimethylpyrrolidinium and N-ethyl-N-methylpyrrolidinium Examples include pyrrolidinium.

カチオン交換反応の際の条件は特に限定されず、反応温度や時間は、反応の進行状況に応じて適宜調整すればよい。また、必要に応じて溶媒を使用してもよく、例えば、上述した反応溶媒が好ましく用いられる。   Conditions for the cation exchange reaction are not particularly limited, and the reaction temperature and time may be appropriately adjusted according to the progress of the reaction. Moreover, you may use a solvent as needed, for example, the reaction solvent mentioned above is used preferably.

カチオン交換反応の実施時期も特に限定されるものではない。したがって、カチオン交換反応は、イオン性化合物(1)の合成反応に続けて行ってもよく、また、後述するモレキュラーシーブとの接触工程(ii)や、抽出工程(iii)の後に行ってもよい。なお、抽出工程(iii)による効果は、無機カチオンである場合に一層高まるので、カチオン交換反応は抽出工程(iii)後に実施するのが好ましい。   The timing for carrying out the cation exchange reaction is not particularly limited. Therefore, the cation exchange reaction may be performed subsequent to the synthesis reaction of the ionic compound (1), or may be performed after the contact step (ii) with the molecular sieve described later or the extraction step (iii). . In addition, since the effect by the extraction step (iii) is further enhanced in the case of an inorganic cation, the cation exchange reaction is preferably performed after the extraction step (iii).

本発明では、電解質材料(i)、(ii)を得るため、上記合成法等により得られたイオン性化合物(1)を、ラクトン系溶媒又はカーボネート系溶媒から選ばれる溶媒と混合した後、(i)当該混合溶液を蒸留する蒸留工程、及び/又は、(ii)当該混合溶液をモレキュラーシーブと接触させる工程、を実施する。   In the present invention, in order to obtain the electrolyte materials (i) and (ii), the ionic compound (1) obtained by the above synthesis method or the like is mixed with a solvent selected from a lactone solvent or a carbonate solvent, i) A distillation step of distilling the mixed solution, and / or (ii) a step of bringing the mixed solution into contact with the molecular sieve.

ラクトン系溶媒及びカーボネート系溶媒は、他の溶媒に比べてイオン性化合物(1)の溶解度が高く、また、沸点も比較的高いため、ラクトン系溶媒又はカーボネート系溶媒を用いれば、イオン性化合物(1)の析出を抑制しつつ、効率よく水分含有量を低減させることができる。また、ラクトン系溶媒及びカーボネート系溶媒は、各種蓄電デバイスの電解液用の溶媒としても用いられるため、イオン性化合物(1)、さらには電解質材料(i)、(ii)中に残留しても、その電気化学的特性への影響が少ないものである。さらに、上記工程(i)及び/又は工程(ii)を経て水分含有量が低減されたイオン性化合物(1)溶液はそのまま電解液等の蓄電デバイス用途に使用できることから、プロセス上のメリットも得ることができる。   Lactone solvents and carbonate solvents have higher solubility and higher boiling point of the ionic compound (1) than other solvents, so if a lactone solvent or a carbonate solvent is used, an ionic compound ( The moisture content can be efficiently reduced while suppressing the precipitation of 1). In addition, since the lactone solvent and the carbonate solvent are also used as a solvent for the electrolyte solution of various power storage devices, they may remain in the ionic compound (1) and further in the electrolyte materials (i) and (ii). , Which has little influence on the electrochemical properties. Furthermore, since the ionic compound (1) solution whose water content has been reduced through the step (i) and / or the step (ii) can be used as it is for an electric storage device such as an electrolytic solution, a process advantage is also obtained. be able to.

具体的なラクトン系溶媒としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、α−アセトラクトン、β−プロピオラクトンが挙げられる。ラクトン系溶媒は1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記ラクトン系溶媒の中でも、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンが好ましい。   Specific examples of the lactone solvent include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, α-acetolactone, and β-propiolactone. One lactone solvent may be used alone, or two or more lactone solvents may be used in combination. Among the lactone solvents, γ-butyrolactone and γ-valerolactone are preferable.

カーボネート系溶媒の具体例としては、炭酸ジメチル(ジメチルカーボネート)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート)、炭酸エチルメチル(エチルメチルカーボネート)、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。カーボネート系溶媒は1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記カーボネート系溶媒の中でも、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸エチルメチルが好ましい。特に、一般式(1)でn=0で示されるテトラシアノボレート類については、ラクトン系溶媒を用いることが好ましい。
尚、上記ラクトン系溶媒とカーボネート系溶媒は必要に応じて併用しても構わない。
Specific examples of the carbonate solvent include dimethyl carbonate (dimethyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate), ethyl methyl carbonate (ethyl methyl carbonate), diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like. A carbonate type solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among the carbonate solvents, propylene carbonate, ethylene carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferable. In particular, for tetracyanoborates represented by n = 0 in the general formula (1), it is preferable to use a lactone solvent.
The lactone solvent and carbonate solvent may be used in combination as necessary.

これらの溶媒と混合するイオン性化合物(1)は、合成又は他の精製工程で用いた溶媒を含むイオン性化合物(1)の溶液をそのまま用いてもよく、あるいは、一部又は全ての溶媒を除去した後、ラクトン系溶媒あるいはカーボネート系溶媒と混合してもよい。   As the ionic compound (1) to be mixed with these solvents, a solution of the ionic compound (1) containing the solvent used in the synthesis or other purification process may be used as it is, or a part or all of the solvents may be used. After removal, it may be mixed with a lactone solvent or a carbonate solvent.

ラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒の使用量は、イオン性化合物(1)又は溶液中に含まれるイオン性化合物(1)100質量部に対して100質量部〜1000000質量部とするのが好ましく、より好ましくは100質量部〜100000質量部であり、さらに好ましくは100質量部〜10000質量部である。上記溶媒の使用量が少なすぎる場合は、イオン性化合物が析出してしまい水分を充分に除去し難いことがあり、多すぎる場合は生産性が低下することがある。   The amount of the lactone solvent and / or carbonate solvent used is preferably 100 to 1,000,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ionic compound (1) or the ionic compound (1) contained in the solution. More preferably, they are 100 mass parts-100,000 mass parts, More preferably, they are 100 mass parts -10000 mass parts. If the amount of the solvent used is too small, the ionic compound may precipitate and it may be difficult to remove moisture sufficiently, and if it is too much, the productivity may decrease.

イオン性化合物(1)とラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒との混合溶液には、その他の溶媒が含まれていてもよい。その他の溶媒は、上記反応溶液に含まれるものであっても、また、ラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒と共にイオン性化合物(1)に混合されるものであってもよい。   The mixed solution of the ionic compound (1) and the lactone solvent and / or carbonate solvent may contain other solvents. The other solvent may be contained in the reaction solution, or may be mixed with the ionic compound (1) together with the lactone solvent and / or the carbonate solvent.

前記合成又は他の精製工程で用いた溶媒、及びその他の溶媒としては、例えば、ヘキサンやシクロヘキサン、トルエン等の(芳香族)炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや塩化メチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の含ハロゲン溶媒、アセトニトリルやバレロニトリル等のニトリル系溶媒、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、アルコール系溶媒等が含まれる。   Examples of the solvent used in the synthesis or other purification step and other solvents include (aromatic) hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane and toluene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, acetone and the like. Examples include ketone solvents such as ethyl methyl ketone, halogen-containing solvents such as chloroform, methylene chloride, chlorobenzene, and dichlorobenzene, nitrile solvents such as acetonitrile and valeronitrile, ether solvents, amide solvents, alcohol solvents, and the like.

その他の溶媒の量は特に限定されるものではないが、前述した理由により、後述する(i)及び/又は(ii)の工程(脱水工程)を行なう過程において、その他の溶媒は留去されるのが好ましく、最終的には、前記ラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒にイオン性化合物(1)が溶解した状態で(i)及び/又は(ii)の工程を実施することが推奨される。   The amount of the other solvent is not particularly limited, but for the reason described above, the other solvent is distilled off in the process of performing the step (i) and / or (ii) (dehydration step) described later. In the end, it is recommended that the step (i) and / or (ii) be carried out with the ionic compound (1) dissolved in the lactone solvent and / or carbonate solvent. .

以下、(i)、(ii)の工程について順に説明する。   Hereinafter, the steps (i) and (ii) will be described in order.

(i)蒸留工程について
本発明では、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物とラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒とを混合した後、当該混合溶液を蒸留装置へと供して蒸留を行う。当該蒸留工程では、上記混合溶液に含まれる上記その他の溶媒(合成又は精製工程で用いた溶媒等)や水分を、上記ラクトン系溶媒、カーボネート系溶媒と共に留去させる工程である。本発明で使用可能な蒸留操作としては特に限定されず、単蒸留形式でもよく、薄膜蒸留器を用いる形式、蒸留塔を設けた分別蒸留形式、蒸留塔からの留出液を一定の還流比で塔内に戻しながら抜出す蒸留形式、蒸留塔を全還流で保持して還流槽に水分を濃縮し、還流槽の成分が安定したところで、短時間で一括抜き出しを行う蒸留形式等が挙げられる。全還流と一括抜き出しを繰り返すことで、水分を更に除去することができる。全還流で保持する時間は蒸留設備によって異なるが、還流槽の液量に対して2倍の液が塔頂から留出する時間より長くすることが好ましい。蒸留工程で使用する装置は、いずれも公知の加熱手段を備えたものであるのが好ましい。
(I) About distillation process In this invention, after mixing the ionic compound represented by the said General formula (1), a lactone type solvent, and / or a carbonate type solvent, the said mixed solution is used for a distillation apparatus and distilled. I do. In the distillation step, the other solvent (such as the solvent used in the synthesis or purification step) and moisture contained in the mixed solution are distilled together with the lactone solvent and the carbonate solvent. The distillation operation that can be used in the present invention is not particularly limited, and may be a simple distillation type, a type using a thin-film distiller, a fractional distillation type provided with a distillation column, and a distillate from the distillation column at a constant reflux ratio. Examples include a distillation system that is extracted while returning to the inside of the column, a distillation system in which the distillation column is held at total reflux, moisture is concentrated in the reflux tank, and components are extracted in a short time when the components in the reflux tank are stabilized. Water can be further removed by repeating total reflux and batch extraction. The time for holding at the total reflux varies depending on the distillation equipment, but it is preferable to make it longer than the time for distilling twice the amount of liquid in the reflux tank from the top of the column. It is preferable that any apparatus used in the distillation step is equipped with a known heating means.

混合溶液の加熱温度は30℃以上、250℃以下とするのが好ましく、より好ましくは40℃以上、200℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上、150℃以下である。温度が低すぎると、十分に水分を低減させ難い場合があり、一方、温度が高すぎると、イオン性化合物(1)や上記溶媒が分解してしまう虞がある。また、蒸留は減圧下で行ってもよい。減圧度をコントロールすることで低温であっても効率よく含水量を低減できるからである。減圧度は、例えば20kPa以下とするのが好ましく、より好ましくは10kPa以下であり、さらに好ましくは5kPa以下である。   The heating temperature of the mixed solution is preferably 30 ° C. or more and 250 ° C. or less, more preferably 40 ° C. or more and 200 ° C. or less, and further preferably 50 ° C. or more and 150 ° C. or less. If the temperature is too low, it may be difficult to reduce moisture sufficiently. On the other hand, if the temperature is too high, the ionic compound (1) and the solvent may be decomposed. The distillation may be performed under reduced pressure. This is because the water content can be reduced efficiently even at low temperatures by controlling the degree of vacuum. The degree of reduced pressure is, for example, preferably 20 kPa or less, more preferably 10 kPa or less, and further preferably 5 kPa or less.

蒸留工程の実施時間は特に限定されず、所定の溶媒留出量、あるいは、イオン性化合物(1)の濃度が所望の値に達するまで蒸留操作を行なえばよい。これにより、所望する濃度のイオン性化合物(1)を含むイオン伝導性材料(電解液)を得ることが出来る。   The implementation time of the distillation step is not particularly limited, and the distillation operation may be performed until the predetermined solvent distillate amount or the concentration of the ionic compound (1) reaches a desired value. Thereby, the ion conductive material (electrolytic solution) containing the ionic compound (1) of the desired density | concentration can be obtained.

(ii)モレキュラーシーブとの接触工程について
本発明法(ii)では、上記一般式(1)で表されるイオン性化合物とラクトン系溶媒とを混合した後、この混合溶液をモレキュラーシーブと接触させる接触工程を実施する。
(Ii) Contacting step with molecular sieve In the method (ii) of the present invention, the ionic compound represented by the general formula (1) and the lactone solvent are mixed, and then this mixed solution is brought into contact with the molecular sieve. A contact process is performed.

ここで、モレキュラーシーブとは、一般式:M2/nO・Al23・xSiO2・yH2O(Mは、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属カチオン、nはMの原子価であって、1〜2を示す)で表されるものである。モレキュラーシーブの形状は特に限定されず、粉状、球(ビーズ)状、柱状(ペレット型)、複数の円柱が組合わさったトライシブ型等いずれも使用できる。モレキュラーシーブは、必要に応じてイオン性化合物の電気化学特性に影響を与えない範囲でバインダー成分を含むものであってもよい。モレキュラーシーブは合成したものを用いてもよく、また、市販のものを用いてもよい。さらに、必要に応じて焼成処理を施した後使用してもよい。具体的なモレキュラーシーブとしては、3A型、4A型、5A型、13X型を基本とする平均細孔径が3〜10Å(公証値)のモレキュラーシーブが挙げられる。蓄電デバイスに用いるという観点から金属カチオン等の溶出成分の少ないものが好ましい。尚、これらの中でも金属カチオンとしてLiを含むものは、当該接触工程後に、モレキュラーシーブ由来の金属カチオンが残留していても、蓄電デバイスの性能に対する影響が少ないため好ましく用いられる。また、本発明においては、必要に応じて、モレキュラーシーブに含まれるカチオンMを、他の金属カチオンと交換する処理を行ってもよい。 Here, the molecular sieve, the general formula: M 2 / n O · Al 2 O 3 · xSiO 2 · yH 2 O (M is an alkali metal, a metal cation such as alkaline earth metals, n represents the valence of M And 1 to 2). The shape of the molecular sieve is not particularly limited, and any of powder, sphere (bead), column (pellet type), trisive type in which a plurality of columns are combined, and the like can be used. The molecular sieve may contain a binder component as long as it does not affect the electrochemical properties of the ionic compound, if necessary. As the molecular sieve, a synthesized one may be used, or a commercially available one may be used. Furthermore, you may use it, after giving a baking processing as needed. Specific molecular sieves include molecular sieves having an average pore diameter of 3 to 10 mm (notified value) based on 3A type, 4A type, 5A type, and 13X type. From the viewpoint of use in an electricity storage device, those having less elution components such as metal cations are preferred. Of these, those containing Li as the metal cation are preferably used because even if the metal cation derived from the molecular sieve remains after the contacting step, the performance of the electricity storage device is small. Moreover, in this invention, you may perform the process which replaces | exchanges the cation M contained in a molecular sieve for another metal cation as needed.

モレキュラーシーブの使用量は特に限定されるものではなく、上記イオン性化合物又は混合溶液に含まれる水分量に応じて適宜決定することもできるが、例えば、混合溶液100質量部に対してモレキュラーシーブ0.01質量部〜10000質量部とするのが好ましく、より好ましくは0.05質量部〜1000質量部であり、さらに好ましくは0.1質量部〜100質量部である。モレキュラーシーブの使用量が少なすぎると十分に水分量を低減させ難い場合があり、多量に用いても、使用量に見合う水分低減効果は見られ難い。   The amount of molecular sieve used is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the amount of water contained in the ionic compound or mixed solution. For example, molecular sieve 0 with respect to 100 parts by mass of the mixed solution. It is preferably 0.01 parts by mass to 10,000 parts by mass, more preferably 0.05 parts by mass to 1000 parts by mass, and still more preferably 0.1 parts by mass to 100 parts by mass. If the amount of molecular sieve used is too small, it may be difficult to reduce the amount of water sufficiently, and even if it is used in a large amount, it is difficult to see the effect of reducing the moisture in proportion to the amount used.

混合溶液とモレキュラーシーブとの接触態様は、イオン性化合物(1)とモレキュラーシーブとが接触する限り特に限定されないが、良好な脱水効率を得るため、モレキュラーシーブと接触する混合溶液が更新される方法が好ましい。具体的な接触態様としては、例えば、混合溶液とモレキュラーシーブとを混合し、攪拌する態様;モレキュラーシーブの充填層にイオン性化合物溶液を通過させる態様;等が挙げられる。充填層にイオン性化合物溶液を通過させる態様においては、必要に応じて、充填層に同一のイオン性化合物溶液を繰返し通過させることで、当該溶液中の水分含有量をより一層低減させることができる。上記態様の中でも、モレキュラーシーブの充填層にイオン性化合物溶液を通過させる態様は、イオン性化合物溶液とモレキュラーシーブとの分離工程(ろ過、沈降分離、遠心分離などの固液分離工程)を設ける必要がなく、工程が煩雑にならず、特に、実操業レベルでの実施において好適である。   The contact mode between the mixed solution and the molecular sieve is not particularly limited as long as the ionic compound (1) and the molecular sieve are in contact with each other. However, in order to obtain good dehydration efficiency, the mixed solution in contact with the molecular sieve is renewed. Is preferred. Specific contact modes include, for example, a mode in which the mixed solution and the molecular sieve are mixed and stirred; a mode in which the ionic compound solution is passed through the packed bed of the molecular sieve; and the like. In the embodiment in which the ionic compound solution is passed through the packed bed, the moisture content in the solution can be further reduced by repeatedly passing the same ionic compound solution through the packed bed as necessary. . Among the above-mentioned embodiments, the embodiment in which the ionic compound solution is passed through the packed bed of the molecular sieve needs to provide a separation step (solid-liquid separation step such as filtration, sedimentation separation, and centrifugal separation) between the ionic compound solution and the molecular sieve. The process is not complicated, and is particularly suitable for implementation at an actual operation level.

上記混合溶液とモレキュラーシーブとを接触させる際の温度は−40℃〜200℃であるのが好ましく、より好ましくは−20℃〜100℃であり、さらに好ましくは0℃〜50℃である。接触時間は特に限定されないが、生産効率の観点から72時間以下とするのが好ましく、より好ましくは24時間以下であり、さらに好ましくは6時間以下である。   The temperature at the time of bringing the mixed solution into contact with the molecular sieve is preferably -40 ° C to 200 ° C, more preferably -20 ° C to 100 ° C, and further preferably 0 ° C to 50 ° C. The contact time is not particularly limited, but is preferably 72 hours or less from the viewpoint of production efficiency, more preferably 24 hours or less, and even more preferably 6 hours or less.

尚、使用後のモレキュラーシーブは、加熱処理することによって再利用することも可能である。モレキュラーシーブの再生条件としては、例えば、窒素などの不活性ガス流通下、200℃以上に加熱処理する方法や、より低温で予備加熱した後に高温処理する方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。   The used molecular sieve can be reused by heat treatment. The molecular sieve regeneration conditions include, for example, a method of heat treatment at 200 ° C. or higher under an inert gas flow such as nitrogen, a method of high temperature treatment after preheating at a lower temperature, and the like. It is not a thing.

モレキュラーシーブとの接触工程の後、必要に応じて、固液分離を行うことで、イオン性化合物(1)を含む溶液が得られる。   After the contact step with the molecular sieve, a solution containing the ionic compound (1) is obtained by performing solid-liquid separation as necessary.

上記工程(i)、(ii)は、イオン性化合物の合成及び他の精製工程に続けて実施することが推奨される。なお、工程(i)、(ii)による水分含有量の低減効果は、合成工程に続けて実施しない場合でも得られる。したがって、固体状のイオン性化合物(1)に水分が含まれている場合には、これをラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒と混合し溶解させた後に、あるいは、溶液状態で入手したイオン性化合物(1)の溶液について、工程(i)、(ii)を実施してもよい。なお、水分含有量の低減効果は、工程(i)又は(ii)のいずれかを実施することで十分に得られるが、これらの工程を組み合わせて実施してもよい。   It is recommended that the above steps (i) and (ii) be carried out following the synthesis of the ionic compound and other purification steps. In addition, the water content reduction effect by the steps (i) and (ii) can be obtained even when the synthesis step is not performed. Therefore, when water is contained in the solid ionic compound (1), the ionicity obtained after being mixed with a lactone solvent and / or a carbonate solvent and dissolved or in a solution state. You may implement process (i) and (ii) about the solution of compound (1). In addition, although the reduction effect of moisture content is fully acquired by implementing either process (i) or (ii), you may implement combining these processes.

上記工程(i)又は(ii)を行うことで、水分含有量が50ppm以下にまで低減されたイオン性化合物(1)を含む溶液が得られる。このイオン性化合物(1)を含む溶液は、水分含有量が低減されているので、このまま各種用途に用いることができる。すなわち、本発明によれば、固体状のイオン性化合物を溶媒に溶解させる場合に比べて、溶媒に由来する水分量の増加を防ぐことができる。なお、ラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒は上記媒体に相当するので、上記工程(i)又は(ii)を経て得られたイオン性化合物(1)溶液は、本発明の(電解質材料(i))に相当する。   By performing the said process (i) or (ii), the solution containing the ionic compound (1) by which water content was reduced to 50 ppm or less is obtained. Since the solution containing this ionic compound (1) has a reduced water content, it can be used in various applications as it is. That is, according to the present invention, an increase in the amount of water derived from the solvent can be prevented as compared with the case where the solid ionic compound is dissolved in the solvent. Since the lactone solvent and / or the carbonate solvent correspond to the medium, the ionic compound (1) solution obtained through the step (i) or (ii) is the (electrolyte material (i )).

本発明の製造方法では、上記工程(i)、(ii)に代えて、あるいは、工程(i)、(ii)に加えて、イオン性化合物(1)や(2)を、水と相分離する有機溶媒と水とを所定の比率で混合した混合溶媒で抽出する工程(iii)を実施してもよい。本発明に係る抽出工程(iii)では、水と相分離する有機溶媒と水との混合比率が異なる混合溶媒A、Bを使用して、2回以上の抽出操作を行う。   In the production method of the present invention, in place of the steps (i) and (ii) or in addition to the steps (i) and (ii), the ionic compound (1) or (2) is phase-separated from water. The step (iii) of extracting with a mixed solvent obtained by mixing an organic solvent and water in a predetermined ratio may be performed. In the extraction step (iii) according to the present invention, two or more extraction operations are performed using mixed solvents A and B having different mixing ratios of water and an organic solvent that is phase-separated from water.

一般に、有機合成においては、目的化合物の精製手段として、有機溶媒や水による粗生成物の洗浄や、生成物を有機溶媒に溶解させて抽出する溶媒抽出法といった方法が採用されている。本発明でも、合成後の反応溶液を水と相分離する有機溶媒と接触させることで、イオン性化合物を有機溶媒に、不純物を水に、それぞれ抽出する方法を採用していた。しかしながら、電解質材料の製造方法について検討を重ねる中で、イオン性化合物を有機溶媒に抽出した後(最初の抽出工程)、最初の抽出工程とは溶媒の混合比率が逆転した抽出溶媒を使用して抽出操作を行うことで(すなわち、イオン性化合物を水相に抽出)、意外にも、不純物量や水分含有量が低減された電解質材料が得られることを見出した。なお、不純物量や水分含有量が低減される理由は完全に把握しているわけではないが、イオン性化合物の製造時に副生する不純物には、水に溶解し易い化合物のみならず有機溶媒に溶解し易い化合物も存在するため、有機溶媒と水との混合比率を変更した抽出操作を行うことにより、これまでイオン性化合物と共に他の不純物から分離されていた成分が、イオン性化合物とは異なる相に分配され、その結果、イオン性化合物から不純物が除去されるものと本発明者らは考えている。また、分離された不純物が水を保持し易い物質であるため、この不純物に付随する水分が不純物と共に除去され、イオン性化合物の水分含有量が低減するものと推察される。   In general, in organic synthesis, methods such as washing of a crude product with an organic solvent or water and a solvent extraction method in which the product is extracted by dissolving the product in an organic solvent are employed as means for purifying the target compound. Also in the present invention, a method of extracting the ionic compound in the organic solvent and the impurities in water by bringing the synthesized reaction solution into contact with an organic solvent for phase separation from water has been adopted. However, while repeatedly examining the method for producing the electrolyte material, after extracting the ionic compound into the organic solvent (the first extraction step), using an extraction solvent in which the mixing ratio of the solvent is reversed from the first extraction step. It has been surprisingly found that by performing the extraction operation (that is, extracting the ionic compound into the aqueous phase), an electrolyte material with a reduced amount of impurities and moisture content can be obtained. The reason why the amount of impurities and water content are reduced is not completely understood, but impurities produced as a by-product during the production of ionic compounds include not only compounds that are easily dissolved in water but also organic solvents. Since there are compounds that are easily soluble, the components that have been separated from other impurities together with the ionic compound are different from those of the ionic compound by performing an extraction operation in which the mixing ratio of the organic solvent and water is changed. We believe that impurities are removed from the ionic compounds as a result of partitioning into the phases. Moreover, since the separated impurity is a substance that easily retains water, it is presumed that moisture accompanying the impurity is removed together with the impurity, and the moisture content of the ionic compound is reduced.

イオン性化合物(1)の水分含有量の低減は、電解質材料(i)、(ii)の水分含有量の低減につながり、結果として、本発明に係る電解質材料を使用した電解液の耐電圧特性の低下抑制に寄与する。また、不純物量の低減により、イオン性化合物(1)が本来有する耐熱性などの特性を十分に活用できるようになる。そのため、上記抽出工程(iii)を経て得られる本発明に係るイオン性化合物の熱分解開始温度は500℃以上となる。 また、上記抽出工程(iii)を経て得られたイオン性化合物(1)を原料にしてさらにオニウムカチオンを有するイオン性化合物(2)を合成した場合にも、同様に熱分解開始温度の向上が見られ、該オニウムカチオンを有するイオン性化合物(2)は375℃以上の熱分解開始温度となる。   Reduction of the water content of the ionic compound (1) leads to a reduction of the water content of the electrolyte materials (i) and (ii), and as a result, the withstand voltage characteristics of the electrolyte solution using the electrolyte material according to the present invention. Contributes to the suppression of the decrease in Further, by reducing the amount of impurities, it is possible to fully utilize the characteristics such as heat resistance inherent in the ionic compound (1). Therefore, the thermal decomposition start temperature of the ionic compound according to the present invention obtained through the extraction step (iii) is 500 ° C. or higher. Further, when the ionic compound (2) having an onium cation is synthesized from the ionic compound (1) obtained through the extraction step (iii) as a raw material, the pyrolysis start temperature is similarly improved. As seen, the ionic compound (2) having the onium cation has a thermal decomposition starting temperature of 375 ° C. or higher.

上記有機溶媒としては、水と相分離する溶媒であれば特に限定されないが、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、ブチルエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロピラン等のエーテル系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のエステル系溶媒;メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、エチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒;クロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等の一部又は全部の水素がハロゲンで置換された(炭素数1〜10)ハロゲン化炭化水素系溶媒;ビス(トリフルオロメチル)エーテル、ビス(ペンタフルオロエチル)エーテル等のフルオロエーテル;C49OCH3、C49OC25、C1021OCH3、CF3OCH3等のハイドロフルオロエーテル;n−ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、トルニトリル等のニトリル系溶媒;オクタノール、ノナノール、デカノール等のアルコール系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、メチルペンタン、n−ヘプタン、メチルヘキサン、ジメチルペンタン、n−オクタン、メチルヘプタン、ジメチルヘキサン、トリメチルペンタン、ジメチルヘプタン、n−デカン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;が挙げられる。これらの中でも、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチル−tert‐ブチルエーテル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、クロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、ハイドロフルオロエーテル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、トルエン、キシレン、n−ヘキサンが好ましく、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ジクロロメタン、バレロニトリル、キシレン、n−ヘキサンがより好ましい。また、上記有機溶媒の2種類以上を混合して用いることも、本発明の好適な実施形態の一つである。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that is phase-separated from water, and examples thereof include ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl-tert-butyl ether, butyl ethyl ether, cyclopentyl methyl ether, and tetrahydropyran. Solvents: ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl acrylate, methyl methacrylate; methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone Ketone solvents such as ethyl butyl ketone, ethyl isobutyl ketone and cyclohexanone; chloromethane, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, teto Halogenated hydrocarbon solvent in which part or all of hydrogen such as lachloroethane is substituted with halogen (1 to 10 carbon atoms); Fluoroether such as bis (trifluoromethyl) ether, bis (pentafluoroethyl) ether; Hydrofluoroethers such as C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , C 10 F 21 OCH 3 , CF 3 OCH 3 ; n-butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, tolunitrile, etc. Nitrile solvents of: alcohol solvents such as octanol, nonanol, decanol; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, n-butylbenzene, isobutylbenzene; n-pentane, n-hexane, Methyl pentane, n-heptane, methyl hexane, dimethyl pen And aliphatic hydrocarbon solvents such as tan, n-octane, methylheptane, dimethylhexane, trimethylpentane, dimethylheptane, n-decane, cyclohexane, and cycloheptane. Among these, dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, chloromethane, dichloromethane, trichloromethane, Tetrachloromethane, hydrofluoroether, isobutyronitrile, valeronitrile, toluene, xylene, n-hexane are preferred, diethyl ether, dipropyl ether, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, dichloromethane, valeronitrile, xylene, n -Hexane is more preferred. In addition, it is one of preferred embodiments of the present invention to use a mixture of two or more of the above organic solvents.

一方、抽出工程(iii)で使用する水は、不純物の含有量が少ないものが好ましく、例えば、超純水(18.2Ω・cm超)、蒸留水、脱イオン交換水等を用いることが推奨される。   On the other hand, the water used in the extraction step (iii) preferably has a low impurity content. For example, it is recommended to use ultrapure water (over 18.2 Ω · cm), distilled water, deionized exchange water, or the like. Is done.

抽出工程(iii)で使用する混合溶媒Aは、水と相分離する有機溶媒と水との混合比が、質量比で20:1〜2:1であるのが好ましい。より好ましくは15:1〜3:1であり、さらに好ましくは10:1〜5:1である。一方、混合溶媒Bは、水と相分離する有機溶媒と水との混合比が質量比で1:2〜1:20であるのが好ましく、より好ましくは1:3〜1:15であり、さらに好ましくは1:5〜1:10である。このように、上記有機溶媒と水の配合比が逆転した混合溶媒A、Bを使用することで、イオン性化合物から不純物を効率よく除去することができる。なお、有機溶媒が多すぎたり、少なすぎる場合には、安定な抽出操作を実施し難くなる。上記混合比率は、抽出操作(抽出工程)を実施する系における有機溶媒と水との混合比率を意味する。   In the mixed solvent A used in the extraction step (iii), the mixing ratio of the organic solvent to be phase-separated with water and water is preferably 20: 1 to 2: 1 by mass ratio. More preferably, it is 15: 1-3: 1, More preferably, it is 10: 1-5: 1. On the other hand, in the mixed solvent B, the mixing ratio of the organic solvent that phase separates from water and water is preferably 1: 2 to 1:20 by mass ratio, more preferably 1: 3 to 1:15, More preferably, it is 1: 5 to 1:10. Thus, impurities can be efficiently removed from the ionic compound by using the mixed solvents A and B in which the mixing ratio of the organic solvent and water is reversed. In addition, when there are too many organic solvents or too few, it will become difficult to implement stable extraction operation. The said mixing ratio means the mixing ratio of the organic solvent and water in the system which implements extraction operation (extraction process).

混合溶媒A、Bによる抽出操作の回数は特に限定されるものではなく、製造時の状況に応じて適宜決定すればよいが、例えば、混合溶媒A、Bによる抽出操作はそれぞれ1回以上実施するのが好ましく、より好ましくは2回以上、さらに好ましくは3回以上である。なお、抽出操作の過剰な繰り返しはイオン性化合物量を減少させる虞があるので、混合溶媒A、Bによる抽出操作は、それぞれ20回以下とするのが好ましい。より好ましくは15回以下であり、さらに好ましくは10回以下である。また、全体では40回以下とするのが好ましい(より好ましくは30回以下であり、さらに好ましくは20回以下)。   The number of extraction operations with the mixed solvents A and B is not particularly limited and may be appropriately determined according to the situation at the time of production. For example, each of the extraction operations with the mixed solvents A and B is performed once or more. It is preferable, more preferably 2 times or more, still more preferably 3 times or more. In addition, since excessive repetition of extraction operation may reduce the amount of ionic compounds, it is preferable to perform extraction operation with mixed solvents A and B 20 times or less each. More preferably, it is 15 times or less, More preferably, it is 10 times or less. Moreover, it is preferable to set it as 40 times or less as a whole (more preferably 30 times or less, and further preferably 20 times or less).

本発明に係る抽出工程(iii)は、混合溶媒Aによる抽出工程と、混合溶媒Bによる抽出工程とが含まれていればよく、混合溶媒A、Bによる抽出工程の実施順序は特に限定されない。したがって、有機溶媒量の多い混合溶媒Aによる抽出工程を実施した後、有機溶媒量の少ない混合溶媒Bによる抽出工程を実施してもよく、逆に、有機溶媒量の少ない混合溶媒Bによる抽出工程の後に、有機溶媒量の多い混合溶媒Aによる抽出工程を実施してもよい。また、混合溶媒A、Bによる抽出操作をそれぞれ2回以上実施する場合には、混合溶媒Aによる抽出操作を繰り返した後(混合溶媒Aによる抽出工程後)、混合溶媒Bによる抽出工程を実施してもよいし、混合溶媒A、Bによる抽出操作を交互に実施してもよい。好ましくは、混合溶媒Aで抽出工程を行った後、混合溶媒Bによる抽出工程を行う態様である。   The extraction step (iii) according to the present invention only needs to include an extraction step with the mixed solvent A and an extraction step with the mixed solvent B, and the order of performing the extraction steps with the mixed solvents A and B is not particularly limited. Therefore, after performing the extraction process with the mixed solvent A with a large amount of organic solvent, the extraction process with the mixed solvent B with a small amount of organic solvent may be performed, and conversely, the extraction process with the mixed solvent B with a small amount of organic solvent. After that, an extraction step using a mixed solvent A having a large amount of organic solvent may be performed. In addition, when the extraction operation with the mixed solvents A and B is performed twice or more, after the extraction operation with the mixed solvent A is repeated (after the extraction step with the mixed solvent A), the extraction step with the mixed solvent B is performed. Alternatively, the extraction operation with the mixed solvents A and B may be performed alternately. Preferably, after performing the extraction step with the mixed solvent A, the extraction step with the mixed solvent B is performed.

抽出工程(iii)の実施時期も特に限定されないが、電解質材料の水分含有量を一層低減する観点からは、イオン性化合物の合成直後、また、上記工程(i)や工程(ii)を実施する場合には、工程(i)、(ii)の実施前に、抽出工程(iii)を行うことが推奨される。   Although the timing of performing the extraction step (iii) is not particularly limited, from the viewpoint of further reducing the water content of the electrolyte material, the step (i) or the step (ii) is performed immediately after the synthesis of the ionic compound. In some cases, it is recommended that the extraction step (iii) be performed before the steps (i) and (ii).

上記工程(i)及び/又は工程(ii)の後、或いは、任意に実施される工程(iii)の後、保存時の安定性を高めたり、製品の流通を容易にする目的で、得られたイオン性化合物(1)溶液から溶媒を留去して、固体状のイオン性化合物としてもよい。なお、ここでいう固体状のイオン性化合物は、上記電解質材料(ii)に相当するものである。   After the step (i) and / or step (ii), or after the step (iii) optionally performed, it is obtained for the purpose of enhancing the stability during storage or facilitating the distribution of the product. The solvent may be distilled off from the obtained ionic compound (1) solution to obtain a solid ionic compound. The solid ionic compound here corresponds to the electrolyte material (ii).

固体状のイオン性化合物(1)を得る方法は特に限定されないが、例えば、(a)イオン性化合物(1)が析出するまで、イオン性化合物(1)溶液を加熱し、析出物を分離、乾燥して固体(粉体)化する方法;(b)イオン性化合物(1)溶液からラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒を留去して濃縮した後、必要により冷却しながら濃縮液を静置して、イオン性化合物(1)を析出させ、これを分離、乾燥して固体化する方法;(c)上記濃縮液に溶媒を添加してイオン性化合物(1)を析出させ、これを分離、乾燥して固体化する方法;(d)より高沸点の貧溶媒を添加してラクトン系又はカーボネート系溶媒を留去し、スラリーを固液分離する方法;(e)溶媒が除去されるまでイオン性化合物(1)溶液を加熱して乾固させる方法;等が挙げられる。   The method for obtaining the solid ionic compound (1) is not particularly limited. For example, (a) the ionic compound (1) solution is heated until the ionic compound (1) is precipitated, and the precipitate is separated. A method of drying to form a solid (powder); (b) the lactone solvent and / or carbonate solvent from the solution of the ionic compound (1) and concentrating, and then cooling the concentrate while cooling if necessary. And depositing the ionic compound (1), separating, drying and solidifying it; (c) adding a solvent to the concentrated liquid to precipitate the ionic compound (1), Method of separating and drying to solidify; (d) A method of adding a poor solvent having a higher boiling point and distilling off the lactone or carbonate solvent to solid-liquid separate the slurry; (e) The solvent is removed Heat the ionic compound (1) solution to dryness That method; and the like.

イオン性化合物(1)の乾燥方法は特に限定されず、従来公知の乾燥装置が使用できる。乾燥時の温度は0℃〜400℃とするのが好ましい。より好ましくは10℃以上、さらに好ましくは20℃以上であり、より好ましくは300℃以下、更に好ましくは200℃以下である。   The drying method of an ionic compound (1) is not specifically limited, A conventionally well-known drying apparatus can be used. The drying temperature is preferably 0 ° C to 400 ° C. More preferably, it is 10 degreeC or more, More preferably, it is 20 degreeC or more, More preferably, it is 300 degreeC or less, More preferably, it is 200 degreeC or less.

また、イオン性化合物(1)の乾燥は、乾燥装置にガスを供給しながら行ってもよい。使用可能なガスとしては、例えば、窒素、アルゴンなどの乾燥不活性ガスや乾燥空気が挙げられる。   Moreover, you may perform drying of ionic compound (1), supplying gas to a drying apparatus. Examples of usable gas include dry inert gas such as nitrogen and argon, and dry air.

≪用途≫
上記イオン性化合物(1)を含む本発明の電解質材料(i)、(ii)は、水分含有量が低減されたものである。したがって、本発明の電解質材料(i)、(ii)は、一次電池、リチウム(イオン)二次電池、燃料電池などの充電及び放電機構を有する電池の他、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、太陽電池といった各種蓄電デバイスに備えられる電解液などの電気化学材料用途や、電気化学的特性と熱的安定性とを併せ持つことを利用したポリマーへの導電性付与剤としての使用が期待される。なお、蓄電デバイスの構造は特に限定されず、本発明の電解質材料は公知の蓄電デバイスに適用可能である。
≪Usage≫
The electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention containing the ionic compound (1) have a reduced water content. Therefore, the electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention include, in addition to batteries having charging and discharging mechanisms such as primary batteries, lithium (ion) secondary batteries, fuel cells, etc., electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, solar cells It is expected to be used as a conductivity-imparting agent for polymers using electrochemical materials such as electrolytes provided in various power storage devices such as batteries, and having both electrochemical characteristics and thermal stability. Note that the structure of the electricity storage device is not particularly limited, and the electrolyte material of the present invention can be applied to a known electricity storage device.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

[NMR測定]
Varian社製「Unity Plus」(400MHz)を用いて、1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルを測定し、プロトン、カーボンのピーク強度に基づいて試料の構造を分析した。7Li−NMRおよび11B−NMRスペクトルの測定には、Bruker社製「Advance 400M」(400MHz)を使用した。
[NMR measurement]
1 H-NMR and 13 C-NMR spectra were measured using “Unity Plus” (400 MHz) manufactured by Varian, and the structure of the sample was analyzed based on the peak intensity of proton and carbon. For measurement of 7 Li-NMR and 11 B-NMR spectra, “Advance 400M” (400 MHz) manufactured by Bruker was used.

なお、NMRスペクトルの測定は、重ジメチルスルホキシドに、濃度が1質量%〜5質量%となるように反応溶液または得られた塩を溶解させた測定試料を、ホウ素元素を含まない、酸化アルミニウム製のNMRチューブに入れ、室温(25℃)、積算回数64回で測定した。また、1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルの測定では、テトラメチルシランを標準物質とし、7Li−NMRスペクトルの測定では、塩化リチウムを標準物質とし、11B−NMRスペクトルの測定では、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボランを検量用標準物質として定量した。 In addition, the measurement of a NMR spectrum measured the measurement sample which dissolved the reaction solution or the obtained salt so that the density | concentration might be 1 mass%-5 mass% in heavy dimethyl sulfoxide, and does not contain a boron element, but is made from aluminum oxide. Were measured at room temperature (25 ° C.) and 64 times of integration. In the measurement of 1 H-NMR and 13 C-NMR spectrum, tetramethylsilane is used as a standard substance, in the measurement of 7 Li-NMR spectrum, lithium chloride is used as the standard substance, and in the measurement of 11 B-NMR spectrum, 1 -Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborane was quantified as a calibration standard.

[水分含有量の測定]
平沼産業(株)製カールフィッシャー水分測定装置「AQ−2100」を用いて、下記実験例で得られたイオン性化合物(電解質材料(ii))、又は、イオン性化合物を含む電解液(電解質材料(i))、並びに、有機溶媒に含まれる水分量を測定した。なお、イオン性化合物、又は、イオン伝導性材料の取扱い、水分含有量の測定等の一連の操作については、ドライルーム(温度:25℃、露点:−70℃〜−50℃)で行った。試料注入量は試料の水分含有量に応じて0.1ml〜3mlとし、発生液には「ハイドラナール(登録商標) クローマットAK」(Sigma Aldrich社製)を使用し、対極液には「ハイドラナール(登録商標) クローマットCG−K」(Sigma Aldrich社製)を使用した。試料は、外気に触れないよう注射器を用いて試料注入口より注入した。
[Measurement of water content]
Using the Karl Fischer moisture measuring device “AQ-2100” manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd., an ionic compound (electrolyte material (ii)) obtained in the following experimental example, or an electrolytic solution containing the ionic compound (electrolyte material) (I)), and the amount of water contained in the organic solvent was measured. In addition, about a series of operation, such as handling of an ionic compound or an ion conductive material, and a measurement of water content, it was performed in a dry room (temperature: 25 ° C., dew point: −70 ° C. to −50 ° C.). The sample injection amount is 0.1 ml to 3 ml depending on the moisture content of the sample, “Hydranal (registered trademark) Chromat AK” (manufactured by Sigma Aldrich) is used as the generation solution, and “hydra” is used as the counter electrode solution. "Nar (registered trademark) Chromat CG-K" (manufactured by Sigma Aldrich) was used. The sample was injected from the sample inlet using a syringe so as not to touch the outside air.

イオン性化合物(1)を含む溶液(本発明における電解質材料(i))の水分含有量については、下記実験例で得られたイオン性化合物を試料とし、上記カールフィッシャー水分測定装置により測定した。また、固体状態のイオン性化合物(1)については、予め水分含有量を測定した溶媒に溶かして調整した試料溶液について水分含有量の測定を行い、測定溶液中の水分量(測定値)から溶媒に由来する水分量を差し引くことで、固体中(イオン性化合物(1))の水分含有量を算出した。尚、電解質材料(i)の媒体としてポリマーを含む場合は、前記固体状イオン性化合物(1)と同様に、溶媒に分散させて測定することができる。   The water content of the solution containing the ionic compound (1) (electrolyte material (i) in the present invention) was measured with the Karl Fischer moisture measuring apparatus using the ionic compound obtained in the following experimental example as a sample. For the ionic compound (1) in the solid state, the moisture content is measured for a sample solution prepared by dissolving in a solvent whose moisture content has been measured in advance, and the solvent content is determined from the moisture content (measured value) in the measured solution. The water content in the solid (ionic compound (1)) was calculated by subtracting the amount of water derived from. In addition, when a polymer is included as a medium of the electrolyte material (i), it can be measured by being dispersed in a solvent in the same manner as the solid ionic compound (1).

[不純物含有量の測定]
製造例で得られたイオン性化合物中に含まれる不純物量を測定した。各種不純物の測定方法は次の通りである。
[1]CN-含有量の測定
下記製造例で得られたイオン性化合物10mgを超純水(18.2Ω・cm超)で100倍または1000倍または10000倍に希釈して測定溶液とし、遊離シアン測定用シンプルパック(柴田科学株式会社販売、4−ピリジンカルボン酸法)を用いて、化合物中に含まれるシアン量を測定した。
[2]金属および半金属成分含有量の測定
下記製造例で得られたイオン性化合物0.1gを超純水(18.2Ω・cm超)で100倍または200倍に希釈して測定溶液とし、ICP発光分析装置 ICPE−9000(島津製作所製)を用いて、試料に含まれるNa、Li、K、Fe量を測定した。なお、定量限界(下限値)は10ppmである。
[Measurement of impurity content]
The amount of impurities contained in the ionic compound obtained in the production example was measured. The measuring method of various impurities is as follows.
[1] Measurement of CN - content 10 mg of the ionic compound obtained in the following production example was diluted 100-fold, 1000-fold or 10000-fold with ultrapure water (over 18.2 Ω · cm) to obtain a measurement solution, which was free The amount of cyan contained in the compound was measured using a simple pack for cyanide measurement (Shibata Kagaku Co., Ltd., 4-pyridinecarboxylic acid method).
[2] Measurement of metal and metalloid component content 0.1 g of the ionic compound obtained in the following production example was diluted 100-fold or 200-fold with ultrapure water (over 18.2 Ω · cm) to obtain a measurement solution. The amount of Na, Li, K, and Fe contained in the sample was measured using an ICP emission spectrometer ICPE-9000 (manufactured by Shimadzu Corporation). The quantitative limit (lower limit) is 10 ppm.

製造例1 リチウムテトラシアノボレートの製造
攪拌装置、還流管および抜出し装置、滴下ロートを備えた容量1Lのフラスコに、予め加熱乾燥しておいたトリブチルアンモニウムクロリド44.4g(200mmol)を入れ、容器内を窒素ガスで置換した後に、トリメチルシリルシアニド(TMSCN)109.0g(1100mmol)を室温で加えて攪拌した。次いで、滴下ロートから三塩化ホウ素の1mol/L p−キシレン溶液200mL(200mmol)をゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を150℃まで加熱し、副生するトリメチルシリルクロリド(TMSCl、沸点;約57℃)を還流抜出し部から抜出しながら反応を行なった。
Production Example 1 Production of lithium tetracyanoborate 44.4 g (200 mmol) of tributylammonium chloride previously heated and dried was placed in a 1 L flask equipped with a stirrer, a reflux tube and an extraction device, and a dropping funnel. Was replaced with nitrogen gas, and then 109.0 g (1100 mmol) of trimethylsilylcyanide (TMSCN) was added at room temperature and stirred. Next, 200 mL (200 mmol) of a 1 mol / L p-xylene solution of boron trichloride was slowly dropped from the dropping funnel. After completion of the dropwise addition, the reaction vessel was heated to 150 ° C., and the reaction was carried out while extracting by-product trimethylsilyl chloride (TMSCl, boiling point: about 57 ° C.) from the reflux extraction portion.

30時間加熱攪拌した後、真空ポンプで反応容器内を減圧し、還流抜出し部から余剰TMSCNのp−キシレン溶液を留去した。その後、攪拌装置を備えた500mLのビーカーに、粗生成物45gと酢酸エチル225gを入れ、5分間攪拌して溶解させた後、活性炭(日本エンバイロケミカル社製カルボラフィン(登録商標))を加え、10分間攪拌した。得られた活性炭懸濁液をメンブランフィルター(0.2μm、PTFE製)で濾過し、濾液から溶媒を留去、乾燥して、トリブチルアンモニウムテトラシアノボレート(黄色固体)を得た(収量:48.2g、160mmol、収率:80%)。   After stirring with heating for 30 hours, the inside of the reaction vessel was depressurized with a vacuum pump, and the excess TMSCN p-xylene solution was distilled off from the reflux outlet. Then, in a 500 mL beaker equipped with a stirrer, 45 g of the crude product and 225 g of ethyl acetate were added and dissolved by stirring for 5 minutes, and then activated carbon (Calboraphin (registered trademark) manufactured by Nippon Environmental Chemical Co., Ltd.) was added. Stir for 10 minutes. The obtained activated carbon suspension was filtered through a membrane filter (0.2 μm, PTFE), the solvent was distilled off from the filtrate and dried to obtain tributylammonium tetracyanoborate (yellow solid) (yield: 48. 2 g, 160 mmol, yield: 80%).

次いで、攪拌装置を備えた容量500mLのビーカーに、得られたトリブチルアンモニウムテトラシアノボレート48.2g(160mmol)、酢酸ブチル200g、水酸化リチウム1水和物4.6g(192mmol)および超純水200gを加え、1時間攪拌した。その後、混合液を分液ロートに移し、静置すると、混合液は2層に分離した。下層(水層)を分離、濃縮して得られた淡黄色固体をアセトニトリル200gと混合し、攪拌した。その後、得られた溶液をメンブレンフィルター(0.2μm、PTFE製)で濾過し、濾液から溶媒を留去し、150℃で3日間減圧乾燥することで、目的とするリチウムテトラシアノボレート(LiTCB、白色固体)を得た(収量:13.6g、112mmol、収率:70%、水分含有量:872ppm)。
7Li−NMR(d6−DMSO)δ0.02(s)
13C−NMR(d6−DMSO)δ121.9(m)
11B−NMR(d6−DMSO)δ−39.6(s)
Next, in a 500 mL beaker equipped with a stirrer, 48.2 g (160 mmol) of the obtained tributylammonium tetracyanoborate, 200 g of butyl acetate, 4.6 g (192 mmol) of lithium hydroxide monohydrate and 200 g of ultrapure water were obtained. Was added and stirred for 1 hour. Thereafter, the mixed solution was transferred to a separatory funnel and allowed to stand to separate into two layers. A light yellow solid obtained by separating and concentrating the lower layer (aqueous layer) was mixed with 200 g of acetonitrile and stirred. Thereafter, the obtained solution was filtered through a membrane filter (0.2 μm, manufactured by PTFE), the solvent was distilled off from the filtrate, and the resultant was dried under reduced pressure at 150 ° C. for 3 days, whereby the target lithium tetracyanoborate (LiTCB, (White solid) was obtained (yield: 13.6 g, 112 mmol, yield: 70%, water content: 872 ppm).
7 Li-NMR (d6-DMSO) δ0.02 (s)
13 C-NMR (d6-DMSO) δ 121.9 (m)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-39.6 (s)

実験例1
実験例1−1
製造例1で得られたリチウムテトラシアノボレート(LiTCB、固体)2.50g(水分含有量:872ppm)を、水分含有量12.8ppmのγ−ブチロラクトン497.53gに溶解させ、均一な混合溶液とした。この時の溶液含水率は17.1ppmであった。500mlナスフラスコに混合溶液を供給し、圧力1.5kPa下で、混合溶液を加熱し、撹拌しながら単蒸留を行った。この時の留出温度は81℃であった。溶媒454.3g(混合溶液の90質量%)を留去した時点で蒸留を終了した。このときのLiTCB溶液中含水率は8.1ppmであり、LiTCB濃度は5.7質量%であった。さらに残った溶媒を減圧下で留去し、得られた析出物を150℃で1日真空乾燥することで、水分含有量127ppmのLiTCB(固体)を得た(収量:2.48g)。得られたLiTCBを用いてリニアースイープボルタンメトリー(LSV)測定を行った。
Experimental example 1
Experimental Example 1-1
Lithium tetracyanoborate (LiTCB, solid) 2.50 g (water content: 872 ppm) obtained in Production Example 1 was dissolved in 497.53 g of γ-butyrolactone having a water content of 12.8 ppm to obtain a uniform mixed solution. did. The water content of the solution at this time was 17.1 ppm. The mixed solution was supplied to a 500 ml eggplant flask, and the mixed solution was heated and stirred under a pressure of 1.5 kPa while performing simple distillation. The distillation temperature at this time was 81 degreeC. Distillation was completed when 454.3 g of solvent (90% by mass of the mixed solution) was distilled off. At this time, the water content in the LiTCB solution was 8.1 ppm, and the LiTCB concentration was 5.7% by mass. Further, the remaining solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting precipitate was vacuum-dried at 150 ° C. for 1 day to obtain LiTCB (solid) having a water content of 127 ppm (yield: 2.48 g). Linear sweep voltammetry (LSV) measurement was performed using the obtained LiTCB.

[リニアースィープボルタンメトリー(LSV)測定]
実験例1−1で得られた試料をγ−ブチロラクトン(水分含有量11.7ppm)に溶解させ、LiTCB濃度が7質量%、水分含有量19.8ppmの試料溶液を調製した。この試料溶液について、3極式電気化学セルと、スタンダードボルタンメトリツール(「HSV−100」、北斗電工社製)を使用してLSV測定を行った。本実験例では、2mA/cm2を基準電流値とし、2mA/cm2超の電流値が観測された時点で、電解液又は電極等の劣化が生じているものと判断した(分解電流値)。結果を図1に示す。なお、測定条件は下記の通りである。
[Linear sweep voltammetry (LSV) measurement]
The sample obtained in Experimental Example 1-1 was dissolved in γ-butyrolactone (water content 11.7 ppm) to prepare a sample solution having a LiTCB concentration of 7 mass% and a water content of 19.8 ppm. This sample solution was subjected to LSV measurement using a tripolar electrochemical cell and a standard voltammetric tool (“HSV-100”, manufactured by Hokuto Denko). In this experimental example, 2 mA / cm 2 was taken as a reference current value, and when a current value exceeding 2 mA / cm 2 was observed, it was determined that deterioration of the electrolyte or electrode occurred (decomposition current value). . The results are shown in FIG. The measurement conditions are as follows.

測定条件
作用極:グラッシーカーボン電極(BAS社製、品番:11−2411、電極表面積1mmφ(0.785mm2))
参照極:Ag電極(参照液:硝酸銀および過塩素酸テトラブチルアンモニウムのアセトニトリル溶液(硝酸銀濃度0.01M、過塩素酸テトラブチルアンモニウム濃度0.1M))
対極:白金電極
塩橋:0.1M過塩素酸テトラブチルアンモニウムのアセトニトリル溶液
溶媒:γ−ブチロラクトン
掃引速度:100mV/sec
掃引範囲:自然電位〜10V(vs.Ag/Ag+
Measurement conditions Working electrode: Glassy carbon electrode (manufactured by BAS, product number: 11-2411, electrode surface area 1 mmφ (0.785 mm 2 ))
Reference electrode: Ag electrode (Reference solution: acetonitrile solution of silver nitrate and tetrabutylammonium perchlorate (silver nitrate concentration 0.01M, tetrabutylammonium perchlorate concentration 0.1M))
Counter electrode: platinum electrode Salt bridge: 0.1 M acetonitrile solution of tetrabutylammonium perchlorate Solvent: γ-butyrolactone Sweep speed: 100 mV / sec
Sweep range: Natural potential to 10 V (vs. Ag / Ag + )

上記測定法では、Ag電極を参照極として用いている(Ag/Ag+、標準電極電位:0.799V)。したがって、これを、Li金属を参照極とする場合(Li/Li+、標準電極電位:−3.045V)に換算すると、掃引範囲は3.8V〜13.8Vとなる。 In the measurement method, an Ag electrode is used as a reference electrode (Ag / Ag + , standard electrode potential: 0.799 V). Therefore, when this is converted into a case where Li metal is used as a reference electrode (Li / Li + , standard electrode potential: −3.045 V), the sweep range is 3.8 V to 13.8 V.

実験例1−2
製造例1と同様にして合成したリチウムテトラシアノボレート(LiTCB)0.1g(水分含有量:627ppm)を水分含有量11.7ppmのγ−ブチロラクトンに溶解させて、水分含有量が55.6ppmである測定試料(LiTCB濃度7質量%)を調製した。この試料について、実験例1−1と同様にしてリニアースイープボルタンメトリー(LSV)測定を行った。結果を図1に示す。
Experimental Example 1-2
Lithium tetracyanoborate (LiTCB) 0.1 g (water content: 627 ppm) synthesized in the same manner as in Production Example 1 was dissolved in γ-butyrolactone having a water content of 11.7 ppm, and the water content was 55.6 ppm. A measurement sample (LiTCB concentration of 7% by mass) was prepared. For this sample, linear sweep voltammetry (LSV) measurement was performed in the same manner as in Experimental Example 1-1. The results are shown in FIG.

図1より、実験例1−2(水分含有量:627ppm)に比べて、水分含有量の低い実験例1−1(水分含有量:127ppm)の場合には、ピーク電流値が低減されている(実験例1−1:約1.4mA/cm2、実験例1−2:約2.5mA/cm2)。このことから、イオン性化合物とラクトン系溶媒とを混合した後、蒸留を行うことで、水分含有量を低減でき、また、水分含有量を500ppm以下(電解質材料(ii))、又は、50ppm以下(電解質材料(i))とすることで、耐電圧特性を向上できることが分かる。 From FIG. 1, the peak current value is reduced in the case of Experimental Example 1-1 (water content: 127 ppm) having a low water content compared to Experimental Example 1-2 (water content: 627 ppm). (Experimental example 1-1: about 1.4 mA / cm 2 , Experimental example 1-2: about 2.5 mA / cm 2 ). From this, the water content can be reduced by performing distillation after mixing the ionic compound and the lactone solvent, and the water content can be 500 ppm or less (electrolyte material (ii)) or 50 ppm or less. It can be seen that withstand voltage characteristics can be improved by using (electrolyte material (i)).

実験例1−3
製造例1と同様にして合成したリチウムテトラシアノボレート(LiTCB)50.1g(水分含有量:754ppm)を水分含有量26.8ppmのγ−ブチロラクトン950.03gに溶解させて、均一な試料溶液を得た。得られた試料溶液のLiTCB濃度は5.0質量%であり、溶液の含水率は63.2ppmであった。上記試料溶液について、実験例1−1と同様の条件で蒸留を行いながら、溶液含水率の経時変化を確認したところ、LiTCB濃度6.1質量%に達したときの溶液含水率は11.0ppmであり、さらに蒸留を続けてLiTCB濃度7.0質量%に達したときの溶液含水率は10.6ppmであった。なお、溶液中のLiTCB濃度は、含水量の測定用試料のサンプリング時までに試料溶液から留去されたγ−ブチロラクトン量と、蒸留前の試料溶液量とから算出した。その後、さらに蒸留を継続し、試料溶液の30質量%のγ−ブチロラクトンが留去された時点で蒸留を終了し、残った溶媒を減圧下で留去した。得られた析出物を150℃で1日真空乾燥することで、LiTCB(固体)を得た(収量:49.9g、水分含有量:141ppm)。
Experimental Example 1-3
A uniform sample solution was prepared by dissolving 50.1 g (water content: 754 ppm) of lithium tetracyanoborate (LiTCB) synthesized in the same manner as in Production Example 1 in 950.03 g of γ-butyrolactone having a water content of 26.8 ppm. Obtained. The LiTCB concentration of the obtained sample solution was 5.0% by mass, and the water content of the solution was 63.2 ppm. When the sample solution was distilled under the same conditions as in Experimental Example 1-1 and the change in solution moisture content over time was confirmed, the solution moisture content when the LiTCB concentration reached 6.1% by mass was 11.0 ppm. Further, when the distillation was continued and the LiTCB concentration reached 7.0 mass%, the water content of the solution was 10.6 ppm. The LiTCB concentration in the solution was calculated from the amount of γ-butyrolactone distilled off from the sample solution up to the sampling of the sample for measuring the water content and the amount of the sample solution before distillation. Thereafter, the distillation was further continued. When 30% by mass of γ-butyrolactone in the sample solution was distilled off, the distillation was terminated, and the remaining solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained precipitate was vacuum-dried at 150 ° C. for 1 day to obtain LiTCB (solid) (yield: 49.9 g, water content: 141 ppm).

実験例1−3の結果より、蒸留工程に供する試料溶液LiTCB濃度が高い場合も(実験例1−1:0.5質量%、実験例1−3:5質量%)、実験例1−1のようにLiTCB濃度が低い場合と同様に、水分量を低減させられることが分かる。   From the result of Experimental Example 1-3, even when the concentration of the sample solution LiTCB subjected to the distillation step is high (Experimental Example 1-1: 0.5 mass%, Experimental Example 1-3: 5 mass%), Experimental Example 1-1 It can be seen that the amount of water can be reduced as in the case where the LiTCB concentration is low.

実験例2
製造例1と同様にして得られたリチウムテトラシアノボレート(LiTCB)5.67g(水分含有量:836ppm)を水分含有量12.8ppmのγ−ブチロラクトン75.12gに溶解させ、均一な試料溶液を得た。得られた試料溶液の水分含有量は70.6ppmであった。
Experimental example 2
Lithium tetracyanoborate (LiTCB) 5.67 g (water content: 836 ppm) obtained in the same manner as in Production Example 1 was dissolved in 75.12 g of γ-butyrolactone having a water content of 12.8 ppm to obtain a uniform sample solution. Obtained. The obtained sample solution had a water content of 70.6 ppm.

次いで、温度:25℃、露点温度:−70℃〜−50℃のドライルーム内で、試料溶液約15gと、この試料溶液の質量に対して10質量%の各種モレキュラーシーブ(ユニオン昭和株式会社製)とをポリプロピレン製のスクリュー管に投入して密栓し、温度:25℃、露点:−70℃〜−50℃の環境下で、振とう機(SHAKER RS−2、アズワン株式会社製)で攪拌しながら、一定時間毎に試料溶液の水分含有量を測定し、その推移を観測した。結果を表1に示す。   Next, in a dry room at a temperature of 25 ° C. and a dew point temperature of −70 ° C. to −50 ° C., about 15 g of the sample solution and 10% by mass of various molecular sieves (made by Union Showa Co., Ltd.) ) In a polypropylene screw tube and sealed, and stirred in a shaker (SHAKER RS-2, manufactured by ASONE Corporation) in an environment of temperature: 25 ° C. and dew point: −70 ° C. to −50 ° C. However, the moisture content of the sample solution was measured at regular intervals, and the transition was observed. The results are shown in Table 1.

モレキュラーシーブ1:ナトリウムカチオン及びカルシウムカチオンを有するモレキュラーシーブ(型番「3A SDG」、平均孔径(公証値):3Å、球状、ユニオン昭和株式会社社製)
モレキュラーシーブ2:ナトリウムカチオンを有するモレキュラーシーブ(型番「4A SDG」、平均孔径(公証値):4Å、球状、ユニオン昭和株式会社社製)
モレキュラーシーブ3:ナトリウムカチオン及びカルシウムカチオンを有するモレキュラーシーブ(型番「5A SDG」、平均孔径(公証値):5Å、球状、ユニオン昭和株式会社社製)
モレキュラーシーブ4:リチウムカチオン及びナトリウムカチオンを有するモレキュラーシーブ(型番「Li−X SDG」、平均孔径(公証値):10Å、球状、ユニオン昭和株式会社社製)
Molecular sieve 1: Molecular sieve having sodium cation and calcium cation (model number “3A SDG”, average pore diameter (notified value): 3 mm, spherical, made by Union Showa Co., Ltd.)
Molecular sieve 2: Molecular sieve having sodium cation (model number “4A SDG”, average pore diameter (notified value): 4 mm, spherical, made by Union Showa Co., Ltd.)
Molecular sieve 3: Molecular sieve having sodium cation and calcium cation (model number “5A SDG”, average pore size (notified value): 5 mm, spherical, made by Union Showa Co., Ltd.)
Molecular sieve 4: Molecular sieve having lithium cation and sodium cation (model number “Li-X SDG”, average pore diameter (notified value): 10 mm, spherical, made by Union Showa Co., Ltd.)

尚、含水量の測定と同時に、11B−NMRにより試料溶液中のLiTCB濃度を測定したところ、実験例2−1〜2−4のいずれの場合も、モレキュラーシーブとの接触前後においてLiTCB濃度に変化は無く、イオン性化合物(1)は、モレキュラーシーブに吸着されていないことが確認された。 When the LiTCB concentration in the sample solution was measured by 11 B-NMR simultaneously with the measurement of the water content, the LiTCB concentration was measured before and after contact with the molecular sieve in any of Experimental Examples 2-1 to 2-4. There was no change, and it was confirmed that the ionic compound (1) was not adsorbed on the molecular sieve.

表1の結果より、モレキュラーシーブとの接触により、イオン性化合物濃度を維持しつつ、導電性材料として使用するのに充分な程度にまで水分量を低減できることが分かる。   From the results in Table 1, it can be seen that the amount of water can be reduced to a level sufficient to be used as a conductive material while maintaining the ionic compound concentration by contact with the molecular sieve.

製造例2 リチウムトリシアノメトキシボレート(LiB(CN)3OMe)の合成
温度計、攪拌装置、滴下ロートを備えた容量1Lの3つ口フラスコに、トリエチルアンモニウムブロマイド109g(600mmol)を加え、フラスコ内を窒素ガスで置換した。ここに、300mLの1,2−ジクロロエタンを加えた後、さらに62.3g(600mmol)のホウ酸トリメチルを室温(25℃)で加えた。次いで、得られた混合溶液を攪拌しながら、トリメチルシリルシアニド238g(2400mmol、ホウ素化合物に対して4.0当量)を室温で滴下して添加した後、オイルバスにより混合溶液を60℃に加熱し、同温度で15時間攪拌を続け、反応させた。
Production Example 2 Synthesis of lithium tricyanomethoxyborate (LiB (CN) 3 OMe) 109 g (600 mmol) of triethylammonium bromide was added to a 1 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel. Was replaced with nitrogen gas. To this, 300 mL of 1,2-dichloroethane was added, and then 62.3 g (600 mmol) of trimethyl borate was added at room temperature (25 ° C.). Next, while stirring the obtained mixed solution, 238 g of trimethylsilylcyanide (2400 mmol, 4.0 equivalent to the boron compound) was added dropwise at room temperature, and then the mixed solution was heated to 60 ° C. with an oil bath. The mixture was stirred at the same temperature for 15 hours to be reacted.

その後、得られた黄色の反応溶液から有機溶媒を減圧留去して濃縮し、室温まで冷却した後、黄色油状のトリエチルアンモニウムトリシアノメトキシボレート(クルード)を得た。   Thereafter, the organic solvent was distilled off under reduced pressure from the obtained yellow reaction solution, and the mixture was concentrated and cooled to room temperature. Thus, yellow oily triethylammonium tricyanomethoxyborate (crude) was obtained.

次に、攪拌子を入れた1Lのナスフラスコに、得られたトリエチルアンモニウムトリシアノボレートと、純水574gを加えた後、ここに30.2g(720mmol)の水酸化リチウム一水和物を室温で加え、攪拌し、同温度で4時間攪拌を続けて反応させた。
得られた黄色の反応溶液から溶媒を減圧留去して濃縮し、濃縮液を室温まで冷却した後、分液ロート内で濃縮液と酢酸エチル1567gを混合し、振とう攪拌して、有機層に生成物を抽出した。有機層を水層から分離した後、酢酸エチルを留去させ、薄黄色固体のリチウムトリシアノメトキシボレート(クルード)を得た(収量:45.3g、収率:59.5%)。
Next, after adding the obtained triethylammonium tricyanoborate and 574 g of pure water to a 1 L eggplant flask containing a stirring bar, 30.2 g (720 mmol) of lithium hydroxide monohydrate was added thereto at room temperature. The mixture was stirred and stirred at the same temperature for 4 hours to carry out the reaction.
The solvent was distilled off from the obtained yellow reaction solution under reduced pressure and concentrated. The concentrated solution was cooled to room temperature, and then the concentrated solution and 1567 g of ethyl acetate were mixed in a separatory funnel, and shaken and stirred. The product was extracted. After separating the organic layer from the aqueous layer, ethyl acetate was distilled off to obtain a light yellow solid lithium tricyanomethoxyborate (crude) (yield: 45.3 g, yield: 59.5%).

次に、分液ロート内で、得られたリチウムトリシアノメトキシボレートを5質量%水酸化リチウム水溶液228gに溶解させ、さらに酢酸ブチル2273gを加え、振とう攪拌して、生成物を有機層に抽出した。有機層を水層から分離した後、酢酸ブチルを留去させた。この操作を2回繰り返し、白色固体のリチウムトリシアノメトキシボレート(洗浄品)を得た(収量:25.3g)。   Next, in a separatory funnel, the obtained lithium tricyanomethoxyborate was dissolved in 228 g of a 5 mass% lithium hydroxide aqueous solution, and further 2273 g of butyl acetate was added, followed by shaking and stirring to extract the product into an organic layer. did. After separating the organic layer from the aqueous layer, butyl acetate was distilled off. This operation was repeated twice to obtain white solid lithium tricyanomethoxyborate (cleaned product) (yield: 25.3 g).

得られたリチウムトリシアノメトキシボレートに、脱水アセトニトリル160gを加え、70℃に加熱して均一溶液とし、その溶液を−20℃で一晩静置した。静置後、フラスコ下部に析出した固体を濾過することによってリチウムトリシアノメトキシボレートの白色結晶を得た(再結晶品一次晶)。ろ液を回収し、アセトニトリルを留去させ、上述の再結晶の操作を再び行い、二次晶を得た(合計収量:16.6g、131mmol、合計収率22%、水分含有量:531ppm)。生成物中に含まれる各種不純物量を表2に示す。
1H−NMR(d6−DMSO)δ3.16(q, J=3.6Hz,3H)
13C−NMR(d6−DMSO)δ8.80, 49.9, 52.7, 127.7(q, J=69.5Hz)
11B−NMR(d6−DMSO)δ−18.6(s)
To the obtained lithium tricyanomethoxyborate, 160 g of dehydrated acetonitrile was added and heated to 70 ° C. to obtain a homogeneous solution. The solution was allowed to stand at −20 ° C. overnight. After standing, the solid precipitated at the bottom of the flask was filtered to obtain white crystals of lithium tricyanomethoxyborate (recrystallized primary crystal). The filtrate was collected, acetonitrile was distilled off, and the recrystallization operation described above was performed again to obtain secondary crystals (total yield: 16.6 g, 131 mmol, total yield 22%, water content: 531 ppm). . Table 2 shows the amounts of various impurities contained in the product.
1 H-NMR (d6-DMSO) δ 3.16 (q, J = 3.6Hz, 3H)
13 C-NMR (d6-DMSO) δ 8.80, 49.9, 52.7, 127.7 (q, J = 69.5Hz)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-18.6 (s)

製造例3 リチウムトリシアノエトキシボレート(LiB(CN)3OEt)の合成
製造例2において、ホウ酸トリメチルの代わりにホウ酸トリエチル72.7g(498mmol)を用いたこと以外は、製造例2と同様の条件で反応、精製を行い、白色結晶のリチウムトリシアノエトキシボレート(再結晶品)を得た(収量:30.3g、215mmol、合計収率:43%、水分含有量:593ppm)。生成物中に含まれる各種不純物の含有量を表2に示す。
1H−NMR(d6−DMSO)δ1.12(t, J=7.2Hz,3H), 3.37−3.38(m,2H)
13C−NMR(d6−DMSO)δ17.4, 60.5, 128.0(q, J=69.7Hz)
11B−NMR(d6−DMSO)δ−19.2(s)
Production Example 3 Synthesis of Lithium Tricyanoethoxyborate (LiB (CN) 3 OEt) Same as Production Example 2 except that 72.7 g (498 mmol) of triethyl borate was used instead of trimethyl borate in Production Example 2. The reaction and purification were carried out under the conditions described above to obtain white crystalline lithium tricyanoethoxyborate (recrystallized product) (yield: 30.3 g, 215 mmol, total yield: 43%, water content: 593 ppm). Table 2 shows the contents of various impurities contained in the product.
1 H-NMR (d6-DMSO) δ 1.12 (t, J = 7.2Hz, 3H), 3.37-3.38 (m, 2H)
13 C-NMR (d6-DMSO) δ 17.4, 60.5, 128.0 (q, J = 69.7 Hz)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-19.2 (s)

表2中、「×」は含有量の上限値を超えていたことを示し(Liイオン:20000ppm超)、「N.D.」は、検出限界(下限値)未満であったことを示す。尚、製造例2、3において、Liはイオン性化合物を構成するカチオンに相当するので、不純物とはみなさない。   In Table 2, “x” indicates that the upper limit of the content was exceeded (Li ion: more than 20000 ppm), and “ND” indicates that it was less than the detection limit (lower limit). In Production Examples 2 and 3, Li corresponds to a cation constituting an ionic compound, and thus is not regarded as an impurity.

実験例3−1
製造例2で得られたリチウムトリシアノメトキシボレート(LiB(CN)3OMe、再結晶品)1.01g(水分含有量:531ppm)を、水分含有量12.8ppmのγ−ブチロラクトン9.61gに溶解させ、均一な試料溶液を得た。このときの試料溶液の水分含有量は62.1ppmであった。
Experimental example 3-1
1.01 g (water content: 531 ppm) of lithium tricyanomethoxyborate (LiB (CN) 3 OMe, recrystallized product) obtained in Production Example 2 was converted to 9.61 g of γ-butyrolactone having a water content of 12.8 ppm. Dissolved to obtain a uniform sample solution. The water content of the sample solution at this time was 62.1 ppm.

次いで、実験例2と同様に、温度:25℃、露点温度:−70℃〜−50℃のドライルーム内で、試料溶液と、この試料溶液の質量に対して33質量%のモレキュラーシーブ2(ナトリウムカチオンを有するモレキュラーシーブ、型番「4A SDG」、平均孔径(公証値):4Å、球状、ユニオン昭和株式会社製)とをポリプロピレン製のスクリュー管に投入して密栓し、温度:25℃、露点:−70℃〜−50℃の環境下で、振とう機(SHAKER RS−2、アズワン株式会社製)で24時間攪拌し、水分含有量を測定した。結果を表3に示す。   Next, in the same manner as in Experimental Example 2, in a dry room at a temperature of 25 ° C. and a dew point temperature of −70 ° C. to −50 ° C., 33% by mass of molecular sieve 2 (33% by mass with respect to the mass of the sample solution) A molecular sieve having a sodium cation, model number “4A SDG”, average pore size (notified value): 4 mm, spherical, Union Showa Co., Ltd.) is placed in a polypropylene screw tube and sealed, temperature: 25 ° C., dew point : Under an environment of −70 ° C. to −50 ° C., the mixture was stirred for 24 hours with a shaker (SHAKER RS-2, manufactured by ASONE Corporation), and the water content was measured. The results are shown in Table 3.

実験例3−2
製造例3で得られたリチウムトリシアノエトキシボレート(LiB(CN)3OEt、再結晶品)1.12g(水分含有量:593ppm)を、γ−ブチロラクトン9.20gに溶解させ、均一な試料溶液を得た。このときの試料溶液の水分含有量は75.8ppmであった。
Experimental Example 3-2
1.12 g (water content: 593 ppm) of lithium tricyanoethoxyborate (LiB (CN) 3 OEt, recrystallized product) obtained in Production Example 3 was dissolved in 9.20 g of γ-butyrolactone to obtain a uniform sample solution Got. The moisture content of the sample solution at this time was 75.8 ppm.

次いで、実験例3−1と同様、温度:25℃、露点温度−70℃〜−50℃のドライルーム内で、試料溶液と、この試料溶液の質量に対して33質量%のモレキュラーシーブ2とをポリプロピレン製のスクリュー管に投入して密栓し、温度:25℃、露点温度−70℃〜−50℃の環境下、振とう機(SHAKER RS−2、アズワン株式会社製)で24時間攪拌し、水分含有量を測定した。結果を表3に示す。   Next, in the same manner as in Experimental Example 3-1, in a dry room having a temperature of 25 ° C. and a dew point temperature of −70 ° C. to −50 ° C., the sample solution and 33% by mass of the molecular sieve 2 with respect to the mass of the sample solution Is put into a polypropylene screw tube and sealed, and stirred for 24 hours with a shaker (SHAKER RS-2, manufactured by ASONE CORPORATION) in an environment of temperature: 25 ° C. and dew point temperature of −70 ° C. to −50 ° C. The water content was measured. The results are shown in Table 3.

表3より、製造例2、3いずれの場合も、モレキュラーシーブとの接触により、イオン性化合物濃度を維持しつつ、導電性材料として使用するのに充分な程度にまで水分量を低減できることが分かる。   From Table 3, it can be seen that in any of Production Examples 2 and 3, the amount of water can be reduced to a level sufficient to be used as a conductive material while maintaining the ionic compound concentration by contact with the molecular sieve. .

実験例4 リチウムテトラシアノボレート(LiTCB:Li[B(CN)4])の合成
撹拌装置、還流管及び抜き出し装置、滴下ロートを備えた容量500mlの3つ口フラスコ内を窒素置換した後、予め加熱乾燥しておいたトリエチルアンモニウムブロマイド41.3g(227mmol)、三塩化ホウ素25.3g(216mmol)、クロロベンゼン132.8gを加え、攪拌下、混合溶液を80℃に加熱した。ここに、トリメチルシリルシアニド90.1g(908mmol)を2時間かけて滴下し、80℃で13時間撹拌した。その後、減圧下で、反応副生物及び過剰量のトリメチルシリルシアニドを還流抜き出し部より留去した。
Experimental Example 4 Synthesis of Lithium Tetracyanoborate (LiTCB: Li [B (CN) 4 ]) After replacing the inside of a 500 ml three-necked flask equipped with a stirrer, a reflux tube and a withdrawal device, and a dropping funnel with nitrogen, 41.3 g (227 mmol) of triethylammonium bromide that had been dried by heating, 25.3 g (216 mmol) of boron trichloride, and 132.8 g of chlorobenzene were added, and the mixed solution was heated to 80 ° C. with stirring. 90.1 g (908 mmol) of trimethylsilylcyanide was added dropwise thereto over 2 hours, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 13 hours. Thereafter, reaction by-products and an excess amount of trimethylsilylcyanide were distilled off from the reflux outlet under reduced pressure.

得られた黒色溶液に室温で水酸化リチウム1水和物13.6g(324mmol)、超純水270gを加え、室温で30分間撹拌した。その後、80℃に加熱し未反応のトリエチルアンモニウムテトラシアノボレート(Et3NHTCB)を減圧下で留去し、得られた溶液に酢酸ブチル2700gを加え、分液ロートに移し、分液操作を行った。得られた酢酸ブチル相に水酸化リチウム3質量%水溶液270mlを加え、酢酸ブチルと水と混合比が10:1である混合溶媒との接触工程を2回実施し(混合溶媒Aによる抽出工程)、得られた酢酸ブチル相を濃縮乾燥することで粗LiTCBを得た。 To the obtained black solution, 13.6 g (324 mmol) of lithium hydroxide monohydrate and 270 g of ultrapure water were added at room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was heated to 80 ° C. to remove unreacted triethylammonium tetracyanoborate (Et 3 NHTCB) under reduced pressure. To the resulting solution was added 2700 g of butyl acetate, transferred to a separatory funnel, and a liquid separation operation was performed. It was. To the obtained butyl acetate phase, 270 ml of 3% by weight lithium hydroxide aqueous solution was added, and the contact step of butyl acetate and water with a mixed solvent having a mixing ratio of 10: 1 was performed twice (extraction step with mixed solvent A). The obtained butyl acetate phase was concentrated and dried to obtain crude LiTCB.

得られた粗LiTCBに対し、水175g、酢酸ブチル17.5gを加えて再び分液操作を行って水相を分取した。得られた水相に酢酸ブチル17.5gを加え、同様に水相を分取する操作を5回繰り返し(混合溶媒Bによる抽出工程)、得られた水相を濃縮乾燥することでLiTCBを得た(収量:18.4g(151mmol)、収率:70%)。また、このとき水相から分離された酢酸ブチル相には、黒褐色の物質が含まれていた。
得られたLiTCBの水分含有量は358ppmであった。各種NMRでの分析結果は製造例1で得られた結果と同一であった。
175 g of water and 17.5 g of butyl acetate were added to the obtained crude LiTCB, and a liquid separation operation was performed again to separate an aqueous phase. 17.5 g of butyl acetate was added to the obtained aqueous phase, and the operation of separating the aqueous phase in the same manner was repeated 5 times (extraction step using mixed solvent B), and the obtained aqueous phase was concentrated and dried to obtain LiTCB. (Yield: 18.4 g (151 mmol), Yield: 70%). At this time, the butyl acetate phase separated from the aqueous phase contained a blackish brown substance.
The water content of the obtained LiTCB was 358 ppm. The results of various NMR analyzes were the same as those obtained in Production Example 1.

実験例5
撹拌装置を備えたビーカーに、実験例4で得られたLiTCB0.6g(4.9mmol)を加え、そこに超純水6g、臭化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(EMImBr)0.94g(4.9mmol)を室温(25℃)で加えた。同温度で30分間撹拌した後、ここに酢酸ブチルを24g加えて、生成物を酢酸ブチルに抽出し、この酢酸ブチル相を超純水6gで2回洗浄した。洗浄後、酢酸ブチル相を濃縮、乾燥することで、無色透明液体であるEMImTCBを得た(収量:1.09g(4.8mmol)、収率:98%)。得られたEMImTCBの水分含有量は88ppmであった。
1H−NMR(d6-DMSO)δ8.41(s, 1H), 7.34(d, J-21.6Hz, 2H), 3.81(s, 3H), 1.45(t, J=7.2Hz, 3H)
13C−NMR(d6-DMSO)δ136.5(s), 132.2(m), 122.9(s), 45.8(s), 36.8(s), 15.4(s)
11B−NMR(d6-DMSO)δ−39.6(s)
Experimental Example 5
To a beaker equipped with a stirrer, 0.6 g (4.9 mmol) of LiTCB obtained in Experimental Example 4 was added, and 6 g of ultrapure water and 0.94 g of 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide (EMImBr) were added thereto. (4.9 mmol) was added at room temperature (25 ° C.). After stirring for 30 minutes at the same temperature, 24 g of butyl acetate was added thereto, the product was extracted into butyl acetate, and this butyl acetate phase was washed twice with 6 g of ultrapure water. After washing, the butyl acetate phase was concentrated and dried to obtain EMImTCB as a colorless transparent liquid (yield: 1.09 g (4.8 mmol), yield: 98%). The obtained EMImTCB had a water content of 88 ppm.
1 H-NMR (d6-DMSO) δ 8.41 (s, 1H), 7.34 (d, J-21.6Hz, 2H), 3.81 (s, 3H), 1.45 (t, J = 7.2Hz, 3H)
13 C-NMR (d6-DMSO) δ 136.5 (s), 132.2 (m), 122.9 (s), 45.8 (s), 36.8 (s), 15.4 (s)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-39.6 (s)

実験例6
製造例1で得られたLiTCB0.6g(4.9mmol)を用いたこと以外は実験例5と同様の方法で、EMImTCBを得た。(収量:1.01g(4.5mmol)、収率:92%)
本実験例6で得られたLiTCBを各種NMRで分析したところ、実験例5で得られた結果と同一であった。
Experimental Example 6
EMImTCB was obtained in the same manner as in Experimental Example 5, except that 0.6 g (4.9 mmol) of LiTCB obtained in Production Example 1 was used. (Yield: 1.01 g (4.5 mmol), Yield: 92%)
When LiTCB obtained in Experimental Example 6 was analyzed by various NMR, the results obtained in Experimental Example 5 were the same.

実験例1−2及び実験例4〜6の生成物(LiTCB,EMImTCB)について、分解開始温度、水分含有量を測定した。結果を表4に示す。   With respect to the products of Experimental Examples 1-2 and 4 to 6 (LiTCB, EMImTCB), the decomposition start temperature and the water content were measured. The results are shown in Table 4.

[熱分解開始温度]
LiTCB、EMImTCB等のイオン性化合物10mgをアルミパンに入れ、10℃/minで昇温し、初期質量から2%減少したときの温度を示差熱熱重量同時測定装置(セイコーインスツルメンツ社製「EXSTAR6000 TG/DTA」)を用いて測定した。
[Pyrolysis start temperature]
10 mg of ionic compounds such as LiTCB and EMImTCB are put in an aluminum pan, heated at 10 ° C./min, and the temperature when reduced by 2% from the initial mass is measured using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (“EXSTAR6000 TG manufactured by Seiko Instruments Inc.). / DTA ").

実験例1−2及び実験例6は、有機溶媒と水との混合溶媒の配合比率を変更した抽出工程(iii)を行わなかった場合の結果を示すものである。
表4より、有機溶媒と水との混合溶媒による抽出工程(iii)を実施することにより、熱分解温度が上昇し、イオン性化合物(1)、(2)が本来有する耐熱性を十分に発揮させられるようになることが分かる(実験例4、5)。また、実験例4では、耐熱性の向上と共に、水分含有量も低減されていた。これは、実験例4の抽出工程(iii)において、酢酸ブチル相に溶解する不純物(副生成物等の不純物)が水を含み易く、この不純物がイオン性化合物から分離されたため当該イオン性化合物の水分含有量が低減したものと考えられる。
Experimental Example 1-2 and Experimental Example 6 show results when the extraction step (iii) in which the blending ratio of the mixed solvent of the organic solvent and water was not performed.
From Table 4, by carrying out the extraction step (iii) with a mixed solvent of an organic solvent and water, the thermal decomposition temperature rises, and the heat resistance inherent to the ionic compounds (1) and (2) is fully exhibited. (Experimental examples 4 and 5). In Experimental Example 4, the moisture content was reduced with the improvement of heat resistance. This is because the impurities (impurities such as by-products) dissolved in the butyl acetate phase easily contain water in the extraction step (iii) of Experimental Example 4, and this impurity was separated from the ionic compound. It is thought that the water content was reduced.

実験例7 LSV測定
実験例4〜6で得られた電解質材料(イオン性化合物)について、実験例1−1と同様にしてLSV測定を行った。測定条件は以下の通りである。
Experimental example 7 LSV measurement About the electrolyte material (ionic compound) obtained by Experimental example 4-6, LSV measurement was performed like Experimental example 1-1. The measurement conditions are as follows.

実験例7−1
実験例4で得られた電解質材料を用いて、実験例1−1と同様の方法で試料溶液を調製し、下記条件によりLSV測定を行った。結果を図2に示す。
測定条件
作用極:グラッシーカーボン電極(BAS社製、品番:11−2411、電極表面積1mmφ(0.785mm2))
参照極:Ag電極(Ag/Ag+
対極:Pt電極
溶媒:γ−ブチロラクトン
濃度:0.7mol/l
掃引速度:100mV/sec
掃引範囲:自然電位〜10V(vs.Ag/Ag+
Experimental Example 7-1
Using the electrolyte material obtained in Experimental Example 4, a sample solution was prepared in the same manner as in Experimental Example 1-1, and LSV measurement was performed under the following conditions. The results are shown in FIG.
Measurement conditions Working electrode: Glassy carbon electrode (manufactured by BAS, product number: 11-2411, electrode surface area 1 mmφ (0.785 mm 2 ))
Reference electrode: Ag electrode (Ag / Ag + )
Counter electrode: Pt electrode Solvent: γ-butyrolactone Concentration: 0.7 mol / l
Sweep speed: 100 mV / sec
Sweep range: Natural potential to 10 V (vs. Ag / Ag + )

実験例7−2
実験例5、6で得られた電解質材料を用いて、実験例1−1と同様の方法で試料溶液を調製し、それぞれの試料溶液について下記条件によりLSV測定を行った。なお、EMImTCBは25℃で液体であるため、当該実験例では溶媒を使用せず、EMImTCBをそのままLSV測定に用いた。結果を図3に示す。
測定条件
作用極:Pt電極(BAS社製、品番:002313、電極表面積1.6mmφ(2.011mm2)) 参照極:Ag電極(Ag/Ag+
対極:Pt電極
溶媒:なし
掃引速度:100mV/sec
掃引範囲:自然電位〜10V(vs.Ag/Ag+
Experimental Example 7-2
Using the electrolyte materials obtained in Experimental Examples 5 and 6, sample solutions were prepared in the same manner as in Experimental Example 1-1, and each sample solution was subjected to LSV measurement under the following conditions. Since EMImTCB is a liquid at 25 ° C., no solvent was used in this experimental example, and EMImTCB was directly used for LSV measurement. The results are shown in FIG.
Measurement conditions Working electrode: Pt electrode (manufactured by BAS, product number: 002313, electrode surface area 1.6 mmφ (2.011 mm 2 )) Reference electrode: Ag electrode (Ag / Ag + )
Counter electrode: Pt electrode Solvent: None Sweep speed: 100 mV / sec
Sweep range: Natural potential to 10 V (vs. Ag / Ag + )

図3に示されるように、実験例6に比べて、実験例5の電解質材料の耐電圧特性は良好なものであった。これは、抽出工程(iii)により不純物含有量が低減されたためと考えられる。   As shown in FIG. 3, the withstand voltage characteristic of the electrolyte material of Experimental Example 5 was better than that of Experimental Example 6. This is presumably because the impurity content was reduced by the extraction step (iii).

実験例7−3、実験例7−4
実験例4で得られたイオン性化合物(LiTCB)と、市販のLiBF4(キシダ化学株式会社製、Li電池グレード)、LiPF6(キシダ化学株式会社製、Li電池グレード)を用いて、実験例1−1と同様の方法で試料溶液を調製し、それぞれの試料溶液について下記条件によりLSV測定を行った。実験例7−3の結果を図4に、実験例7−4の結果を図5に示す。
Experimental Example 7-3, Experimental Example 7-4
Experimental example using the ionic compound (LiTCB) obtained in Experimental Example 4, and commercially available LiBF 4 (Kishida Chemical Co., Ltd., Li battery grade), LiPF 6 (Kishida Chemical Co., Ltd., Li battery grade) Sample solutions were prepared in the same manner as in 1-1, and LSV measurement was performed on each sample solution under the following conditions. The result of Experimental Example 7-3 is shown in FIG. 4, and the result of Experimental Example 7-4 is shown in FIG.

実験例7−3の測定条件
作用極:Pt電極(BAS社製、品番:002313、電極表面積1.6mmφ(2.011mm2))
参照極:Li電極(Li/Li+
対極:Pt電極
溶媒:γ−ブチロラクトン
濃度:0.7mol/l
掃引範囲:自然電位〜10V(vs.Li/Li+
掃引速度:100mV/sec
Measurement conditions of Experimental Example 7-3 Working electrode: Pt electrode (manufactured by BAS, product number: 002313, electrode surface area 1.6 mmφ (2.011 mm 2 ))
Reference electrode: Li electrode (Li / Li + )
Counter electrode: Pt electrode Solvent: γ-butyrolactone Concentration: 0.7 mol / l
Sweep range: natural potential to 10 V (vs. Li / Li + )
Sweep speed: 100 mV / sec

実験例7−4の測定条件
作用極:グラッシーカーボン電極(BAS社製、品番:11−2411、電極表面積1mmφ(0.785mm2))
参照極:Ag電極(Ag/Ag+
対極:Pt電極
溶媒:γ−ブチロラクトン
濃度:0.7mol/l
掃引範囲:自然電位〜10V(vs.Ag/Ag+
掃引速度:100mV/sec
Measurement conditions of Experimental Example 7-4 Working electrode: Glassy carbon electrode (manufactured by BAS, product number: 11-2411, electrode surface area 1 mmφ (0.785 mm 2 ))
Reference electrode: Ag electrode (Ag / Ag + )
Counter electrode: Pt electrode Solvent: γ-butyrolactone Concentration: 0.7 mol / l
Sweep range: Natural potential to 10 V (vs. Ag / Ag + )
Sweep speed: 100 mV / sec

また、実験例7−4の結果から、2mA/cm2の電流が流れたときの電位(酸化電位とする)を求めると、各電解質材料の酸化電位は下記表5のようになる。
Further, when the potential (referred to as oxidation potential) when a current of 2 mA / cm 2 flows is obtained from the result of Experimental Example 7-4, the oxidation potential of each electrolyte material is as shown in Table 5 below.

なお、本実験では0〜10V(Ag/Ag+)の範囲で電圧を印加したため、これをLi基準に換算すると、3.8〜13,8V(Li/Li+)の範囲で電圧を印加したことになる。 In this experiment, a voltage was applied in the range of 0 to 10 V (Ag / Ag + ). Therefore, when converted to the Li standard, a voltage was applied in the range of 3.8 to 13,8 V (Li / Li + ). It will be.

本発明によれば、電気化学的特性に悪影響を与える水分含有量が低減された電解質材料(i)、(ii)およびこれらの製造方法を提供できる。したがって、水分含有量が低減された本発明の電解質材料(i)、(ii)は良好な耐電圧特性を示し、各種電気化学デバイスに好適に用いられると考えられる。   According to the present invention, it is possible to provide electrolyte materials (i) and (ii) having reduced water content that adversely affect electrochemical characteristics, and methods for producing them. Therefore, it is considered that the electrolyte materials (i) and (ii) of the present invention having a reduced moisture content show good withstand voltage characteristics and are suitably used for various electrochemical devices.

Claims (3)

下記一般式(1)で表されるイオン性化合物と媒体とを含み、イオン性化合物の濃度が1質量%以上であり、且つ、水の含有量が50ppm以下である電解質材料の製造方法であって、下記一般式(1)で表されるイオン性化合物を、水と相分離する有機溶媒と水との混合比が質量比で20:1〜2:1の混合溶媒Aで抽出する工程と、水と相分離する有機溶媒と水との混合比が質量比で1:2〜1:20である混合溶媒Bで抽出する工程とを有することを特徴とする電解質材料の製造方法。
Kt 1 m+ [B - (CN) 4 m (1)
(式中、Kt 1 は、無機カチオンを表し、mは1〜3の整数を表す。)
An electrolyte material manufacturing method comprising an ionic compound represented by the following general formula (1) and a medium, wherein the concentration of the ionic compound is 1% by mass or more and the water content is 50 ppm or less. Te, the following general formula ionic compound represented by (1) mixing ratio of the organic solvent and water to water and phase separation at a mass ratio of 20: 1 to 2: a step of extracting with a mixed solvent a And a step of extracting with a mixed solvent B in which the mixing ratio of the organic solvent to be phase-separated with water and water is 1: 2 to 1:20 by mass ratio.
Kt 1 m + [B - ( CN) 4] m (1)
(In the formula, Kt 1 represents an inorganic cation, and m represents an integer of 1 to 3.)
請求項に記載の製造方法で得られた電解質材料と、オニウムカチオンの塩とを反応させることを特徴とする下記一般式(2)で表される電解質材料の製造方法。
Kt 2 m+ [B - (CN) 4 m (2)
(式中、Kt2は、オニウムカチオンを表し、mは1〜3の整数を表す。)
A method for producing an electrolyte material represented by the following general formula (2), wherein the electrolyte material obtained by the production method according to claim 1 is reacted with a salt of an onium cation.
Kt 2 m + [B - ( CN) 4] m (2)
(Wherein, Kt 2 represents an onium cation, m represents the integer of 1 to 3.)
記一般式(1)で表されるイオン性化合物をラクトン系溶媒及び/又はカーボネート系溶媒と混合した後、蒸留を行う工程及び/又はモレキュラーシーブと接触させる工程を含む請求項1または2に記載の電解質材料の製造方法。 After mixing the above following general formula (1) ionic compound represented by the lactone-based solvents and / or carbonate-based solvent, to claim 1 or 2 comprising contacting a process and / or molecular sieve perform distillation The manufacturing method of the electrolyte material of description .
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