JPH11162508A - Manufacture of electrolyte and manufacture of secondary battery - Google Patents

Manufacture of electrolyte and manufacture of secondary battery

Info

Publication number
JPH11162508A
JPH11162508A JP10271586A JP27158698A JPH11162508A JP H11162508 A JPH11162508 A JP H11162508A JP 10271586 A JP10271586 A JP 10271586A JP 27158698 A JP27158698 A JP 27158698A JP H11162508 A JPH11162508 A JP H11162508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
solvent
compound
fluorine
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10271586A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3428910B2 (en
Inventor
Tomoya Yamamoto
智也 山本
Soichiro Kawakami
総一郎 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP27158698A priority Critical patent/JP3428910B2/en
Publication of JPH11162508A publication Critical patent/JPH11162508A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3428910B2 publication Critical patent/JP3428910B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte with high yield that has a long cycle life and contains small impurities by reacting an organic silane compound containing silicon and carbon with a fluorine compound in a solvent containing a nonaqueous solvent as a main constituent. SOLUTION: An electrolyte formed from a salt of an organic fluorine and silicon compound containing silicon, fluorine and carbon elements is produced by reacting an organic silane compound containing at least silicon and carbon elements in a solvent containing a nonaqueous solvent as a main constituent. This electrolyte is placed in the battery housing of a secondary battery. Because the electrolyte hardly absorbs water content by itself, when it is used for a secondary battery, in particular a secondary battery utilizing an intercalation and a deintercalation reaction of lithium ions for charging and discharging, the water content in the electrolyte can easily be controlled with low density. Consequently, the reaction between a metal such as lithium or the like deposited by charge reaction and the water content is suppressed, so that the cycle life of the nonaqueous secondary battery can be prolonged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池、特にリ
チウムイオンのインターカレート反応及びデインターカ
レート反応を充放電に利用した二次電池において、充放
電の繰り返しによる性能劣化の少ない、サイクル寿命の
長い二次電池を提供する電解質の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery, in particular, a secondary battery utilizing intercalation and deintercalation reactions of lithium ions for charging and discharging. The present invention relates to a method for producing an electrolyte which provides a secondary battery having a long cycle life.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、大気中に含まれるCO2ガス量が
増加しつつある為、温室効果により地球の温暖化が生じ
ると予測されている。このため、CO2ガスを多量に排
出する火力発電所は、新たに建設することが難しくなっ
て来ている。したがって、火力発電所などの発電機にて
作られた電力の有効利用として、夜間電力を一般家庭に
設置した二次電池に蓄えて、これを電力消費量が多い昼
間に使用して負荷を平準化する、いわゆるロードレベリ
ングが提案されている。また、大気汚染物質を排出しな
いという特徴を有する電気自動車に必須な二次電池とし
て、高エネルギー密度の二次電池の開発が期待されてい
る。さらに、ブック型パーソナルコンピューター、ワー
ドプロセッサー、ビデオカメラ及び携帯電話などのポー
タブル機器の電源用途では、小型・軽量で高性能な二次
電池の開発が急務になっている。
2. Description of the Related Art Recently, since the amount of CO2 gas contained in the atmosphere is increasing, it is predicted that global warming will occur due to the greenhouse effect. For this reason, it has become difficult to construct a new thermal power plant that emits a large amount of CO2 gas. Therefore, as an effective use of the power generated by generators such as thermal power plants, nighttime power is stored in secondary batteries installed in ordinary households, and this is used during the daytime when power consumption is high, and the load is leveled. The so-called road leveling has been proposed. In addition, development of a secondary battery having a high energy density is expected as a secondary battery essential for electric vehicles that does not emit air pollutants. Furthermore, for the power supply of portable devices such as book-type personal computers, word processors, video cameras, and mobile phones, there is an urgent need to develop small, lightweight, and high-performance secondary batteries.

【0003】このような小型・軽量で高性能な二次電池
としては、充電時の反応で、リチウムイオンを層間から
デインターカレートするリチウムインターカレーション
化合物を正極物質に用い、金属リチウムを負極に用いる
二次電池や、リチウムイオンを炭素原子で形成される六
員環網状平面の層間にインターカレートできる黒鉛に代
表される炭素材料を負極物質に、用いたロッキングチェ
アー型のいわゆる"リチウムイオン電池"の開発が進めら
れている(本願明細書では、以下充放電によるリチウム
イオンのインターカレーションとデインターカレーショ
ン反応を利用した二次電池を、炭素材料を負極に用い
る"リチウムイオン電池"も含めて、リチウム二次電池と
呼ぶ)。
[0003] Such a small, lightweight and high-performance secondary battery uses a lithium intercalation compound which deintercalates lithium ions from the interlayer in a reaction during charging as a positive electrode material and uses metallic lithium as a negative electrode. A rocking chair-type so-called "lithium ion", which uses a secondary battery used for lithium-ion and a carbon material typified by graphite, which can intercalate lithium ions between six-membered ring network plane layers formed of carbon atoms, as a negative electrode material The development of a "battery" is being promoted. (In the specification of the present application, a secondary battery using lithium ion intercalation and deintercalation reactions by charge and discharge will be referred to as a "lithium ion battery" using a carbon material as a negative electrode. And lithium secondary batteries).

【0004】しかしながら、金属リチウムを負極に用い
る高容量のリチウム二次電池は、充放電のサイクル寿命
が極めて短く実用レベルには至っていない。本発明者ら
の研究によれば、金属リチウムを負極に用いるリチウム
二次電池の充放電のサイクル寿命が極めて短い主原因と
して、金属リチウムが電解液中の水分などの不純物や有
機溶媒と反応して絶縁膜を形成して、これが原因で充放
電の繰り返しによってリチウム金属がデンドライト(樹
枝)状に成長し、負極と正極間の内部短絡を引き起こす
こと、または解離した電解質が重合開始剤になって電解
液の有機溶媒が重合し電池内部のインピーダンスが高ま
り、充放電の繰り返しで電解液の分解も促進され寿命に
至ることが推定されている。
However, a high-capacity lithium secondary battery using metallic lithium for the negative electrode has a very short charge-discharge cycle life and has not reached a practical level. According to the study of the present inventors, the main cause of the extremely short charge / discharge cycle life of a lithium secondary battery using metallic lithium as a negative electrode is that metallic lithium reacts with impurities such as moisture in an electrolyte or an organic solvent. An insulating film is formed, and as a result, lithium metal grows in a dendrite (dendritic) shape by repeated charge and discharge, causing an internal short circuit between the negative electrode and the positive electrode, or the dissociated electrolyte becomes a polymerization initiator. It is presumed that the organic solvent in the electrolytic solution is polymerized, the impedance inside the battery is increased, and the repetition of charge and discharge promotes the decomposition of the electrolytic solution, leading to a long life.

【0005】また、上述のリチウムのデンドライトが成
長して負極と正極が短絡状態となった場合、電池の持つ
エネルギーがその短絡によって短時間に消費されること
によって発熱したり、電解液の溶媒が分解してガスを発
生することによって内圧が高まったりして電池を破損し
てしまう場合もある。
Further, when the above-mentioned lithium dendrite grows and the negative electrode and the positive electrode are short-circuited, the energy of the battery is consumed in a short time due to the short-circuit, so that heat is generated or the solvent of the electrolytic solution is consumed. Decomposition and generation of gas may increase the internal pressure or damage the battery.

【0006】一方、上述した"リチウムイオン電池"で
は、黒鉛構造の炭素材料で構成される負極は理論的には
炭素原子当たり最大1 / 6のリチウム原子しかインター
カレートできないため、金属リチウムを負極物質に使用
したときのリチウム一次電池に匹敵する高エネルギー密
度の二次電池は実現できていない。もし、充電時に"リ
チウムイオン電池"の炭素材負極に理論量以上のリチウ
ム量をインターカレートしようとした場合には、炭素材
負極表面にリチウム金属が析出し、上述のリチウム金属
を負極に用いる電池の場合と同様に金属リチウムが電解
液中の水分などの不純物や有機溶媒と反応して絶縁膜を
形成し、充放電サイクルの繰り返しでデンドライト(樹
枝)状に成長し、負極と正極間の内部短絡を引き起こし
寿命に至る。こうして、黒鉛負極の理論容量を越える"
リチウムイオン電池"では実用化するに十分なサイクル
寿命が得られていない。
On the other hand, in the above-mentioned "lithium ion battery", a negative electrode composed of a carbon material having a graphite structure can theoretically intercalate only a maximum of 1/6 lithium atoms per carbon atom. A secondary battery with a high energy density comparable to a lithium primary battery when used as a material has not been realized. If an attempt is made to intercalate more than the theoretical amount of lithium into the carbon material negative electrode of a "lithium ion battery" during charging, lithium metal precipitates on the carbon material negative electrode surface, and the above-mentioned lithium metal is used for the negative electrode. As in the case of batteries, metallic lithium reacts with impurities such as water in the electrolyte and organic solvents to form an insulating film, which grows in dendrites (dendrites) by repeated charge / discharge cycles, and between the negative and positive electrodes. Causes an internal short circuit and extends the life. Thus, it exceeds the theoretical capacity of graphite anodes. "
Lithium-ion batteries do not have sufficient cycle life for practical use.

【0007】したがって、リチウム二次電池では、エネ
ルギー密度の増大やサイクル寿命の長寿命化が強く望ま
れている。
[0007] Therefore, in lithium secondary batteries, it is strongly desired to increase the energy density and extend the cycle life.

【0008】これを達成するために、特開平9−823
59では、リチウム二次電池において、有機フッ素珪素
化合物の塩からなる電解質を使用し、充放電の繰り返し
による性能劣化を低減し、サイクル寿命を長くすること
が開示されている。
To achieve this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-823 discloses
No. 59 discloses that in a lithium secondary battery, an electrolyte made of a salt of an organic fluorine silicon compound is used to reduce performance deterioration due to repeated charge / discharge and prolong cycle life.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、サイクル寿
命の長い二次電池を提供する高性能の電解質、特にリチ
ウムイオンのインターカレート反応及びデインターカレ
ート反応を充放電に利用した二次電池において、充放電
の繰り返しによる性能劣化を高め、サイクル寿命を向上
するために有用な高性能の電解質を、不純物が少なくか
つ高収率で製造することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a high-performance electrolyte for providing a secondary battery having a long cycle life, in particular, a secondary battery utilizing a lithium ion intercalation reaction and a deintercalation reaction for charging and discharging. It is an object of the present invention to produce a high-performance electrolyte useful for improving performance due to repetition of charge and discharge and improving cycle life in a battery with few impurities and high yield.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、非水溶媒を主
成分とする溶媒中で少なくとも珪素元素及び炭素元素を
含有する有機シラン化合物とフッ素化合物を反応させる
工程を有する、珪素元素、フッ素元素、炭素元素を含有
する有機フッ素珪素化合物の塩からなる電解質を製造す
る方法を提供するものである。
According to the present invention, there is provided a method comprising reacting an organic silane compound containing at least a silicon element and a carbon element with a fluorine compound in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component. An object of the present invention is to provide a method for producing an electrolyte comprising a salt of an organic fluorine silicon compound containing an element and a carbon element.

【0011】更に本発明は、少なくとも正極、負極、セ
パレータを電池ハウジング内に収容した構造のリチウム
イオンのインターカレート反応及びデインターカレート
反応を充放電に利用した二次電池の製造方法であって、
上記非水溶媒を主成分とする溶媒中で少なくとも珪素元
素及び炭素元素を含有する有機シラン化合物とフッ素化
合物を反応させる工程を有する方法により珪素元素、フ
ッ素元素、炭素元素を含有する有機フッ素珪素化合物の
塩からなる電解質を得て、該電解質を電池ハウジング内
に配置する二次電池の製造方法を提供するものである。
Further, the present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery in which at least a positive electrode, a negative electrode, and a separator are housed in a battery housing, wherein a lithium ion intercalation reaction and a deintercalation reaction are used for charging and discharging. hand,
An organic fluorinated silicon compound containing a silicon element, a fluorine element, and a carbon element by a method having a step of reacting an organic silane compound containing at least a silicon element and a carbon element with a fluorine compound in a solvent containing the above non-aqueous solvent as a main component It is intended to provide a method for producing a secondary battery in which an electrolyte comprising a salt of the above is obtained and the electrolyte is disposed in a battery housing.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の電解質の製造方法では、
非水溶媒を主成分とする溶媒中で有機シラン化合物とフ
ッ素化合物を反応させることで、不純物が少なくかつ高
収率で電解質を製造することを可能にした。これは、非
水溶媒を主成分とする溶媒中には水酸イオン等のアニオ
ンが少ないため、有機シラン化合物の置換基がフッ素イ
オンと置換する反応段階で、アニオンであるフッ素イオ
ンと水酸イオン等が競争反応する割合が少なくなり優先
的にフッ素元素の置換反応が進むため不純物の生成が低
減できると考えられる。また、非水溶媒を主成分とする
溶媒は元々溶媒中に存在するイオンが少ないためフッ素
イオンと他のイオン間での相互作用が起りにくく、フリ
ーのフッ素イオンが増大することにより上記の置換反応
が効率的に起こり収率が増加すると考えられる。更に非
水溶媒を主成分とする溶媒に非プロトン性溶媒を用いた
ときは、溶媒中のアニオンをほとんど無くすことができ
るので不純物の更なる低減が可能となる。また、有機シ
ラン化合物とフッ素化合物を溶かす非水溶媒であれば、
単分子状の有機シラン化合物とフッ素イオンの濃度がよ
り増大するため、置換反応が更に効率的に起こり収率の
増大が可能になる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method for producing an electrolyte of the present invention,
By reacting an organic silane compound and a fluorine compound in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component, it has become possible to produce an electrolyte with a small amount of impurities and a high yield. This is because a non-aqueous solvent as a main component contains a small amount of anions such as hydroxyl ions. It is considered that the rate of competition reaction of the elements decreases, and the substitution reaction of elemental fluorine proceeds preferentially, so that generation of impurities can be reduced. In addition, since a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component has a small amount of ions originally present in the solvent, interaction between fluorine ions and other ions hardly occurs, and the above-described substitution reaction is caused by an increase in free fluorine ions. Is considered to occur efficiently, and the yield increases. Further, when an aprotic solvent is used as a solvent mainly containing a non-aqueous solvent, anions in the solvent can be almost eliminated, so that impurities can be further reduced. Also, if it is a non-aqueous solvent that dissolves the organosilane compound and the fluorine compound,
Since the concentration of the monomolecular organic silane compound and the fluorine ion is further increased, the substitution reaction is more efficiently performed and the yield can be increased.

【0013】また、有機シラン化合物として、珪素元素
の置換基としてすでにフッ素元素を持っている化合物を
用いる場合も、非水溶媒中には上記と同様に他のアニオ
ンが少ないためフッ素イオンの脱離が起こりにくく不純
物の生成が抑えられると考えられる。
Also, when a compound which already has a fluorine element as a substituent of a silicon element is used as the organic silane compound, the non-aqueous solvent contains a small amount of other anions similarly to the above, so that fluorine ion is eliminated. It is considered that the generation of impurities hardly occurs and the generation of impurities is suppressed.

【0014】このように得られる、珪素元素、フッ素元
素、炭素元素を少なくとも含有する有機フッ素珪素化合
物の塩からなる電解質は、電解質自体が水分を吸着しに
くいため、二次電池、特にリチウムイオンのインターカ
レート反応及びデインターカレート反応を充放電に利用
した二次電池の電解質として用いた際に、電解液中の水
分を低濃度に管理しやすくなる。その結果、充電反応で
析出するリチウム等の金属と水分との反応を抑えられる
ので、非水系二次電池のサイクル寿命を延ばすことがで
きる。また、上記電解質では重合反応の開始剤としての
触媒活性が低く、電解液中の溶媒の重合が抑えられるの
で、この電解質を利用した非水系二次電池では充放電サ
イクル寿命を延ばすことができる。
The thus obtained electrolyte composed of a salt of an organic fluorine silicon compound containing at least a silicon element, a fluorine element, and a carbon element is difficult to adsorb moisture on the electrolyte itself. When used as an electrolyte of a secondary battery that uses intercalation and deintercalation reactions for charging and discharging, it is easier to control the water content in the electrolyte to a low concentration. As a result, the reaction between the metal such as lithium precipitated by the charging reaction and moisture can be suppressed, so that the cycle life of the nonaqueous secondary battery can be extended. Further, since the above-mentioned electrolyte has a low catalytic activity as a polymerization reaction initiator and suppresses the polymerization of the solvent in the electrolyte, the charge / discharge cycle life of a non-aqueous secondary battery using this electrolyte can be extended.

【0015】本発明の製造方法における、非水溶媒を主
成分とする溶媒中で少なくとも珪素元素及び炭素元素を
含有する有機シラン化合物とフッ素化合物を反応させる
工程では、例えば、下記式(1)又は(2)の反応過程
が進行するとみられる。
In the production method of the present invention, in the step of reacting an organic silane compound containing at least a silicon element and a carbon element with a fluorine compound in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component, for example, the following formula (1) or It is considered that the reaction process (2) proceeds.

【0016】 [0016]

【0017】上記式中、RnSiX4-n、RnSiF4-n
有機シラン化合物であり、そのRはアルキル基、アリー
ル基、アルケニル基、アルキニル基等であり、Xはハロ
ゲンハロゲン基、水酸基、アルコキシ基、アシロキシ
基、アレノキシ基、アミノ基、水素等である(Rまたは
Xが複数個ある場合は、それぞれ上記の群の中で互いに
異なる基を持ってもよい)。また、MFはフッ素化合物
であり、Mは金属(イオン)、アンモニウム基等であ
る。nは1〜3、mは1又は2である。
In the above formula, R n SiX 4-n and R n SiF 4-n are organic silane compounds, wherein R is an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group or the like, and X is a halogen halogen group. , A hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, an arenoxy group, an amino group, hydrogen, and the like (when there are a plurality of R or X, each may have a different group in the above group). MF is a fluorine compound, and M is a metal (ion), an ammonium group, or the like. n is 1 to 3, and m is 1 or 2.

【0018】尚、(2)式で使用するRnSiF4-nにつ
いては、有機シラン化合物とフッ素化合物を非水溶媒を
主成分とする溶媒中で反応させ、下記式(3)の反応を
進行させ、調製することができる。
As for R n SiF 4-n used in the formula (2), an organic silane compound and a fluorine compound are reacted in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component, and the reaction of the following formula (3) is carried out. Allow to proceed and prepare.

【0019】 [0019]

【0020】このように本発明の方法では、有機シラン
化合物とフッ素化合物を非水溶媒を主成分とする溶媒中
で反応させる工程において、例えば上記(1)乃至
(3)の反応を進行させ、最終的に珪素元素、フッ素元
素、炭素元素を含有する有機フッ素珪素化合物の塩(一
般式Mm〔RnSiF4-n+m〕で表される例えばリチウム
塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第四
級アンモニウム塩、からなる塩)、及びこれらの混合物
からなる電解質を得る。このような珪素元素、フッ素元
素、炭素元素を少なくとも含有する有機フッ素珪素化合
物の塩からなる電解質は、前述したように電解質自体が
水分を吸着しにくく、ひいてはリチウム二次電池の電解
質として用いられた際に充電反応で析出するリチウム等
の金属と水分との反応を抑えられるので、非水系二次電
池のサイクル寿命を延ばすことができる。
As described above, according to the method of the present invention, in the step of reacting an organic silane compound and a fluorine compound in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component, for example, the above-mentioned reactions (1) to (3) are advanced, finally silicon element, the fluorine element, for example a lithium salt represented by the salts of organic fluorine silicon compound containing carbon element (formula Mm [R n SiF 4-n + m], sodium salt, potassium salt, ammonium salt , Quaternary ammonium salts), and mixtures thereof. Such an element made of a salt of an organic fluorine silicon compound containing at least a silicon element, a fluorine element, and a carbon element, the electrolyte itself is unlikely to adsorb moisture as described above, and was thus used as an electrolyte of a lithium secondary battery. In this case, the reaction between the metal such as lithium precipitated by the charging reaction and moisture can be suppressed, so that the cycle life of the nonaqueous secondary battery can be extended.

【0021】また、フェニル基などのアリール基を有し
た有機フッ素珪素化合物の塩は、有機溶媒に溶解しやす
いので、より高いイオン伝導度の電解液を得ることがで
き、特にこの電解液を使用したリチウム二次電池では内
部インピーダンスを低減でき、より大きな電流を流すこ
とが可能になり、充放電サイクル寿命も長くなる。
The salt of an organofluorine silicon compound having an aryl group such as a phenyl group can be easily dissolved in an organic solvent, so that an electrolyte having a higher ionic conductivity can be obtained. In such a lithium secondary battery, the internal impedance can be reduced, a larger current can flow, and the charge / discharge cycle life becomes longer.

【0022】次に、本発明の電解質の製造方法の一実施
態様について説明する。当該実施態様では、基本的に、
有機シラン化合物とフッ素化合物を非水溶媒を主成分と
する溶媒中で攪拌し反応させて目的の有機フッ素珪素化
合物を合成する。以下具体的な製造工程例について図1
を参照して詳細に説明する。
Next, an embodiment of the method for producing an electrolyte of the present invention will be described. In this embodiment, basically,
An organic silane compound and a fluorine compound are stirred and reacted in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component to synthesize a target organic fluorine silicon compound. FIG. 1 shows a specific example of a manufacturing process.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0023】まず、還流装置及び攪拌装置をつけた密閉
容器中に乾燥した空気、より好ましくは乾燥した窒素ま
たは不活性ガス、を充填し、フッ素化合物と非水溶媒を
主成分とする溶媒を容器内に入れ攪拌し(工程A)、有
機シラン化合物を少量ずつ添加し(工程B)、その後攪
拌を続け(工程C)、非水溶媒を主成分とする溶媒中
で、少なくとも珪素元素及び炭素元素を含有する有機シ
ラン化合物と、フッ素化合物の例えば前述の式(1)乃
至(3)の反応を進行させる。また上記反応後は、常法
により合成物を抽出・濃縮・乾燥し(工程D)、より好
ましくはさらに精製工程(工程E)を行い、有機フッ素
珪素化合物の塩からなる電解質を得る。
First, dry air, more preferably dry nitrogen or an inert gas, is charged into a closed vessel equipped with a reflux device and a stirring device, and a solvent containing a fluorine compound and a non-aqueous solvent as main components is filled in the container. And agitated (Step A), and the organic silane compound was added little by little (Step B). Then, stirring was continued (Step C). In a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component, at least a silicon element and a carbon element were added. And the reaction of a fluorine compound with, for example, the above-described formulas (1) to (3). After the above reaction, the synthesized product is extracted, concentrated, and dried by a conventional method (Step D), and more preferably, a purification step (Step E) is further performed to obtain an electrolyte comprising a salt of an organic fluorine silicon compound.

【0024】この時、反応容器を加温または冷却し温度
を一定に保つことが好ましく、温度は100℃以下でコ
ントロールすることが好ましい。有機シラン化合物に珪
素元素の置換基としてハロゲン基、アルコキシ基等置換
反応性の高いものを持つ化合物を使用する場合は、反応
前期は室温以下に冷却し反応後期で温度を上げることが
より好ましい。また、有機シラン化合物を添加(滴下)
する際(工程B)、有機シラン化合物が固体または気体
ならば反応に使用する非水溶媒を主成分とする溶媒に溶
かしものを、有機シラン化合物が液体ならばそのまま
で、少量ずつ滴下等の手段で添加することが好ましい
(工程B')。
At this time, it is preferable to keep the temperature constant by heating or cooling the reaction vessel, and it is preferable to control the temperature at 100 ° C. or less. When a compound having a high substitution reactivity such as a halogen group or an alkoxy group as a substituent of a silicon element is used as the organic silane compound, it is more preferable to cool to room temperature or lower in the first half of the reaction and raise the temperature in the second half of the reaction. Addition of organic silane compound (dropping)
When the organic silane compound is a solid or a gas, it is dissolved in a solvent containing a non-aqueous solvent used for the reaction as a main component when the organic silane compound is a liquid, and when the organic silane compound is a liquid, the solution is added dropwise little by little. (Step B ′).

【0025】有機シラン化合物とフッ素化合物を非水溶
媒を主成分とする溶媒中で反応させる際(特に工程B〜
C)、フッ素化合物を有機シラン化合物に対し有機フッ
素珪素化合物の塩を合成するのに相当するだけの量を使
用すればよいが、フッ素化合物を過剰量使用すると収率
が良好で好ましい。好ましい量としては、有機シラン化
合物に対してモル比で100%〜300%、より好まし
くは100%〜200%である。また、非水溶媒を主成
分とする溶媒の量は特に制限はないが、置換反応が急激
に進行する有機シラン化合物またはフッ素化合物を使用
する場合は、溶媒量を多くすることが好ましく、溶媒量
としては有機シラン化合物の重量モル濃度が1モル/k
g以下になるように調整することが好ましい。
When the organic silane compound and the fluorine compound are reacted in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component (particularly, Steps B to
C) The fluorine compound may be used in an amount corresponding to the synthesis of a salt of the organofluorine silicon compound with respect to the organosilane compound, but the use of an excess amount of the fluorine compound is preferable because the yield is good. The preferred amount is 100% to 300%, more preferably 100% to 200% by mole ratio to the organic silane compound. The amount of the solvent containing a non-aqueous solvent as a main component is not particularly limited. However, when an organic silane compound or a fluorine compound in which the substitution reaction proceeds rapidly, it is preferable to increase the amount of the solvent. Of the organic silane compound is 1 mol / k
g.

【0026】さらに、合成した有機フッ素珪素化合物の
塩の珪素元素の置換基としてのフッ素元素を、珪素元素
1個あたり3個以下となるように反応条件を調整する
と、反応後の濃縮及び乾燥時に有機フッ素珪素化合物の
熱分解が抑えられ収率および不純物の面で好ましい。
Further, when the reaction conditions are adjusted so that the number of fluorine elements as substituents of the silicon element of the salt of the synthesized organic fluorine silicon compound is 3 or less per silicon element, the concentration and the drying after the reaction are reduced. Thermal decomposition of the organofluorine silicon compound is suppressed, which is preferable in terms of yield and impurities.

【0027】有機シラン化合物とフッ素化合物を反応さ
せた後、次いで、得られた有機フッ素珪素化合物の塩の
カチオンを他のイオン種と交換する工程を行うと(工程
F)、有機シラン化合物とフッ素化合物の反応段階で生
成する有機フッ素珪素化合物塩のイオン化数の異なる不
純物塩を低減することができ好ましい。特に、工程Aか
らD(又はE)において、アンモニウムイオン、(C4
94+等の第四級アンモニウムイオンをカチオンと
した有機フッ素珪素化合物塩を得て、そのカチオンを工
程FでLi+、Na+、K+等のアルカリ金属イオン等に
交換すると、イオン化数の異なる不純物塩の低減が効率
的になされた上で有機フッ素珪素化合物塩を得ることが
できる。中でもLi+イオンに交換する場合が最も不純
物が低減できより好ましい。
After the reaction between the organosilane compound and the fluorine compound, a step of exchanging the cation of the obtained salt of the organofluorine silicon compound with another ionic species is carried out (step F). It is preferable because impurity salts having different ionization numbers of the organic fluorine silicon compound salt formed in the reaction stage of the compound can be reduced. In particular, in steps A to D (or E), an ammonium ion, (C4
An organic fluorine silicon compound salt having a quaternary ammonium ion such as H 9 ) 4 N + as a cation is obtained, and the cation is exchanged in step F with an alkali metal ion such as Li + , Na + , and K + . An organic fluorine silicon compound salt can be obtained after efficiently reducing impurity salts having different ionization numbers. Above all, the case of exchanging with Li + ions is more preferable because impurities can be reduced most.

【0028】かかる工程Fにおけるイオン種の交換反応
は下記式(4)の反応式により進行する。
The exchange reaction of ionic species in the step F proceeds according to the following reaction formula (4).

【0029】 ここで、M'=Li、Na、K等である。[0029] Here, M ′ = Li, Na, K and the like.

【0030】上記のイオン交換反応後は、常法により合
成物を抽出・濃縮・乾燥し(工程G)、より好ましくは
さらに精製工程(工程H)を行い、イオン交換がなされ
た有機フッ素珪素化合物塩からなる電解質を得る。
After the above-described ion exchange reaction, the synthesized product is extracted, concentrated and dried by a conventional method (Step G), and more preferably, a purification step (Step H) is further performed to obtain an ion-exchanged organofluorine silicon compound. An electrolyte consisting of a salt is obtained.

【0031】イオン交換する方法としては、常法のイオ
ン交換手段を使用することができるが、カチオン交換樹
脂または膜で直接交換する方法、カチオン交換樹脂また
は膜で水素と交換し次いで目的のカチオンで中和して交
換する方法、目的とするイオンを含有する塩と溶媒中で
混ぜイオン強度または沈殿発生を利用してカチオン交換
する方法は、イオン化数の異なる不純物塩の低減がより
効率的に行うことができ好ましい。
As the method of ion exchange, a conventional ion exchange means can be used, but a method of directly exchanging with a cation exchange resin or a membrane, exchanging hydrogen with a cation exchange resin or a membrane, and then exchanging with a desired cation. In the method of neutralizing and exchanging, and the method of cation exchanging by mixing ionic strength or precipitation with a salt containing the target ion in a solvent, reduction of impurity salts having different ionization numbers is performed more efficiently. This is preferable.

【0032】次に、上述した一連の工程における、有機
シラン化合物とフッ素化合物の反応において、使用され
る各材料について詳細に説明する。
Next, each material used in the reaction between the organosilane compound and the fluorine compound in the above-described series of steps will be described in detail.

【0033】(非水溶媒を主成分とする溶媒)本発明の
製造方法で使用する溶媒としては、非水溶媒、即ち水以
外の溶媒を主成分とする溶媒であり、水分を微量しか含
まないものを使用する。溶媒中の非水溶媒の含有量とし
ては95重量%以上であることが好ましく、水分が全く
含まれていていない溶媒を使用すると不純物の生成がさ
らに減少しより好ましい。
(Solvent Having Non-Aqueous Solvent as Main Component) The solvent used in the production method of the present invention is a non-aqueous solvent, that is, a solvent having a solvent other than water as a main component, and contains only a trace amount of water. Use things. The content of the non-aqueous solvent in the solvent is preferably 95% by weight or more, and the use of a solvent containing no water is more preferable because the generation of impurities is further reduced.

【0034】また、珪素元素及び炭素元素を含有する有
機シラン化合物とフッ素化合物を溶かすことのできる溶
媒を使用すると電解質がより高収率で得られ好ましい。
有機シラン化合物とフッ素化合物を溶かすことのできる
溶媒としては、溶媒の比誘電率の大きいものが良く、比
誘電率が3以上(溶媒温度20℃の時)であると有機シ
ラン化合物とフッ素化合物、特に一般的に有機溶媒に対
する溶解性の悪いフッ素元素を含有する化合物、をより
多く溶かすことができるため、合成物である電解質の収
率が高くなり好ましい。尚、比誘電率とは、溶媒等絶縁
物の誘電率を真空の誘電率1と比較した値であり、以下
の式で表される。
It is preferable to use a solvent capable of dissolving an organosilane compound containing a silicon element and a carbon element and a fluorine compound, since an electrolyte can be obtained in a higher yield.
As the solvent capable of dissolving the organic silane compound and the fluorine compound, a solvent having a large relative dielectric constant is preferable, and when the relative dielectric constant is 3 or more (when the solvent temperature is 20 ° C.), the organic silane compound and the fluorine compound can be dissolved. In particular, a compound containing a fluorine element having poor solubility in an organic solvent can generally be dissolved in a larger amount, so that the yield of an electrolyte as a synthetic product is increased, which is preferable. The relative dielectric constant is a value obtained by comparing the dielectric constant of an insulator such as a solvent with the dielectric constant 1 in a vacuum, and is represented by the following equation.

【0035】ε=C/C0 (ε:比誘電率、C:
コンデンサーに絶縁物を入れた場合の静電容量、C0:
コンデンサーに絶縁物を入れず真空にした場合の静電容
量)
Ε = C / C 0 (ε: relative permittivity, C:
Capacitance when insulator is put in capacitor, C0:
Capacitance when vacuum is applied without putting any insulator in the capacitor)

【0036】更に、電解質の合成反応段階でフッ素イオ
ンと競争反応を起こす他のアニオンが溶媒中に少ない非
プロトン性溶媒を使用すると、不純物の生成が抑えられ
より好ましい。使用可能な好ましい非プロトン性溶媒と
しては、エーテル類、ケトン類、エステル類、アミド
類、ニトリル類、アミン類、ハロゲン化合物類、ニトロ
化合物類、硫黄化合物類が挙げられる。より好ましい具
体例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエー
テル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,
2−メトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサ
ノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、炭酸エチレン、炭酸プ
ロピレン、ジメチルカーボネート、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、1,3−ジメチル−2イミダゾリジノン、N−メ
チルピロリドン、アセトニトリル、プロピオニトリル、
スリシノニトリル、ベンゾニトリル、エチレンジアミ
ン、トリエチレンアミン、アニリン、ピリジン、ピペリ
ジン、モルホリン、塩化メチレン、クロロホルム、1,
2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1−ブロモ−2
−クロロエタン、ニトロメタン、ニトロベンゼン、o−
ニトロトルエン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等
が挙げられる。なお、これらの溶媒は単独溶液でも2種
以上の混合溶液でも使用することが可能である。
Further, it is more preferable to use an aprotic solvent in which the solvent has a small amount of other anions that cause a competitive reaction with fluorine ions in the electrolyte synthesis reaction step, since generation of impurities is suppressed. Preferred aprotic solvents that can be used include ethers, ketones, esters, amides, nitriles, amines, halogen compounds, nitro compounds, sulfur compounds. More preferred specific examples include diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran,
2-methoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, acetone, ethyl methyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, formamide, N,
N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, propionitrile,
Slicinonitrile, benzonitrile, ethylenediamine, triethyleneamine, aniline, pyridine, piperidine, morpholine, methylene chloride, chloroform, 1,
2-dichloroethane, chlorobenzene, 1-bromo-2
-Chloroethane, nitromethane, nitrobenzene, o-
Nitrotoluene, dimethylsulfoxide, sulfolane and the like can be mentioned. These solvents can be used either as a single solution or as a mixed solution of two or more.

【0037】(有機シラン化合物)本発明で使用する少
なくとも珪素元素及び炭素元素を含有する有機シラン化
合物としては、珪素元素を少なくとも1個以上持ち、か
つ該珪素元素に炭素元素が少なくとも1個以上結合して
いるシラン化合物が挙げられるが、珪素元素1個を有
し、該珪素元素に結合した4個の置換基(本発明に関し
ては、珪素元素に対し結合する基を置換基と呼ぶ)を持
つシラン化合物(例えば前述のRnSiX4-n)、は反応
性が良好なため収率向上の面で好ましい。
(Organic silane compound) The organic silane compound containing at least a silicon element and a carbon element used in the present invention has at least one silicon element, and at least one carbon element is bonded to the silicon element. Which has one silicon element and has four substituents bonded to the silicon element (in the present invention, a group bonded to the silicon element is referred to as a substituent). Silane compounds (for example, the aforementioned R n SiX 4-n ) are preferable in terms of improving yield because of their good reactivity.

【0038】さらに、有機シラン化合物が珪素元素の4
個の置換基のうちフッ素イオンと置換反応を起こしやす
い置換基を1−3個持つものが好ましく、置換基として
すでにフッ素元素をもつものはより好ましい。フッ素イ
オンと置換反応を起こしやすい置換基(上記式のX)と
しては、−Cl、−Br、−I等のハロゲン基、−OH
の水酸基、−OCH3、−OC25、−OC49等のア
ルコキシ基、−OCOCH3、−OCOC25等のアシ
ロキシ基、−OC65、−OC64CH3、−OC107
等のアレノキシ基、−NRH、−NR12(R1
2:アルキル基)等のアミノ基、−H(水素)が挙げ
られる。
Further, when the organic silane compound is silicon
Of these substituents, those having 1-3 substituents which are liable to undergo a substitution reaction with fluorine ions are preferable, and those having an elemental fluorine as a substituent are more preferable. Examples of the substituent (X in the above formula) which easily causes a substitution reaction with a fluorine ion include a halogen group such as -Cl, -Br, -I, -OH.
Hydroxyl, -OCH 3, -OC 2 H 5 , an alkoxy group such as -OC 4 H 9, -OCOCH 3, -OCOC 2 H 5 , etc. acyloxy group, -OC 6 H 5, -OC 6 H 4 CH 3 , -OC 10 H 7
Allenoxy groups such as -NR 1 H, -NR 1 R 2 (R 1 ,
R 2 : an alkyl group); and —H (hydrogen).

【0039】また、有機シラン化合物が、上記のフッ素
イオンと置換反応を起こしやすい置換基以外に残りの置
換基(上記式のR)として、フッ素イオンと置換反応を
起こしにくい置換基を持っていると、置換反応中、有機
溶媒に対する溶解性を良好に維持することができ反応が
効率的に進行するので好ましい。フッ素イオンと置換反
応を起こしにくい置換基Rとしては、珪素元素に炭素元
素が直接結合する置換基が挙げられるが、−CH3、−
25、−C49等のアルキル基、−C65、−C64
CH3、−C107等のアリール基は、フッ素イオンとの
反応が起こりにくく、フッ素イオンが有効的に置換反応
に利用されるため好ましく、フェニル基が溶解性の面で
より好ましい。
Further, the organic silane compound has, as the remaining substituent (R in the above formula), a substituent which is less likely to cause a substitution reaction with a fluorine ion, in addition to the above-mentioned substituent which tends to cause a substitution reaction with a fluorine ion. It is preferable because during the substitution reaction, the solubility in an organic solvent can be maintained favorably and the reaction proceeds efficiently. Examples of the fluorine ion and substitution reaction caused hardly substituents R, although carbon element to silicon element include the substituents directly attached, -CH 3, -
C 2 H 5, alkyl groups such as -C 4 H 9, -C 6 H 5, -C 6 H 4
Aryl groups such as CH 3 and —C 10 H 7 are preferable because they hardly react with fluorine ions and fluorine ions are effectively used for substitution reactions, and phenyl groups are more preferable in terms of solubility.

【0040】又、置換基が−C23、−C47、−C2
H、−C33等置換基内に二重結合や三重結合等の不飽
和結合を有するアルケニル基やアルキニル基である場
合、この置換基を持つ化合物をフッ素化合物と反応させ
た後、更にこの置換基について付加反応等の前の反応を
行い使用することができる。
When the substituents are -C 2 H 3 , -C 4 H 7 , -C 2
In the case of an alkenyl group or an alkynyl group having an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond in a substituent such as H, -C 3 H 3 , the compound having this substituent is reacted with a fluorine compound, This substituent can be used by performing a previous reaction such as an addition reaction.

【0041】(フッ素化合物)本発明で使用するフッ素
化合物としては、フッ素イオンを生成することができる
化合物であり(例えば前述のMF)、例えばフッ化水
素、フッ素ガス、フッ化キセノン、四フッ化硫黄、フッ
化ペルクロリル、フッ化硫酸セシウム、ヒポフルオライ
ト類、N−フルオロアンモニウム類、フッ化物塩等の無
機及び有機フッ素化合物が使用できるが、取り扱い及び
安全性の面で、テトラエチルフルオリド、テトラブチル
フルオリド等のフッ化第四級アンモニウム塩、フッ化ア
ンモニウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ
化カリウム、等のフッ化物塩がより好ましい。中でも、
フッ化アンモニウム塩(特にNH4F及び一般式 R3 4
F (R3:アルキル基)で示される第四級アンモニウム
塩)は非水溶媒に対する溶解性が特に良好なためより好
ましい。
(Fluorine Compound) The fluorine compound used in the present invention is a compound capable of generating fluorine ions (for example, the above-mentioned MF), for example, hydrogen fluoride, fluorine gas, xenon fluoride, tetrafluoride Inorganic and organic fluorine compounds such as sulfur, perchloryl fluoride, cesium fluoride sulfate, hypofluorites, N-fluoroammoniums, fluoride salts and the like can be used, but from the viewpoint of handling and safety, tetraethyl fluoride, tetra More preferred are quaternary ammonium fluoride salts such as butyl fluoride, and fluoride salts such as ammonium fluoride, lithium fluoride, sodium fluoride and potassium fluoride. Among them,
Ammonium fluoride salt (in particular NH 4 F and the general formula R 3 4 N
F (a quaternary ammonium salt represented by R 3 : alkyl group) is more preferable because of its particularly good solubility in non-aqueous solvents.

【0042】以上が本発明の電解質の製造方法である
が、こうして合成された電解質を使用して通常の処方で
二次電池を製造する。以下、本発明の製造方法で合成し
た電解質を使用するリチウム二次電池の一実施態様を、
図3、図4、図5を参照して説明する。
The method for producing an electrolyte according to the present invention has been described above. A secondary battery is produced by a usual formulation using the thus synthesized electrolyte. Hereinafter, one embodiment of a lithium secondary battery using the electrolyte synthesized by the production method of the present invention,
This will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG.

【0043】図3は、二次電池の構成の概略を示す断面
図である。同図に示す二次電池300では、負極301
と、正極302が、電解質もしくは電解液(電解質溶
液)303及びセパレーター304を介して対向配置、
これらの部材が電池ハウジング307内に収容されてい
る。本発明の方法で合成した有機フッ素珪素化合物の塩
はこの電解質303に用いられる。負極301には出入
力端子305に接続し、正極302は出入力端子306
に接続する。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing the structure of a secondary battery. In the secondary battery 300 shown in FIG.
And a positive electrode 302 opposedly disposed via an electrolyte or electrolyte solution (electrolyte solution) 303 and a separator 304,
These members are housed in the battery housing 307. The salt of the organic fluorine silicon compound synthesized by the method of the present invention is used for the electrolyte 303. The negative electrode 301 is connected to the input / output terminal 305, and the positive electrode 302 is connected to the input / output terminal 306.
Connect to

【0044】(電解質の使用方法)本発明の方法で合成
した電解質(303)の二次電池内での使用法として
は、次の3通りが挙げられる。 (1)そのままの状態で用いる方法。 (2)溶媒に溶解した溶液として用いる方法。 (3)溶液にポリマーなどのゲル化剤を添加することによ
って、固定化したものとして用いる方法。
(Method of Using Electrolyte) The method of using the electrolyte (303) synthesized by the method of the present invention in a secondary battery includes the following three methods. (1) A method used as it is. (2) A method of using as a solution dissolved in a solvent. (3) A method in which a gelling agent such as a polymer is added to a solution to be used as an immobilized one.

【0045】一般的には、溶媒に電解質を溶かした電解
液を、多孔性のセパレータに保液させて使用する。な
お、本発明の製造方法で合成した電解質は、減圧下で加
熱したりして、十分な脱水と脱酸素を行っておくことが
望ましい。
Generally, an electrolytic solution obtained by dissolving an electrolyte in a solvent is used by being retained in a porous separator. It is desirable that the electrolyte synthesized by the production method of the present invention be sufficiently dehydrated and deoxidized by heating under reduced pressure.

【0046】電解質の溶媒としては、例えば、アセトニ
トリル、ベンゾニトリル、プロピレンカーボネイト、エ
チレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフ
ラン、ニトロベンゼン、ジクロロエタン、ジエトキシエ
タン、1,2-ジメトキシエタン、クロロベンゼン、γ-ブ
チロラクトン、ジオキソラン、スルホラン、ニトロメタ
ン、ジメチルサルファイド、ジメチルサルオキシド、ギ
酸メチル、3-メチル-2-オキダゾリジノン、2-メチルテ
トラヒドロフラン、3-プロピルシドノン、二酸化イオ
ウ、塩化ホスホリル、塩化チオニル、塩化スルフリル、
又は、これらの混合液が使用できる。
Examples of the solvent for the electrolyte include acetonitrile, benzonitrile, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethylformamide, tetrahydrofuran, nitrobenzene, dichloroethane, diethoxyethane, 1,2-dimethoxyethane, chlorobenzene, and the like. γ-butyrolactone, dioxolane, sulfolane, nitromethane, dimethylsulfide, dimethylsulfoxide, methyl formate, 3-methyl-2-oxazolidinone, 2-methyltetrahydrofuran, 3-propylsidone, sulfur dioxide, phosphoryl chloride, thionyl chloride, sulfuryl chloride ,
Alternatively, a mixture of these can be used.

【0047】上記溶媒は、例えば、活性アルミナ、モレ
キュラーシーブ、五酸化リン、塩化カルシウムなどで脱
水するか、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ金
属共存下で蒸留して不純物除去と脱水をも行うのがよ
い。
The solvent may be dehydrated with, for example, activated alumina, molecular sieve, phosphorus pentoxide, calcium chloride, or the like, or may be distilled in an inert gas in the presence of an alkali metal to remove impurities and dehydrate. Good to do.

【0048】電解液の漏洩を防止するために、ゲル化す
ることが好ましい。ゲル化剤としては電解液の溶媒を吸
収して膨潤するようなポリマーを用いるのが望ましい。
このようなポリマーとしては、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどが
用いられる。本発明で得られる電解質は、特にリチウム
二次電池における電解質に用いられ、前述したように充
電反応で析出するリチウム等の金属と水分との反応を抑
えられるので、非水系二次電池のサイクル寿命を延ばす
ことができる。
To prevent the electrolyte solution from leaking, it is preferable to form a gel. As the gelling agent, it is desirable to use a polymer that absorbs the solvent of the electrolytic solution and swells.
As such a polymer, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide and the like are used. The electrolyte obtained in the present invention is particularly used as an electrolyte in a lithium secondary battery, and as described above, a reaction between a metal such as lithium precipitated by a charging reaction and moisture can be suppressed. Can be extended.

【0049】以下に図1に示す二次電池をリチウム二次
電池とした場合の各部材について説明する。
Hereinafter, each member when the secondary battery shown in FIG. 1 is a lithium secondary battery will be described.

【0050】(正極)リチウム二次電池に用いる正極
(301)は、集電体、正極活物質、導電補助材、結着
剤、などから構成されたものである。この正極は、正極
活物質、導電補助材、及び結着剤名度を混合したもの
を、集電体の表面上に成形して作製される。
(Positive Electrode) The positive electrode (301) used in the lithium secondary battery is composed of a current collector, a positive electrode active material, a conductive auxiliary material, a binder, and the like. This positive electrode is manufactured by molding a mixture of a positive electrode active material, a conductive auxiliary material, and a binder material on the surface of a current collector.

【0051】正極活物質をしては、遷移金属酸化物、遷
移金属硫化物、リチウムー遷移金属酸化物、又はリチウ
ムー遷移金属硫化物が一般に用いられる。遷移金属酸化
物や遷移金属硫化物の遷移金属元素としては、例えば、
部分的にd殻あるいはf殻を有する元素であるところの、
Sc, Y, ランタノイド, アクチノイド, Ti, Zr, Hf, V,
Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh,
Ir, Ni, Pd, Pt, Cu,Ag, Auが挙げられる。特に、第一
遷移系列金属であるTi, V, Cr, Mn, Fe, Co,Ni, Cuが好
適に用いられる。
As the positive electrode active material, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, a lithium-transition metal oxide, or a lithium-transition metal sulfide is generally used. As the transition metal element of the transition metal oxide or transition metal sulfide, for example,
Which is an element having a d-shell or f-shell partially
Sc, Y, Lanthanoid, Actinoid, Ti, Zr, Hf, V,
Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh,
Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au. In particular, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu, which are the first transition series metals, are preferably used.

【0052】正極に使用する導電補助剤としては、黒
鉛、ケッチェンブラックやアセチレンブラックなどのカ
ーボンブラックと呼ばれる非晶質炭素、ニッケルなどの
金属微粉末、などが挙げられる。正極に使用する結着剤
としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオ
レフィン、又はポリフッ化ビリニデンやテトラフルオロ
エチレンポリマーのようなフッ素樹脂、が挙げられる。
Examples of the conductive auxiliary agent used for the positive electrode include graphite, amorphous carbon called carbon black such as Ketjen black and acetylene black, and fine metal powder such as nickel. Examples of the binder used for the positive electrode include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and fluororesins such as polyvinylidene fluoride and tetrafluoroethylene polymers.

【0053】正極の集電体は、充電時の電極反応で消費
する電流を効率よく供給するあるいは放電時の発生する
電流を集電する役目を担っている。したがって、正極の
集電体を形成する材料としては、電導度が高く、かつ、
電池反応に不活性な材質が望ましい。好ましい材質とし
ては、ニッケル、ステンレススチール、チタン、アルミ
ニウム、銅、白金、パラジウム、金、亜鉛、各種合金、
及び上記二種以上の複合金属が挙げられる。集電体の形
状としては、例えば、板状、箔状、メッシュ状、スポン
ジ状、繊維状、パンチングメタル、エキスパンドメタル
などの形状が採用できる。(負極)リチウム二次電池に用
いる負極(302)において、リチウムイオンのホスト
材となる負極活物質としては、グラファイトも含めたカ
ーボン材、リチウム金属、リチウム合金、リチウムと合
金を形成する金属元素を有する材料、多孔質金属、正極
活物質と起電力を有する遷移金属酸化物、が用いられ
る。上記負極活物質の形状が粉末である場合には、結着
剤を用いるか、焼結させて負極活物質層を集電体上に形
成して負極を作製する。また、上記負極活物質粉の導電
性が低い場合には、正極の活物質層の形成と同様に、導
電補助材を混合することが適宜必要になる。上記集電体
及び導電補助材としては、前記正極に用いるものが同様
に使用できる。
The positive electrode current collector plays a role of efficiently supplying a current consumed in the electrode reaction at the time of charging or collecting a current generated at the time of discharging. Therefore, as a material for forming the current collector of the positive electrode, high conductivity, and,
A material inert to the battery reaction is desirable. Preferred materials include nickel, stainless steel, titanium, aluminum, copper, platinum, palladium, gold, zinc, various alloys,
And the above-mentioned two or more composite metals. As the shape of the current collector, for example, a plate shape, a foil shape, a mesh shape, a sponge shape, a fiber shape, a punching metal, an expanded metal, and the like can be adopted. (Negative Electrode) In the negative electrode (302) used for the lithium secondary battery, a carbon material including graphite, a lithium metal, a lithium alloy, and a metal element forming an alloy with lithium are used as a negative electrode active material serving as a lithium ion host material. And a transition metal oxide having a positive electrode active material and an electromotive force. When the shape of the negative electrode active material is powder, a negative electrode is manufactured by using a binder or by sintering to form a negative electrode active material layer on the current collector. When the negative electrode active material powder has low conductivity, it is necessary to appropriately mix a conductive auxiliary material, as in the formation of the positive electrode active material layer. As the current collector and the conductive auxiliary material, those used for the positive electrode can be similarly used.

【0054】(セパレータ)セパレータ(304)は、負
極と正極の短絡を防ぐ役割がある。また、電解液(30
3)を保持する役割を有する場合もある。
(Separator) The separator (304) has a role of preventing a short circuit between the negative electrode and the positive electrode. In addition, the electrolyte (30
In some cases, it has a role to hold 3).

【0055】セパレータは、リチウムイオンが移動でき
る細孔を有し、かつ、電解液に不溶で安定である必要が
ある。したがって、セパレータとしては、例えば、ガラ
ス、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィ
ン、フッ素樹脂、などの不織布あるいはミクロポア構造
の材料が好適に用いられる。また、微細孔を有する金属
酸化物フィルム、又は、金属酸化物を複合化した樹脂フ
ィルムも使用できる。特に、多層化した構造を有する金
属酸化物フィルムを使用した場合には、デンドライトが
貫通しにくいため、短絡防止に効果がある。難燃材であ
るフッ素樹脂フィルム、又は、不燃材であるガラス、若
しくは金属酸化物フィルムを用いた場合には、より安全
性を高めることができる。
The separator must have pores through which lithium ions can move, and must be insoluble and stable in the electrolytic solution. Therefore, as the separator, for example, a nonwoven fabric such as glass, polyolefin such as polypropylene or polyethylene, a fluororesin, or a material having a micropore structure is suitably used. Further, a metal oxide film having fine pores or a resin film in which a metal oxide is compounded can be used. In particular, when a metal oxide film having a multilayered structure is used, the dendrite hardly penetrates, which is effective in preventing a short circuit. When a fluororesin film which is a flame retardant material, or a glass or metal oxide film which is a nonflammable material is used, safety can be further improved.

【0056】(電池の形状と構造)二次電池の形状として
は、図3に示す構造を基本構造として、具体的には例え
ば、扁平形、円筒形、直方体形、シート形等などがあ
る。又、電池内の部材の構造としては、例えば、単層
式、多層式、スパイラル式などがある。その中でも、ス
パイラル式円筒形の電池は、負極と正極の間にセパレー
タを挟んで巻くことによって、電極面積を大きくするこ
とができ、充放電時に大電流を流すことができるという
特徴を有する。また、直方体形やシート形の電池は、電
池を収納する機器の収納スペースを有効に利用すること
ができる特徴を有する。
(Battery Shape and Structure) The shape of the secondary battery is based on the structure shown in FIG. 3, specifically, for example, a flat shape, a cylindrical shape, a rectangular parallelepiped shape, a sheet shape and the like. The structure of the members in the battery includes, for example, a single-layer structure, a multilayer structure, and a spiral structure. Among them, the spiral cylindrical battery has a feature that the electrode area can be increased by winding the separator between the negative electrode and the positive electrode with the separator interposed therebetween, and a large current can flow during charging and discharging. Further, a rectangular parallelepiped or sheet type battery has a feature that the storage space of a device for storing the battery can be effectively used.

【0057】以下では、図4と図5を参照して、電池の
形状と構造についてより詳細な説明を行う。図4は単層
式扁平形(コイン形)電池の断面図であり、図5はスパイ
ラル式円筒形電池の断面図を表している。これらのリチ
ウム電池の基本的には図3と同様な構成で、負極、正
極、電解質・セパレータ、電池ハウジング、出力端子、
などから成る。
Hereinafter, the shape and structure of the battery will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of a single-layer flat (coin-shaped) battery, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a spiral cylindrical battery. These lithium batteries have basically the same configuration as that of FIG. 3, and include a negative electrode, a positive electrode, an electrolyte / separator, a battery housing, an output terminal,
Etc.

【0058】図4と図5において、400と500は負
極集電体、401と501は負極活物質、403と50
3は正極活物質、405と505は負極端子(負極キャ
ップ)、406と506は正極缶、407と507は電
解液を保持したセパレーター、410と510は絶縁パ
ッキング、511は絶縁板、である。図4に示す偏平構
造のリチウム二次電池では、正極活物質403を含む正
極と、負極活物質401及び負極集電体400を含む負
極が、前述のように合成された珪素元素、フッ素元素、
炭素元素を少なくとも含有する有機フッ素珪素化合物の
塩からなる電解質を保持したセパレータ407を少なく
とも介して積層された積層体が正極側から正極缶406
内に収容され、負極側が負極端子(負極キャップ)40
5により被覆されている。そして正極缶内の他の部分
は、例えば絶縁材が配置されている(絶縁パッキング4
10)。
4 and 5, reference numerals 400 and 500 denote negative electrode current collectors, 401 and 501 denote negative electrode active materials, and 403 and 50, respectively.
3 is a positive electrode active material, 405 and 505 are negative electrode terminals (negative electrode caps), 406 and 506 are positive electrode cans, 407 and 507 are separators holding an electrolyte, 410 and 510 are insulating packings, and 511 is an insulating plate. In the flat structure lithium secondary battery illustrated in FIG. 4, the positive electrode including the positive electrode active material 403 and the negative electrode including the negative electrode active material 401 and the negative electrode current collector 400 are formed using the silicon element, the fluorine element,
The laminated body laminated via at least a separator 407 holding an electrolyte made of a salt of an organic fluorine silicon compound containing at least a carbon element has a positive electrode can 406 from the positive electrode side.
The negative electrode side (negative electrode cap) 40
5. The other part in the positive electrode can is provided with, for example, an insulating material (insulating packing 4).
10).

【0059】図5に示す円筒状のリチウム二次電池で
は、正極活物質503を含む正極と、負極活物質501
を負極の間に、前述のように合成された珪素元素、フッ
素元素、炭素元素を少なくとも含有する有機フッ素珪素
化合物の塩からなる電解質を保持したセパレータ507
を少なくとも挟装し、所定の軸を中心に多重に巻回され
た円筒状構造の積層体が、その側面及び一底面側から正
極缶506内に収容されている。また、該積層体の他の
底面(上面)側は、負極端子(負極キャップ)505に
より被覆されている。そして正極缶内の他の部分は絶縁
体が配置されている(絶縁パッキング510)。以下で
は、図4や図5に示した電池の組み立て方法の一例を説
明する。 (1)負極活物質層(401, 501)と成形した正極活物
質層(403, 503)の間に、セパレータ(407, 5
07)を挟んで、正極缶(406, 506)に組み込む。 (2)電解質を注入した後、負極キャップ(405, 50
5)と絶縁パッキング(410, 510)を組み立てる。 (3)上記(2) を、かしめることによって、電池は完成
する。
In the cylindrical lithium secondary battery shown in FIG. 5, a positive electrode containing a positive electrode active material 503 and a negative electrode active material 501
Having an electrolyte comprising a salt of an organic fluorine silicon compound containing at least a silicon element, a fluorine element and a carbon element synthesized as described above between anodes
, And a multilayer body having a cylindrical structure wound around a predetermined axis in a multiplex manner is accommodated in the positive electrode can 506 from the side surface and one bottom surface side. The other bottom surface (upper surface) side of the laminate is covered with a negative electrode terminal (negative electrode cap) 505. An insulator is disposed in the other part of the positive electrode can (insulating packing 510). Hereinafter, an example of a method of assembling the battery shown in FIGS. 4 and 5 will be described. (1) A separator (407, 5) is provided between the negative electrode active material layer (401, 501) and the formed positive electrode active material layer (403, 503).
07), and assembled into the positive electrode can (406, 506). (2) After injecting the electrolyte, the negative electrode cap (405, 50
5) and the insulating packing (410, 510) are assembled. (3) The battery is completed by caulking the above (2).

【0060】なお、上述したリチウム電池の材料調製、
および電池の組立は、水分が十分除去された乾燥空気
中、又は乾燥不活性ガス中で行うのが望ましい。
In addition, the material preparation of the above-mentioned lithium battery,
It is desirable that the battery be assembled in dry air from which moisture has been sufficiently removed or in a dry inert gas.

【0061】(絶縁パッキング)ガスケット(410, 5
10)の材料としては、例えば、フッ素樹脂,ポリアミ
ド樹脂,ポリスルフォン樹脂,各種ゴムが使用できる。
電池の封口方法としては、図4と図5のように絶縁パッ
キングを用いた「かしめ」以外にも、ガラス封管,接着
剤,溶接,半田付けなどの方法が用いられる。
(Insulation Packing) Gasket (410, 5
As the material of 10), for example, fluorine resin, polyamide resin, polysulfone resin, and various rubbers can be used.
As a method for sealing the battery, a method such as glass sealing, adhesive, welding, soldering, or the like is used in addition to "caulking" using insulating packing as shown in FIGS.

【0062】また、図5の絶縁板の材料としては、各種
有機樹脂材料やセラミックスが用いられる。
As the material of the insulating plate in FIG. 5, various organic resin materials and ceramics are used.

【0063】(外缶)電池の外缶は、電池の正極缶(40
6, 506)、及び負極キャップ(405,505)により構
成されている。外缶の材料としては、ステンレススチー
ルが好適に用いられる。特に、チタンクラッドステンレ
ス板や銅クラッドステンレス板、ニッケルメッキ鋼板な
どが多用される。
(Outer can) The outer can of the battery is
6, 506) and a negative electrode cap (405, 505). As a material for the outer can, stainless steel is preferably used. In particular, a titanium clad stainless steel plate, a copper clad stainless steel plate, a nickel plated steel plate and the like are frequently used.

【0064】図4と図5に示す態様では正極缶(406,
506)が電池ハウジングを兼ねているため、上記のス
テンレススチールが好ましい。ただし、正極缶が電池ハ
ウジングを兼用しない場合には、電池ハウジングの材質
としては、ステンレススチール以外にも亜鉛などの金
属、ポリプロピレンなどのプラスチック、又は、金属若
しくはガラス繊維とプラスチックの複合材が用いられ
る。
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the positive electrode can (406,
Since 506) also serves as a battery housing, the above stainless steel is preferable. However, when the positive electrode can does not double as the battery housing, as the material of the battery housing, a metal such as zinc other than stainless steel, a plastic such as polypropylene, or a composite material of metal or glass fiber and plastic is used. .

【0065】(安全弁)リチウム二次電池には、電池の内
圧が高まった時の安全対策として、安全弁が備えられて
いる。図4と図5には図示されていないが、安全弁とし
ては、例えば、ゴム、スプリング、金属ボール、破裂箔
などが使用できる。
(Safety Valve) The lithium secondary battery is provided with a safety valve as a safety measure when the internal pressure of the battery increases. Although not shown in FIGS. 4 and 5, as the safety valve, for example, rubber, a spring, a metal ball, a rupture foil, or the like can be used.

【0066】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、文中、部、及び%とあるのは重量基準であ
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples. In the description, parts and% are based on weight.

【0067】実施例1 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)まず、還流装置、攪
拌装置および滴下ロートをつけた三つ口フラスコの反応
容器内に乾燥した窒素ガスを充填した。この三つ口フラ
スコ内に、50℃で真空乾燥して水分を除去したテトラ
n−ブチルアンモニウムフロオリド(n−Bu)4NF
(純度99%)10.4部(0.04mol)及びモレ
キュラーシーブ3Aで乾燥したジエチルエーテル(純度
99.5%)100部を入れ、テトラn−ブチルアンモ
ニウムフロオリドが解けるまで攪拌した。なお、モレキ
ュラーシーブで乾燥した後のジエチルエーテルの水分量
を、カールフィッシャ水分計で測定したところ、0.5
%であり、また、モレキュラーシーブで乾燥した後のジ
エチルエーテルの比誘電率を、Impedance Analyzer(H
P社製)で測定したところ、4.3(20℃)であっ
た。
Example 1 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) First, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. In this three-necked flask, tetra-n-butylammonium fluoride (n-Bu) 4 NF from which water was removed by vacuum drying at 50 ° C.
(Purity 99%) 10.4 parts (0.04 mol) and 100 parts of diethyl ether (purity 99.5%) dried with Molecular Sieve 3A were added, and the mixture was stirred until tetra n-butylammonium fluoride was melted. The water content of diethyl ether after drying with molecular sieve was measured with a Karl Fischer moisture meter, and was 0.5
%, And the relative dielectric constant of diethyl ether after drying with molecular sieve was measured using an Impedance Analyzer (H
(Manufactured by Company P) and found 4.3 (20 ° C.).

【0068】次に、50℃で真空乾燥して水分を除去し
たトリフェニルクロロシランPh3SiCl5.5部
(0.02mol)を、上記と同じ乾燥したジエチルエ
ーテル100部に溶かし、この溶液を上記反応容器の滴
下ロート内に入れた。
Next, 5.5 parts (0.02 mol) of triphenylchlorosilane Ph 3 SiCl from which water was removed by vacuum drying at 50 ° C. was dissolved in 100 parts of the same dry diethyl ether as above, and this solution was subjected to the above reaction. The container was placed in the dropping funnel.

【0069】上記の反応容器を氷浴で0℃に冷却し、容
器内を攪拌しながら滴下ロート内の溶液を徐々に滴下し
ながら容器内に加えた。添加後0℃で1時間攪拌し、次
いで50℃に加温して更に2時間攪拌を続けた。
The above reaction vessel was cooled to 0 ° C. with an ice bath, and the solution in the dropping funnel was gradually added dropwise to the vessel while stirring the vessel. After the addition, the mixture was stirred at 0 ° C. for 1 hour, and then heated to 50 ° C. and further stirred for 2 hours.

【0070】反応終了後、溶媒のジエチルエーテルをロ
ータリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、その後得ら
れた結晶を冷水で洗浄し副生成物であるテトラn−ブチ
ルアンモニウムクロリドを除去し、目的のトリフェニル
ジフルオロ珪酸テトラn−ブチルアンモニウム塩(n−
Bu)4N〔Ph3SiF2〕を得た。
After completion of the reaction, the solvent diethyl ether was concentrated by a rotary evaporator and dried, and then the obtained crystals were washed with cold water to remove by-product tetra-n-butylammonium chloride, and the desired triphenyl Tetra n-butylammonium difluorosilicate (n-
Bu) 4 N [Ph 3 SiF 2 ] was obtained.

【0071】(有機フッ素珪素化合物塩のイオン交換)
上記で得られた、トリフェニルジフルオロ珪酸テトラn
−ブチルアンモニウム塩およびテトラフルオロ硼酸リチ
ウムLiBF4(純度98%)をアセトンに溶かし、2時
間攪拌後ロータリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、
その後得られた結晶を冷水で洗浄し副生成物であるテト
ラフルオロ硼酸テトラn−ブチルアンモニウム塩を除去
し、目的のトリフェニルジフルオロ珪酸リチウム塩Li
〔Ph3SiF2〕を得た。
(Ion exchange of organofluorine silicon compound salt)
The triphenyldifluorosilicate tetra n obtained above
-Butyl ammonium salt and lithium tetrafluoroborate LiBF 4 (purity 98%) were dissolved in acetone, stirred for 2 hours, then concentrated on a rotary evaporator, and dried.
Thereafter, the obtained crystals are washed with cold water to remove tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate as a by-product, and the intended lithium triphenyldifluorosilicate Li
[Ph 3 SiF 2 ] was obtained.

【0072】比較例1 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1で使用した
乾燥ジエチルエーテルの変わりに、ジエチルエーテル/
水(10%:90%)の混合水溶液を使用する以外は、
実施例1と同様の処理を行い、トリフェニルジフルオロ
珪酸テトラn−ブチルアンモニウム塩(n−Bu)4
〔Ph3SiF2〕を得た。
Comparative Example 1 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) Instead of the dry diethyl ether used in Example 1,
Except for using a mixed aqueous solution of water (10%: 90%),
The same treatment as in Example 1 was performed, and triphenyldifluorosilicate tetra-n-butylammonium salt (n-Bu) 4 N
[Ph 3 SiF 2 ] was obtained.

【0073】実施例2 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1と同様にま
ず、還流装置、攪拌装置および滴下ロートをつけた三つ
口フラスコの反応容器内に乾燥した窒素ガスを充填し
た。この三つ口フラスコ内に、50℃で真空乾燥して水
分を除去したテトラエチルアンモニウムフロオリドEt
4NF(純度99%)9.0部(0.06mol)及び
モレキュラーシーブ3Aで乾燥したジメチルスルホキサ
イド(純度99%)80部を入れ、テトラエチルアンモ
ニウムフロオリドが解けるまで攪拌した。なお、モレキ
ュラーシーブで乾燥した後のジメチルスルホキサイドの
水分量を、カールフィッシャ水分計で測定したところ、
0.05%であり、また、モレキュラーシーブで乾燥し
た後のジメチルスルホキサイドの比誘電率を、Impedanc
e Analyzerで測定したところ、48.9(20℃)であ
った。
Example 2 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) In the same manner as in Example 1, first, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. . In this three-necked flask, tetraethylammonium fluoride Et was dried at 50 ° C. under vacuum to remove water.
9.0 parts (0.06 mol) of 4 NF (99% purity) and 80 parts of dimethyl sulfoxide (99% purity) dried with Molecular Sieve 3A were added, and the mixture was stirred until tetraethylammonium fluoride was melted. The water content of dimethyl sulfoxide after drying with molecular sieve was measured with a Karl Fischer moisture meter.
0.05%, and the relative dielectric constant of dimethyl sulfoxide after drying with molecular sieve
It was 48.9 (20 degreeC) when it measured with e Analyzer.

【0074】次に、50℃で真空乾燥して水分を除去し
たジフェニルジクロロシランPh2SiCl25.1部
(0.02mol)を、上記と同じ乾燥したジメチルス
ルホキサイド80部に溶かし、この溶液を上記反応容器
の滴下ロート内に入れた。
Next, vacuum drying was diphenyldichlorosilane Ph 2 SiCl 2 5.1 parts of water was removed by at 50 ° C. The (0.02 mol), dissolved in the same dry dimethylsulfoxide 80 parts of the above, this The solution was placed in the dropping funnel of the reaction vessel.

【0075】以下実施例1と同様の方法で、目的のジフ
ェニルトリフルオロ珪酸テトラエチルアンモニウム塩
Et4N〔Ph2SiF3〕を得た。
Thereafter, the desired tetraethylammonium diphenyltrifluorosilicate was prepared in the same manner as in Example 1.
Et 4 N [Ph 2 SiF 3 ] was obtained.

【0076】(有機フッ素珪素化合物塩のイオン交換)
上記で得られた、ジフェニルトリフルオロ珪酸テトラエ
チルアンモニウム塩および過塩素酸リチウムLiClO
4(純度98%)をアセトンに溶かし、2時間攪拌後ロー
タリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、その後得られ
た結晶を冷水で洗浄し副生成物である過塩素酸テトラエ
チルアンモニウム塩を除去し、目的のジフェニルトリフ
ルオロ珪酸リチウム塩Li〔Ph2SiF3〕を得た。
(Ion exchange of organofluorine silicon compound salt)
Tetraethylammonium diphenyltrifluorosilicate and lithium perchlorate LiClO obtained above
4 (98% purity) was dissolved in acetone, stirred for 2 hours, concentrated on a rotary evaporator, and dried. After that, the obtained crystals were washed with cold water to remove by-product tetraethylammonium perchlorate. Of lithium diphenyltrifluorosilicate Li [Ph 2 SiF 3 ] was obtained.

【0077】比較例2 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例2で使用した
乾燥ジメチルスルホキシドの変わりに、ジメチルスルホ
キシド/水(30%:70%)の混合水溶液を使用する
以外は実施例2と同様の処理を行い、ジフェニルトリフ
ルオロ珪酸テトラエチルアンモニウム塩 Et4N〔Ph
2SiF3〕を得た。
Comparative Example 2 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) Example 2 was repeated except that a mixed aqueous solution of dimethyl sulfoxide / water (30%: 70%) was used instead of the dried dimethyl sulfoxide used in Example 2. The same treatment as described above was performed, and diphenyltrifluorosilicate tetraethylammonium salt Et 4 N [Ph
2 SiF 3 ] was obtained.

【0078】実施例3 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1と同様にま
ず、還流装置、攪拌装置および滴下ロートをつけた三つ
口フラスコの反応容器内に乾燥した窒素ガスを充填し
た。この三つ口フラスコ内に、50℃で真空乾燥して水
分を除去したフッ化アンモニウムNH4F(純度97
%)3.7部(0.1mol)及びモレキュラーシーブ
3Aで乾燥したアセトニトリル(純度99.5%)10
0部を入れ、フッ化アンモニウムが解けるまで攪拌し
た。なお、モレキュラーシーブ3Aで乾燥した後のアセ
トニトリルの水分量を、カールフィッシャ水分計で測定
したところ、0.1%であり、また、モレキュラーシー
ブで乾燥した後のアセトニトリルの比誘電率を、Impeda
nce Analyzerで測定したところ、37.5(20℃)で
あった。
Example 3 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) As in Example 1, first, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. . In the three-necked flask, ammonium fluoride NH 4 F (purity 97) was dried at 50 ° C. under vacuum to remove water.
%) 3.7 parts (0.1 mol) and acetonitrile (purity 99.5%) 10 dried with molecular sieve 3A
0 parts were added and the mixture was stirred until the ammonium fluoride was dissolved. The water content of acetonitrile after drying with the molecular sieve 3A was measured with a Karl Fischer moisture meter, and was 0.1%. The relative dielectric constant of the acetonitrile after drying with the molecular sieve was Impeda.
It was 37.5 (20 ° C.) as measured with a nce analyzer.

【0079】つぎに、50℃で真空乾燥して水分を除去
したフェニルメチルジメトキシシランPhMeSi(O
Me)2 3.6部(0.02mol)を、上記と同じ乾
燥したアセトニトリル80部に溶かし、この溶液を上記
反応容器の滴下ロート内に入れた。
Next, phenylmethyldimethoxysilane PhMeSi (O
3.6 parts (0.02 mol) of Me) 2 was dissolved in 80 parts of the same dry acetonitrile as described above, and the solution was placed in a dropping funnel of the reaction vessel.

【0080】以下実施例1と同様の方法で、目的のフェ
ニルメチルトリフルオロ珪酸アンモニウム塩NH4〔P
hMeSiF3〕を得た。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the target ammonium phenylmethyltrifluorosilicate NH 4 [P
hMeSiF 3 ] was obtained.

【0081】(有機フッ素珪素化合物塩のイオン交換)
上記で得られた、フェニルメチルトリフルオロ珪酸アン
モニウム塩およびヘキサフルオロ燐酸リチウムLiPF
6(純度99%)をアセトニトリルに溶かし、2時間攪
拌後ロータリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、その
後得られた結晶を冷水で洗浄し副生成物であるヘキサフ
ルオロ燐酸アンモニウム塩を除去し、目的のフェニルメ
チルトリフルオロ珪酸リチウム塩Li〔PhMeSiF
〕を得た。
(Ion exchange of organofluorine silicon compound salt)
Ammonium phenylmethyltrifluorosilicate and lithium hexafluorophosphate LiPF obtained above
6 (purity 99%) was dissolved in acetonitrile, stirred for 2 hours, concentrated by a rotary evaporator and dried, and the obtained crystals were washed with cold water to remove ammonium hexafluorophosphate as a by-product. Lithium phenylmethyltrifluorosilicate Li [PhMeSiF
3 ] was obtained.

【0082】比較例3 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例3で使用した
乾燥アセトニトリルの変わりに、アセトニトリル/水
(50%:50%)の混合水溶液を使用する以外は、実
施例3と同様の処理を行い、フェニルメチルトリフルオ
ロ珪酸アンモニウム塩NH4〔PhMeSiF3〕を得
た。
Comparative Example 3 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) The procedure of Example 3 was repeated except that a mixed aqueous solution of acetonitrile / water (50%: 50%) was used instead of the dried acetonitrile used in Example 3. The same treatment was performed to obtain ammonium phenylmethyltrifluorosilicate NH 4 [PhMeSiF 3 ].

【0083】実施例4 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1と同様にま
ず、還流装置、攪拌装置および滴下ロートをつけた三つ
口フラスコの反応容器内に乾燥した窒素ガスを充填し
た。この三つ口フラスコ内に、50℃で真空乾燥して水
分を除去したフッ化アンモニウムNH4F(純度97
%)3.7部(0.1mol)及びモレキュラーシーブ
で乾燥したクロロベンゼン(純度99.5%)120部
を入れ、フッ化アンモニウムが解けるまで攪拌した。な
お、モレキュラーシーブ3Aで乾燥した後のクロロベン
ゼンの水分量を、カールフィッシャ水分計で測定したと
ころ、0.005%であり、また、モレキュラーシーブ
で乾燥した後のクロロベンゼンの比誘電率を、Impedanc
e Analyzerで測定したところ、5.6(20℃)であっ
た。
Example 4 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) As in Example 1, first, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. . In the three-necked flask, ammonium fluoride NH 4 F (purity 97) was dried at 50 ° C. under vacuum to remove water.
%) And 120 parts of chlorobenzene (purity: 99.5%) dried with a molecular sieve and stirred until the ammonium fluoride was dissolved. The water content of chlorobenzene after drying with the molecular sieve 3A was measured with a Karl Fischer moisture meter and found to be 0.005%, and the relative dielectric constant of the chlorobenzene after drying with the molecular sieve was measured by Impedanc.
It was 5.6 (20 ° C.) as measured by e Analyzer.

【0084】つぎに、50℃で真空乾燥して水分を除去
したフェニルトリエトキシシランPhSi(OEt)3
4.8部(0.02mol)を、上記と同じ乾燥したク
ロロベンゼン50部に溶かし、この溶液を上記反応容器
の滴下ロート内に入れた。
Next, phenyltriethoxysilane PhSi (OEt) 3 from which water has been removed by vacuum drying at 50 ° C.
4.8 parts (0.02 mol) were dissolved in 50 parts of the same dried chlorobenzene, and the solution was placed in the dropping funnel of the reaction vessel.

【0085】以下実施例1と同様の方法で、目的のフェ
ニルペンタフルオロ珪酸アンモニウム塩(NH42〔P
hSiF5〕を得た。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the target ammonium phenylpentafluorosilicate (NH 4 ) 2 [P
hSiF 5 ] was obtained.

【0086】(有機フッ素珪素化合物塩のイオン交換)
上記で得られた、フェニルペンタフルオロ珪酸アンモニ
ウム塩をアセトニトリルに溶かし、カチオン交換樹脂ダ
イヤイオンSK1Bを充填したカラムにアセトニトリル
溶液を通し、次いでこの溶液に水酸化リチウム(純度9
9%)を添加し、2時間攪拌した。その後この溶液をロ
ータリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、目的のフェ
ニルペンタフルオロ珪酸リチウム塩Li2〔PhSi
5〕を得た。
(Ion exchange of organofluorine silicon compound salt)
The ammonium phenylpentafluorosilicate obtained above was dissolved in acetonitrile, and the acetonitrile solution was passed through a column filled with cation exchange resin Diaion SK1B.
9%) and stirred for 2 hours. Thereafter, this solution was concentrated with a rotary evaporator, dried, and the intended lithium phenylpentafluorosilicate Li 2 [PhSi
F 5 ] was obtained.

【0087】比較例4 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例4で使用した
乾燥クロロベンゼンの変わりに、水を使用する以外は、
実施例4と同様の処理を行い、フェニルペンタフルオロ
珪酸アンモニウム塩(NH42〔PhSiF5〕を得
た。
Comparative Example 4 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) Instead of the dry chlorobenzene used in Example 4, water was used.
The same treatment as in Example 4 was performed to obtain ammonium phenylpentafluorosilicate (NH 4 ) 2 [PhSiF 5 ].

【0088】実施例5 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1と同様にま
ず、還流装置、攪拌装置および滴下ロートをつけた三つ
口フラスコの反応容器内に乾燥した窒素ガスを充填し
た。この三つ口フラスコ内に、50℃で真空乾燥して水
分を除去したフッ化リチウム(純度98%)2.6部
(0.1mol)及び吸湿させたエチルメチルケトン
(純度99.5%)200部を入れ、攪拌した。なお、
このエチルメチルケトンの水分量を、カールフィッシャ
水分計で測定したところ、3.5%であり、また、この
エチルメチルケトンの比誘電率を、Impedance Analyzer
で測定したところ、18.9(20℃)であった。
Example 5 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) As in Example 1, first, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. . In this three-necked flask, 2.6 parts (0.1 mol) of lithium fluoride (purity 98%) from which water was removed by vacuum drying at 50 ° C. and ethyl methyl ketone (purity 99.5%) were absorbed. 200 parts were added and stirred. In addition,
The water content of this ethyl methyl ketone was measured by a Karl Fischer moisture meter to be 3.5%, and the relative dielectric constant of the ethyl methyl ketone was measured using an Impedance Analyzer.
Was 18.9 (20 ° C.).

【0089】次に、50℃で乾燥させたエチルトリアセ
トキシシランEtSi(OCOCH3)3 4.7部(0.
02mol)を、そのままで上記反応容器の滴下ロート
内に入れた。
Next, 4.7 parts of ethyltriacetoxysilane EtSi (OCOCH 3 ) 3 dried at 50 ° C. (0.
02 mol) as it was in the dropping funnel of the reaction vessel.

【0090】以下実施例1と同様の方法で、目的のエチ
ルペンタフルオロ珪酸リチウム塩Li2〔EtSiF5
を得た(尚、イオン交換の工程は行っていない)。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the desired lithium salt of ethyl pentafluorosilicate Li 2 [EtSiF 5 ]
(The ion exchange step was not performed).

【0091】比較例5 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例5で使用した
エチルメチルケトンの変わりに、水を使用する以外は、
実施例5と同様の処理を行い、エチルペンタフルオロ珪
酸リチウム塩Li2〔EtSiF5〕を得た。
Comparative Example 5 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) In place of ethyl methyl ketone used in Example 5, water was used.
The same treatment as in Example 5 was performed to obtain lithium ethylpentafluorosilicate Li 2 [EtSiF 5 ].

【0092】実施例6 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例1と同様にま
ず、還流装置、撹拌装置および滴下ロートをつけた三つ
口フラスコの反応容器内に乾燥した窒素ガスを充填し
た。この三つ口フラスコ内に、50℃で真空乾燥して水
分を除去したテトラエチルアンモニウムフロオリドEt
4NF(純度99%)15.0部(0.10mol)及
びモレキュラーシーブ3Aで乾燥したジエチルエーテル
(純度99.5%)100部を入れ、テトラエチルアン
モニウムフロオリドが解けるまで撹拌した。なお、モレ
キュラーシーブで乾燥した後のジエチルエーテルの水分
量を、カールフィッシャ水分計で測定したところ、0.
5%であり、また、モレキュラーシーブで乾燥した後の
ジエチルエーテルの比誘電率を、Impedance
Analyzerで測定したところ、4.3(20℃)
であった。
Example 6 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) As in Example 1, first, dry nitrogen gas was charged into a reaction vessel of a three-necked flask equipped with a reflux device, a stirrer, and a dropping funnel. . In this three-necked flask, tetraethylammonium fluoride Et was dried at 50 ° C. under vacuum to remove water.
15.0 parts (0.10 mol) of 4 NF (purity 99%) and 100 parts of diethyl ether (purity 99.5%) dried with Molecular Sieve 3A were added, and the mixture was stirred until tetraethylammonium fluoride was melted. The water content of diethyl ether after drying with molecular sieve was measured with a Karl Fischer moisture meter.
5%, and the relative dielectric constant of diethyl ether after drying with a molecular sieve was determined by Impedance.
4.3 (20 ° C.) when measured with an Analyzer
Met.

【0093】次に、50℃で真空乾燥して水分を除去し
たビニルトリエトキシシランCH2=CHSi(OC2
533.8部(0.02mol)を、上記と同じ乾燥し
たジエチルエーテル100部に溶かし、この溶液を上記
反応容器の滴下ロート内に入れた。
Next, vinyltriethoxysilane CH 2 CHCHSi (OC 2 H
5) 3 3.8 parts (0.02 mol), dissolved in 100 parts of the same dry diethyl ether as above was placed in the solution in the dropping funnel of the reaction vessel.

【0094】以下実施例1と同様の方法で、目的のビニ
ルペンタフルオロ珪酸テトラエチルアンモニウム塩(E
4N)2〔CH2=CHSiF5〕を得た。
Thereafter, in the same manner as in Example 1, the target vinylpentafluorosilicate tetraethylammonium salt (E
t 4 N) 2 [CH 2 CHCHSiF 5 ] was obtained.

【0095】(有機フッ素珪素化合物塩のイオン交換)
上記で得られた、ビニルペンタフルオロ珪酸テトラエチ
ルアンモニウム塩および過塩素酸リチウムLiClO4
(純度98%)をアセトンに溶かし、2時間撹拌後ロー
タリーエバポレーターで濃縮し、乾燥し、その後得られ
た結晶を冷水で洗浄し副生成物である過塩素酸テトラエ
チルアンモニウム塩を除去し、目的のビニルペンタフル
オロ珪酸リチウム塩Li2〔CH2=CHSiF5〕を得
た。
(Ion exchange of organofluorine silicon compound salt)
The above-obtained tetraethylammonium vinylpentafluorosilicate and lithium perchlorate LiClO 4
(Purity 98%) was dissolved in acetone, stirred for 2 hours, concentrated by a rotary evaporator, and dried. After that, the obtained crystals were washed with cold water to remove by-product tetraethylammonium perchlorate, and Lithium vinylpentafluorosilicate Li 2 [CH 2 CHSiF 5 ] was obtained.

【0096】比較例6 (有機フッ素珪素化合物塩の合成)実施例6で使用した
乾燥ジエチルエーテルの変わりに、ジエチルエーテル/
水(30%:70%)の混合水溶液を使用する以外は実
施例6と同様の処理を行い、ビニルペンタフルオロ珪酸
リチウム塩Li2〔CH2=CHSiF5〕を得た。
Comparative Example 6 (Synthesis of Organic Fluorine Silicon Compound Salt) Instead of the dry diethyl ether used in Example 6,
The same treatment as in Example 6 was performed except that a mixed aqueous solution of water (30%: 70%) was used to obtain lithium vinylpentafluorosilicate Li 2 [CH 2 CHCHSiF 5 ].

【0097】(評価方法)実施例1〜6及び比較例1〜
6で得られた有機フッ素珪素の化合物について、収量お
よび不純物量をそれぞれ測定し、実施例1と比較例1、
実施例2と比較例2というようにそれぞれ実施例と比較
例の場合を比べて、収量、不純物量、イオン交換後の不
純物量を、下記に記載したように評価した。
(Evaluation Method) Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to
6, the yield and the amount of impurities were measured for the compound of organofluorine silicon obtained in Example 1, and Example 1 and Comparative Example 1,
The yield, the amount of impurities, and the amount of impurities after ion exchange were evaluated as described below by comparing the examples and the comparative examples as in Example 2 and Comparative Example 2, respectively.

【0098】その結果、すべて、実施例で得られた有機
フッ素珪素化合物塩は、表1に記載したようにそれぞれ
の比較例に対して収率が良好で、かつ不純物の割合も少
なかった。
As a result, as shown in Table 1, the yields of the organofluorine silicon compound salts obtained in the examples were all higher than those of the comparative examples, and the proportion of impurities was small.

【0099】[0099]

【表1】 *1 収量 実施例で得られた有機フッ素珪素化合物の塩の重量を、
以下の計算式のように比較例 と比べて判定した。 収量=実施例で得られた有機フッ素珪素化合物塩の重量
/比較例で得られた有機フッ素珪素化合物塩の重量 *2 不純物量、*3 イオン交換後の不純物量 得られた有機フッ素珪素化合物の塩及びイオン交換後の
有機フッ素珪素化合物の塩を、高速液体クロマトグラフ
ィーを使用し、p-トルエンスルホン酸テトラn-ブチルア
ンモニウム塩を内標準試薬として、収量を測定し、以下
の計算式のように比較例と比べて判定した。 不純物量=((1− 実施例で得られた有機フッ素珪素
化合物塩の測定濃度)/内標準試薬の測定濃度))/
((1− 比較例で得られた有機フッ素珪素化合物塩の
測定濃度)/内標準試薬の測定濃度)) イオン交換後の不純物量=((1− 実施例で得られた
イオン交換後の有機フッ素珪素化合物塩の測定濃度)/
内標準試薬の測定濃度))/((1− 比較例で得られ
た有機フッ素珪素化合物塩の測定濃度)/内標準試薬の
測定濃度)) 測定濃度:高速液体クロマトグラフィー測定での全成分
のエリア%の総計に対する各エリア%
[Table 1] * 1 Yield The weight of the salt of the organofluorine silicon compound obtained in Example was
The determination was made in comparison with the comparative example as in the following calculation formula. Yield = weight of organofluorine silicon compound salt obtained in Example / weight of organofluorine silicon compound salt obtained in Comparative Example * 2 Impurity amount, * 3 Impurity amount after ion exchange The yield of the salt and the salt of the organofluorine silicon compound after ion exchange was measured using high performance liquid chromatography, and using p-toluenesulfonic acid tetra-n-butylammonium salt as an internal standard reagent, the yield was calculated as follows. The determination was made in comparison with the comparative example. Impurity amount = ((1−concentration of organofluorine silicon compound salt obtained in Example) / concentration of internal standard reagent)) /
((1−measured concentration of organofluorine silicon compound salt obtained in Comparative Example) / measured concentration of internal standard reagent) Impurity amount after ion exchange = ((1−organic concentration after ion exchange obtained in Example) Measurement concentration of fluorine silicon compound salt) /
Measurement concentration of internal standard reagent)) / ((1−concentration of organofluorine silicon compound salt obtained in Comparative Example) / measurement concentration of internal standard reagent)) Measurement concentration: of all components in high performance liquid chromatography measurement Each area% to the total area%

【0100】また、実施例1〜6で得られた有機フッ素
珪素化合物のリチウム塩を使用し、図4に記載したコイ
ン型二次電池を作製して充放電を行った。以下で、電池
の各構成物の作製手順と、電池の組み立てについて説明
する。
Using the lithium salt of the organofluorine silicon compound obtained in Examples 1 to 6, a coin-type secondary battery shown in FIG. 4 was prepared and charged and discharged. Hereinafter, a procedure for manufacturing each component of the battery and an assembly of the battery will be described.

【0101】電解液の作製 実施例1〜6で得られた有機フッ素珪素化合物のリチウ
ム塩をそれぞれプロピレンカーボネート溶媒に溶かして
1M(mol/l)の電解液を作製した。
Preparation of Electrolyte Solution The lithium salts of the organofluorine silicon compounds obtained in Examples 1 to 6 were each dissolved in a propylene carbonate solvent to prepare a 1 M (mol / l) electrolyte solution.

【0102】正極403の作製 炭酸リチウムと炭酸コバルトを、1:2のモル比で混合
した後、800℃空気流で熱処理して、リチウム−コバ
ルト酸化物を調整した。このリチウム−コバルト酸化物
92%、アセチレンブラック炭素粉3%及びポリフッ化
ビニリデン粉5%をN−メチル−2−ピロリドンに添加
してペーストを調整し、エキスパンドメタル状のアルミ
ニウム箔である集電体に塗布乾燥した後、150℃で減
圧乾燥して正極403を作製した。
Preparation of Positive Electrode 403 After lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed at a molar ratio of 1: 2, the mixture was heat-treated in an air stream at 800 ° C. to prepare a lithium-cobalt oxide. A paste was prepared by adding 92% of this lithium-cobalt oxide, 3% of acetylene black carbon powder and 5% of polyvinylidene fluoride powder to N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a current collector which is an expanded metal aluminum foil. And dried under reduced pressure at 150 ° C. to produce a positive electrode 403.

【0103】負極402の作製 アルゴンガス気流中2000℃で熱処理した天然黒鉛の
微粉末95%及びポリフッ化ビニリデン粉5%N−メチ
ル−2−ピロリドンに添加してペーストを調整し、銅箔
である集電体に塗布乾燥した後、150℃で減圧乾燥し
て負極402を作製した。
Preparation of Negative Electrode 402 A paste was prepared by adding 95% of natural graphite fine powder and 5% of polyvinylidene fluoride powder N-methyl-2-pyrrolidone heat-treated at 2000 ° C. in an argon gas stream to prepare a copper foil. After coating and drying the current collector, the negative electrode 402 was formed by drying at 150 ° C. under reduced pressure.

【0104】セパレーター ポリエチレンの微孔セパレーターを用いた。Separator A polyethylene microporous separator was used.

【0105】電池の組み立て アルゴンガス雰囲気中で、負極402と正極403の間
に電解液を保液させたセパレーター407を挟み、チタ
ンクラッドのステンレススチール材の正極缶406に挿
入した。得られた正極缶406に、ポリプロピレンの絶
縁パッキング410とチタンクラッドのステンレススチ
ール材の負極キャップ405をかぶせ、かしめてリチウ
ム二次電池を得た。
Battery Assembly A separator 407 containing an electrolyte was sandwiched between a negative electrode 402 and a positive electrode 403 in an argon gas atmosphere, and inserted into a titanium-clad stainless steel positive electrode can 406. The obtained positive electrode can 406 was covered with an insulating packing 410 made of polypropylene and a negative electrode cap 405 made of a stainless steel material clad with titanium, and caulked to obtain a lithium secondary battery.

【0106】図2は、実施例1の有機フッ素珪素化合物
のリチウム塩を使用した二次電池の放電電流0.4mA時
の放電カーブであり、良好な充放電性能が得られた。な
お、他の実施例で得られた有機フッ素珪素化合物のリチ
ウム塩も実施例1同様の良好な充放電性能であった。
FIG. 2 is a discharge curve at a discharge current of 0.4 mA of the secondary battery using the lithium salt of the organofluorine silicon compound of Example 1, and good charge / discharge performance was obtained. In addition, the lithium salt of the organofluorine silicon compound obtained in the other Examples also had good charge / discharge performance similar to that of Example 1.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電解質の
製造方法によれば、充放電の繰り返しによる性能劣化の
少ない、サイクル寿命の長いリチウム二次電池を提供す
る電解質を、不純物が少なくかつ高収率で製造すること
が可能になる。
As described above, according to the method for producing an electrolyte of the present invention, the electrolyte for providing a lithium secondary battery having a long cycle life with little performance deterioration due to repeated charge and discharge is provided with a small amount of impurities and It becomes possible to produce in high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法の一態様を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating one embodiment of a manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の実施例において得られる電解質を使用
するリチウム二次電池の放電カーブを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a discharge curve of a lithium secondary battery using an electrolyte obtained in an example of the present invention.

【図3】本発明の製造方法で得られる電解質を使用する
リチウム二次電池の構造の一態様を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of a structure of a lithium secondary battery using an electrolyte obtained by the production method of the present invention.

【図4】単層式扁平形電池の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a single-layer flat battery.

【図5】スパイラル式円筒形電池の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a spiral cylindrical battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

301、402 負極 302 正極 303 電解質(電解液) 304 セパレーター 305 負極端子 306 正極端子 307 電池ハウジング 400、500 負極集電体 501 負極活物質 403、503 正極活物質 505 負極キャップ(負極端子) 506 正極缶(正極端子) 407、507 電解液を保持したセパレーター 410、510 絶縁パッキング 504 正極集電体 511 絶縁板 301, 402 Negative electrode 302 Positive electrode 303 Electrolyte (electrolyte) 304 Separator 305 Negative terminal 306 Positive terminal 307 Battery housing 400, 500 Negative current collector 501 Negative active material 403, 503 Positive active material 505 Negative cap (negative terminal) 506 Positive can (Positive electrode terminal) 407, 507 Separator holding electrolyte 410, 510 Insulating packing 504 Positive electrode current collector 511 Insulating plate

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非水溶媒を主成分とする溶媒中で、少な
くとも珪素元素及び炭素元素を含有する有機シラン化合
物と、フッ素化合物を反応させる工程を有することを特
徴とする、珪素元素、フッ素元素、炭素元素を含有する
有機フッ素珪素化合物の塩からなる電解質の製造方法。
1. A method comprising reacting an organic silane compound containing at least a silicon element and a carbon element with a fluorine compound in a solvent containing a non-aqueous solvent as a main component. And a method for producing an electrolyte comprising a salt of an organic fluorine silicon compound containing a carbon element.
【請求項2】 前記電解質が、リチウムイオンのインタ
ーカレート反応及びデインターカレート反応を充放電に
利用した二次電池に使用する電解質である請求項1記載
の電解質の製造方法。
2. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein the electrolyte is an electrolyte used for a secondary battery utilizing a charge / discharge of a lithium ion intercalation reaction and a deintercalation reaction.
【請求項3】 前記有機シラン化合物とフッ素化合物を
反応させる工程で有機フッ素珪素化合物の塩を合成する
請求項1又は2記載の電解質の製造方法。
3. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein a salt of the organofluorine silicon compound is synthesized in the step of reacting the organosilane compound with the fluorine compound.
【請求項4】 前記非水溶媒を主成分とする溶媒が、非
水溶媒を95重量%以上含有する溶媒である請求項1乃
至3のいずれかに記載の電解質の製造方法。
4. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein the solvent containing the non-aqueous solvent as a main component is a solvent containing 95% by weight or more of the non-aqueous solvent.
【請求項5】 前記非水溶媒を主成分とする溶媒が、前
記有機シラン化合物と前記フッ素化合物を溶かすことが
できる溶媒である請求項1乃至4のいずれかに記載の電
解質の製造方法。
5. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein the solvent containing the non-aqueous solvent as a main component is a solvent capable of dissolving the organic silane compound and the fluorine compound.
【請求項6】 前記非水溶媒を主成分とする溶媒が、溶
媒の温度が20℃のとき比誘電率3以上である請求項5
記載の電解質の製造方法。
6. The solvent containing a non-aqueous solvent as a main component has a relative dielectric constant of 3 or more when the temperature of the solvent is 20 ° C.
A method for producing the electrolyte according to the above.
【請求項7】 前記非水溶媒が、有機溶媒である請求項
1乃至6のいずれかに記載の電解質の製造方法。
7. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent is an organic solvent.
【請求項8】 前記非水溶媒が、エーテル類、ケトン
類、エステル類、アミド類、ニトリル類、アミン類、ハ
ロゲン化合物類、ニトロ化合物類、硫黄化合物類から選
ばれる少なくとも一種以上の非プロトン性溶媒である請
求項6記載の電解質の製造方法。
8. The non-aqueous solvent is at least one or more aprotic solvents selected from ethers, ketones, esters, amides, nitriles, amines, halogen compounds, nitro compounds and sulfur compounds. The method for producing an electrolyte according to claim 6, which is a solvent.
【請求項9】 前記フッ素化合物がフッ化物塩である請
求項1記載の電解質の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the fluorine compound is a fluoride salt.
【請求項10】 前記フッ化物塩がフッ化アンモニウム
塩である請求項9記載の電解質の製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein the fluoride salt is an ammonium fluoride salt.
【請求項11】 前記有機シラン化合物と前記フッ化ア
ンモニウム塩を反応させて有機フッ素珪素化合物のアン
モニウム塩を合成する請求項10記載の電解質の製造方
法。
11. The method for producing an electrolyte according to claim 10, wherein the organic silane compound is reacted with the ammonium fluoride salt to synthesize an ammonium salt of an organic fluorine silicon compound.
【請求項12】 前記合成した有機フッ素珪素化合物の
塩を中間生成物とし、次いで該塩のカチオンとアルカリ
金属カチオンとをイオン交換する工程を行うことを特徴
とする請求項3記載の電解質の製造方法。
12. The method for producing an electrolyte according to claim 3, wherein a step of ion-exchanging a cation of the salt with an alkali metal cation is performed, using the synthesized salt of the organic fluorine silicon compound as an intermediate product. Method.
【請求項13】 前記アルカリ金属カチオンがリチウム
イオンである請求項12記載の電解質の製造方法。
13. The method for producing an electrolyte according to claim 12, wherein the alkali metal cation is a lithium ion.
【請求項14】 前記イオン交換する工程が、カチオン
交換樹脂または膜で直接イオン交換する工程、カチオン
交換樹脂または膜で水素イオンと交換し次いで目的のカ
チオンで中和して交換する工程、目的とするイオンを含
有する塩と溶媒中で混ぜイオン強度または沈殿発生を利
用してカチオン交換する工程、から選ばれる一種以上の
工程である請求項12又は13記載の電解質の製造方
法。
14. The ion-exchange step is a step of directly exchanging ions with a cation-exchange resin or a membrane, a step of exchanging hydrogen ions with a cation-exchange resin or a membrane, and then neutralizing and exchanging with a desired cation. 14. The method for producing an electrolyte according to claim 12, wherein the method is one or more steps selected from a step of mixing in a solvent with a salt containing ions to be subjected to cation exchange utilizing ionic strength or generation of precipitation.
【請求項15】 前記有機シラン化合物が、珪素元素の
4個の置換基として、ハロゲン基、水酸基、アルコキシ
基、アシロキシ基、アレノキシ基、アミノ基、及び水素
から選ばれる置換基を1から3個持ち、かつ残りの置換
基としてアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を
持つ化合物である請求項1記載の電解質の製造方法。
15. The organic silane compound according to claim 1, wherein one or three substituents selected from a halogen group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, an arenoxy group, an amino group, and hydrogen are used as the four substituents of the silicon element. The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein the compound has a substituent selected from an alkyl group and an aryl group as the remaining substituents.
【請求項16】 前記有機シラン化合物が、珪素元素の
置換基として少なくとも1個以上のフェニル基を持つ有
機シラン化合物である請求項15記載の電解質の製造方
法。
16. The method for producing an electrolyte according to claim 15, wherein the organic silane compound is an organic silane compound having at least one phenyl group as a substituent of a silicon element.
【請求項17】 前記有機シラン化合物とフッ素化合物
を反応させる工程において有機フッ素珪素化合物の塩の
珪素元素の置換基としてのフッ素元素を3個以下に調整
する条件とする請求項1記載の電解質の製造方法。
17. The electrolyte according to claim 1, wherein in the step of reacting the organic silane compound and the fluorine compound, the number of fluorine elements as a substituent of the silicon element in the salt of the organic fluorine silicon compound is adjusted to three or less. Production method.
【請求項18】 少なくとも正極、負極、セパレータを
電池ハウジング内に収容した構造のリチウムイオンのイ
ンターカレート反応及びデインターカレート反応を充放
電に利用した二次電池の製造方法であって、請求項1乃
至17のいずれかいに記載の方法により得られた電解質
を電池ハウジング内に配置する工程を有する二次電池の
製造方法。
18. A method for manufacturing a secondary battery, wherein at least a positive electrode, a negative electrode, and a separator are housed in a battery housing, wherein a lithium ion intercalation reaction and a deintercalation reaction are used for charging and discharging. Item 18. A method for manufacturing a secondary battery, comprising a step of disposing an electrolyte obtained by the method according to any one of Items 1 to 17 in a battery housing.
JP27158698A 1997-09-25 1998-09-25 Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery Expired - Fee Related JP3428910B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27158698A JP3428910B2 (en) 1997-09-25 1998-09-25 Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-259996 1997-09-25
JP25999697 1997-09-25
JP27158698A JP3428910B2 (en) 1997-09-25 1998-09-25 Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11162508A true JPH11162508A (en) 1999-06-18
JP3428910B2 JP3428910B2 (en) 2003-07-22

Family

ID=26544394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27158698A Expired - Fee Related JP3428910B2 (en) 1997-09-25 1998-09-25 Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3428910B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277525B1 (en) * 1997-09-25 2001-08-21 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery
EP1162682A1 (en) * 2000-06-07 2001-12-12 MERCK PATENT GmbH Silane compounds as additives in electrolytes of electrochemical cells
EP1391003A1 (en) * 2001-05-22 2004-02-25 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
EP1393401A1 (en) * 2001-05-22 2004-03-03 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
KR100446928B1 (en) * 2001-05-15 2004-09-01 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 Lithium secondary battery
JP2006505120A (en) * 2002-10-31 2006-02-09 ハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ・ゼールツェ・ゲーエムベーハー Direct production method of tetraalkylammonium tetrafluoroborate-containing electrolyte composition
US7169510B2 (en) * 2002-07-05 2007-01-30 Denso Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous secondary battery using the same
US7244531B2 (en) 2002-11-16 2007-07-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte and lithium battery using the same
CN100433444C (en) * 2001-05-11 2008-11-12 三星Sdi株式会社 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
JP2019102355A (en) * 2017-12-06 2019-06-24 国立大学法人豊橋技術科学大学 Method for manufacturing ion conductor for solid electrolyte
CN114709479A (en) * 2022-04-02 2022-07-05 远景动力技术(江苏)有限公司 Non-aqueous electrolyte and lithium ion battery thereof

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277525B1 (en) * 1997-09-25 2001-08-21 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery
EP1162682A1 (en) * 2000-06-07 2001-12-12 MERCK PATENT GmbH Silane compounds as additives in electrolytes of electrochemical cells
CN100433444C (en) * 2001-05-11 2008-11-12 三星Sdi株式会社 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
US7074523B2 (en) 2001-05-15 2006-07-11 Hitachi, Ltd. Lithium secondary battery
KR100446928B1 (en) * 2001-05-15 2004-09-01 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 Lithium secondary battery
EP1393401A4 (en) * 2001-05-22 2007-05-23 Lg Chemical Ltd Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
EP1393401A1 (en) * 2001-05-22 2004-03-03 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
EP1391003A1 (en) * 2001-05-22 2004-02-25 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
EP1391003A4 (en) * 2001-05-22 2009-01-14 Lg Chemical Ltd Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
US7901813B2 (en) 2001-05-22 2011-03-08 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
US7169510B2 (en) * 2002-07-05 2007-01-30 Denso Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous secondary battery using the same
JP2006505120A (en) * 2002-10-31 2006-02-09 ハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ・ゼールツェ・ゲーエムベーハー Direct production method of tetraalkylammonium tetrafluoroborate-containing electrolyte composition
US7244531B2 (en) 2002-11-16 2007-07-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte and lithium battery using the same
EP1420475A3 (en) * 2002-11-16 2007-11-07 Samsung SDI Co. Ltd. Non-aqueous electrolyte and lithium battery using the same
JP2019102355A (en) * 2017-12-06 2019-06-24 国立大学法人豊橋技術科学大学 Method for manufacturing ion conductor for solid electrolyte
CN114709479A (en) * 2022-04-02 2022-07-05 远景动力技术(江苏)有限公司 Non-aqueous electrolyte and lithium ion battery thereof
CN114709479B (en) * 2022-04-02 2024-06-25 远景动力技术(江苏)有限公司 Nonaqueous electrolyte and lithium ion battery thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3428910B2 (en) 2003-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3048899B2 (en) Lithium secondary battery
JP5604105B2 (en) Non-aqueous electrolyte additive and secondary battery using the same
JP5544748B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes using the same, and nonaqueous electrolyte batteries
JP5277550B2 (en) Method for producing lithium difluorophosphate and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP5125379B2 (en) Electrolytic solution for lithium secondary battery containing benzenesulfonic acid ester, and lithium secondary battery using the same
JP7005587B2 (en) Non-aqueous electrolyte composition
JPH08213053A (en) Lithium secondary battery
JP3428910B2 (en) Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery
US6277525B1 (en) Method for producing electrolyte and method for producing secondary battery
JP5516673B2 (en) Benzenesulfonic acid ester, electrolytic solution for lithium secondary battery using the same, and lithium secondary battery using the same
JP5552088B2 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery containing benzodioxadithiepine derivative
JP5674600B2 (en) Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery containing cyclic sulfone compound, and lithium secondary battery
JP2021096907A (en) Method for manufacturing lithium ion battery
JP3730855B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP6270634B2 (en) Active material, sodium ion battery and lithium ion battery using the same
EP3244472A1 (en) Composites comprising hollow microspheres of a vanadium oxide for lithium sulfur cells
JP2010238385A (en) Nonaqueous electrolyte for secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4861671B2 (en) Lithium salt and its use
JP3730860B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
TW202122378A (en) Composition
JP3730861B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP2004146071A (en) Electrolyte for electrochemical device, its electrolyte solution or solid electrolyte and battery
KR102537230B1 (en) Lithium battery
JP4126781B2 (en) 1-sulfonylpyrazole derivative and method for producing the same
JP3730856B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030422

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees