JPWO2007086518A1 - Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery - Google Patents

Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JPWO2007086518A1
JPWO2007086518A1 JP2007556022A JP2007556022A JPWO2007086518A1 JP WO2007086518 A1 JPWO2007086518 A1 JP WO2007086518A1 JP 2007556022 A JP2007556022 A JP 2007556022A JP 2007556022 A JP2007556022 A JP 2007556022A JP WO2007086518 A1 JPWO2007086518 A1 JP WO2007086518A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
electrolyte
film
weight
group
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
JP2007556022A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5145941B2 (en
Inventor
西村 浩一
浩一 西村
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.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
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 Zeon Corp filed Critical Zeon Corp
Priority to JP2007556022A priority Critical patent/JP5145941B2/en
Publication of JPWO2007086518A1 publication Critical patent/JPWO2007086518A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5145941B2 publication Critical patent/JP5145941B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122Ionic conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406Moulding; Embossing; Cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497Ionic conductivity
    • 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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

式:M(OR1)(OR2)(OR3)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物を含有してなる二次電池用電解質組成物。式中、Mは周期表3B族元素;R1、R2およびR3の一つまたは二つは−(CH2CH2O)nR4を、残りの二つまたは一つは−Si(R5)(R6)(R7)を表す。R4はアルキル、アルケニル、フェニルまたはアルキルフェニル; R5、R6およびR7はアルキル、アルケニル、フェニルもしくはアルキルフェニル、アルキルオキシ、アルケニルオキシ、フェニルオキシ、アルキルフェニルオキシ、フルオロアルキル、アクリロキシアルキル、メタクリロキシアルキルまたは窒素含有アルキレンであり、nは1〜50の整数である。この電解質組成物を成形してなる電解質フィルムを有する二次電池は、安定して高容量を示す。An electrolyte composition for a secondary battery comprising an organic compound represented by the formula: M (OR1) (OR2) (OR3), an ion conductive polymer, and an electrolyte salt compound. Wherein M is a group 3B element of the periodic table; one or two of R1, R2 and R3 is-(CH2CH2O) nR4, and the other two or one is -Si (R5) (R6) (R7). To express. R4 is alkyl, alkenyl, phenyl or alkylphenyl; R5, R6 and R7 are alkyl, alkenyl, phenyl or alkylphenyl, alkyloxy, alkenyloxy, phenyloxy, alkylphenyloxy, fluoroalkyl, acryloxyalkyl, methacryloxyalkyl or Nitrogen-containing alkylene, n is an integer of 1-50. A secondary battery having an electrolyte film formed by molding the electrolyte composition stably exhibits a high capacity.

Description

本発明はイオン伝導度および輸率の高い成形体を与える二次電池用電解質組成物、該組成物からなる電解質フィルムおよび該電解質フィルムを含有してなる二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte composition for a secondary battery that gives a molded article having a high ion conductivity and a high transport number, an electrolyte film comprising the composition, and a secondary battery containing the electrolyte film.

リチウム電池に代表される二次電池は、携帯電話、ノート型パソコンなどモバイル機器を始め、小型の電気機器の電源としてなくてはならない存在になっている。近年、二次電池が有する、電解質溶液の液漏れや蒸発などの欠点を克服するため、高分子固体電解質を使用する二次電池の開発が進められている。特に、エチレンオキサイド-プロピレンオキサイド共重合体などのポリエーテル系重合体からなるフィルムは、リチウム塩化合物のような電解質塩化合物が可溶なため、二次電池用のイオン伝導性を有する固体電解質として期待されている。しかしながら、この電解質フィルムのイオン伝導性はまだ不十分である。また、電解質フィルムの表裏面にそれぞれ積層される正極フィルムおよび負極フィルムとの密着性に欠けるため、初期容量が低いなど、その電池特性が劣るという問題がある。   Secondary batteries typified by lithium batteries are indispensable as power sources for small electric devices such as mobile phones and notebook personal computers. In recent years, secondary batteries using solid polymer electrolytes have been developed in order to overcome the drawbacks of secondary batteries such as leakage of electrolyte solution and evaporation. In particular, a film made of a polyether-based polymer such as an ethylene oxide-propylene oxide copolymer is soluble in an electrolyte salt compound such as a lithium salt compound. Therefore, as a solid electrolyte having ion conductivity for a secondary battery. Expected. However, the ionic conductivity of this electrolyte film is still insufficient. Moreover, since the adhesiveness with the positive electrode film and negative electrode film which are each laminated | stacked on the front and back of an electrolyte film is lacking, there exists a problem that the battery characteristic is inferior, such as low initial capacity.

これらの問題に対して、特許文献1は、アルキレンオキサイド繰り返し単位を有するホウ酸エステル化合物、イオン性化合物およびエチレングリコールを側鎖に有するアクリレート単量体を混合した後、単量体を重合することにより得られる電解質フィルムを提案した。しかし、このフィルムは依然として正極フィルムおよび負極フィルムとの密着性が不十分で、これを用いた電池は初期容量の変動が大きく、しかもフィルム厚みが0.5mmと厚いため、フィルムの平滑性が低下し、電気化学的に不均質で、電池の出力が低くなるという問題を有する。 In response to these problems, Patent Document 1 discloses that a monomer is polymerized after mixing a borate ester compound having an alkylene oxide repeating unit, an ionic compound, and an acrylate monomer having ethylene glycol in the side chain. The electrolyte film obtained by the above was proposed. However, this film still has insufficient adhesion to the positive electrode film and the negative electrode film, and the battery using this film has a large initial capacity fluctuation and the film thickness is as thick as 0.5 mm, so the smoothness of the film is lowered. However, it is electrochemically inhomogeneous and has a problem of low battery output.

特許文献2は、(メタ)アクリロイル基を有するアルキレンオキサイド繰り返し単位含有ホウ素化合物をラジカル重合開始剤および電解質塩化合物の共存下でフッ素樹脂製ボートに流し込んで重合してイオン伝導性の高い電解質フィルムを得ることを報じた。しかし、このフィルムも上記と同様の理由で、電池の出力が改善されたとは言えない。
特許文献3は架橋性基含有モノマー、分子構造中にホウ素原子を有するポリエーテルおよび電解質塩化合物の混合液をステンレス箔上に広げて電子線照射して得られる、輸率の高い、厚み95μmの高分子固体電解質を開示した。しかしながら、このフィルムを用いてもフィルムの平滑性の低下に起因する電池出力の問題は上記二者と全く同様で未解決である。
また、上記3つの特許文献に記載される電解質フィルムは、いずれも、正極フィルムや負極フィルムとの積層時の密着性は不十分である。
In Patent Document 2, an alkylene oxide repeating unit-containing boron compound having a (meth) acryloyl group is poured into a fluororesin boat in the presence of a radical polymerization initiator and an electrolyte salt compound to polymerize the electrolyte film with high ion conductivity. Reported to get. However, this film cannot be said to have improved battery output for the same reason as described above.
Patent Document 3 discloses a crosslinkable group-containing monomer, a mixture of a polyether having a boron atom in the molecular structure, and an electrolyte salt compound spread on a stainless steel foil and irradiated with an electron beam. A solid polymer electrolyte has been disclosed. However, even if this film is used, the problem of the battery output due to the decrease in the smoothness of the film is exactly the same as the above two and is still unsolved.
Moreover, as for the electrolyte film described in said three patent documents, all have the adhesiveness at the time of lamination | stacking with a positive electrode film or a negative electrode film.

特開2001-155771号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-155571 特開2004-182982号公報JP 2004-182982 A 特開2003-92138号公報JP 2003-92138 A

本発明の目的は、イオン伝導度および輸率が高く、層間密着性に優れるフィルムを与える二次電池用電解質組成物;該組成物からなる電解質フィルム;および該電解質フィルムを有することにより安定して高容量を示す二次電池を提供することにある。   An object of the present invention is to stably provide an electrolyte composition for a secondary battery that gives a film having high ionic conductivity and transport number and excellent interlayer adhesion; an electrolyte film comprising the composition; and the electrolyte film. The object is to provide a secondary battery exhibiting a high capacity.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、特定化学構造を有する有機化合物を含有する電解質組成物からなる電解質フィルム、並びに、該フィルムおよび好ましくは該組成物を含有する正極フィルムを構成要素に持つ二次電池により上記課題が解決されることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made an electrolyte film comprising an electrolyte composition containing an organic compound having a specific chemical structure, and the film and preferably a positive electrode film containing the composition Based on this finding, the present inventors have completed the present invention.

かくして、本発明によれば下記1〜21に列挙する二次電池用電解質組成物、電解質フィルム、正極形成用組成物、正極フィルム、および二次電池が提供される。
1.下記一般式(1)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物を含有してなる二次電池用電解質組成物。
M(OR1)(OR2)(OR3) (1)
式中、Mは周期表3B族元素;
1、R2およびR3の一つまたは二つは−(CH2CH2O)n4を、残りの二つまたは一つは−Si(R5)(R6)(R7)を表す。
4はアルキル基、アルケニル基、フェニル基またはアルキルフェニル基;
5、R6およびR7はアルキル基、アルケニル基、フェニル基もしくはアルキルフェニル基、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、フェニルオキシ基、アルキルフェニルオキシ基、フルオロアルキル基、アクリロキシアルキル基、メタクリロキシアルキル基または窒素含有アルキレン基;
nは1〜50の整数である。
Thus, according to the present invention, there are provided secondary battery electrolyte compositions, electrolyte films, positive electrode forming compositions, positive electrode films, and secondary batteries listed in the following 1-21.
1. An electrolyte composition for a secondary battery comprising an organic compound represented by the following general formula (1), an ion conductive polymer and an electrolyte salt compound.
M (OR 1 ) (OR 2 ) (OR 3 ) (1)
Where M is a periodic table group 3B element;
One or two of R 1 , R 2 and R 3 is — (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and the other two or one is —Si (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). Represents.
R 4 represents an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group or an alkylphenyl group;
R 5 , R 6 and R 7 are alkyl group, alkenyl group, phenyl group or alkylphenyl group, alkyloxy group, alkenyloxy group, phenyloxy group, alkylphenyloxy group, fluoroalkyl group, acryloxyalkyl group, methacryloxy An alkyl group or a nitrogen-containing alkylene group;
n is an integer of 1-50.

2.一般式(1)で示される有機化合物および電解質塩化合物の含有量が、イオン伝導性高分子100重量部あたり、それぞれ、10〜400重量部および5〜70重量部である上記1に記載の二次電池用電解質組成物。
3.一般式(1)におけるMがホウ素またはアルミニウムである上記1または2に記載の二次電池用電解質組成物。
4.一般式(1)で示される有機化合物が、式M(OR8)(OR9)OHで表される化合物中の全ての−OH基を−OSi(R5)(R6)(R7)に置換したものである上記1〜3のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
ここで、R8は(CH2CH2O)n4を、R9はHまたは(CH2CH2O)n4をそれぞれ表す。
2. The content of the organic compound and the electrolyte salt compound represented by the general formula (1) is 10 to 400 parts by weight and 5 to 70 parts by weight, respectively, per 100 parts by weight of the ion conductive polymer. An electrolyte composition for a secondary battery.
3. 3. The secondary battery electrolyte composition according to 1 or 2 above, wherein M in the general formula (1) is boron or aluminum.
4). The organic compound represented by the general formula (1) converts all —OH groups in the compound represented by the formula M (OR 8 ) (OR 9 ) OH to —OSi (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). 4. The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of 1 to 3 above, wherein
Here, R 8 represents (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and R 9 represents H or (CH 2 CH 2 O) n R 4 .

5.イオン伝導性高分子が、主鎖または側鎖にアルキレンオキサイド構造またはカーボネート構造を有する有機高分子である上記1〜4のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
6.前記イオン伝導性高分子がエチレンオキサイドの繰り返し単位を50〜100モル%およびエチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体の繰り返し単位を50〜0モル%有する重合体である上記1〜5のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
5. 5. The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of 1 to 4 above, wherein the ion conductive polymer is an organic polymer having an alkylene oxide structure or a carbonate structure in the main chain or side chain.
6). 1 to 5 above, wherein the ion conductive polymer is a polymer having 50 to 100 mol% of ethylene oxide repeating units and 50 to 0 mol% of repeating units of other oxirane monomers copolymerizable with ethylene oxide. The electrolyte composition for secondary batteries in any one of.

7.エチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体が、炭素数3〜20のアルキレンオキサイド、炭素数4〜10のグリシジルエーテル、芳香族ビニル化合物のオキシド、および、これらのオキシラン単量体に架橋性の官能基を導入した架橋性オキシラン単量体の中から選ばれる少なくとも一種である上記6に記載の二次電池用電解質組成物。
8.イオン伝導性高分子の重量平均分子量(Mw)が、5,000〜5,000,000の範囲である上記1〜7のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
7). Other oxirane monomers copolymerizable with ethylene oxide are alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms, glycidyl ethers having 4 to 10 carbon atoms, oxides of aromatic vinyl compounds, and crosslinking to these oxirane monomers. 7. The electrolyte composition for a secondary battery as described in 6 above, which is at least one selected from crosslinkable oxirane monomers into which a functional group is introduced.
8). 8. The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of 1 to 7 above, wherein the weight average molecular weight (Mw) of the ion conductive polymer is in the range of 5,000 to 5,000,000.

9.さらに、フュームドシリカを、イオン伝導性高分子100重量部に対して、3〜50重量部含有してなる上記1〜8のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
10.さらに、一般式(1)におけるR1、R2およびR3が−(CH2CH2O)n4であるトリエステル化合物を、イオン伝導性高分子100重量部に対して、2〜80重量部含有してなる上記1〜9のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
9. Furthermore, the electrolyte composition for secondary batteries in any one of said 1-8 formed by containing 3-50 weight part of fumed silica with respect to 100 weight part of ion conductive polymers.
10. Furthermore, the triester compound in which R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) are — (CH 2 CH 2 O) n R 4 is added in an amount of 2 to 80 with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. The electrolyte composition for secondary batteries according to any one of 1 to 9 above, which is contained by weight.

11.さらに、下記一般式
4(OCH2CH2n−Si(R5)(R6)(R7
で表される化合物を、イオン伝導性高分子100重量部に対して、5〜100重量部含有してなる上記1〜10のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
12.さらに、架橋剤を、前記イオン伝導性高分子100重量部に対して、0.1〜10重量部含有してなる上記1〜11のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
11. Furthermore, the following general formula R 4 (OCH 2 CH 2) n -Si (R 5) (R 6) (R 7)
The electrolyte composition for secondary batteries in any one of said 1-10 formed by containing 5-100 weight part of compounds represented by these with respect to 100 weight part of ion conductive polymers.
12 Furthermore, the electrolyte composition for secondary batteries in any one of said 1-11 formed by containing 0.1-10 weight part of crosslinking agents with respect to 100 weight part of said ion conductive polymers.

13.上記1〜12のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物を成形してなる、または成形および架橋してなる電解質フィルム。
14.上記1〜12のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物、正極活物質、および導電性付与剤を含有してなる正極形成用組成物。
15.導電性付与剤が、平均粒径10〜80nmを有するカーボン粒子である上記14に記載の正極形成用組成物。
13. The electrolyte film formed by shape | molding the electrolyte composition for secondary batteries in any one of said 1-12, or shape | molding and bridge | crosslinking.
14 The composition for positive electrode formation containing the electrolyte composition for secondary batteries in any one of said 1-12, a positive electrode active material, and an electroconductivity imparting agent.
15. 15. The composition for forming a positive electrode according to 14 above, wherein the conductivity imparting agent is carbon particles having an average particle diameter of 10 to 80 nm.

16.導電性付与剤の量が、正極活物質100重量部に対して1〜30重量部である上記14または15に記載の正極形成用組成物。
17.正極活物質の量と、二次電池用電解質組成物中の一般式(1)で表される有機化合物の量との割合は、正極活物質100重量部に対して、該有機化合物の量が5〜100重量部である上記14〜16のいずれかに記載の正極形成用組成物。
16. 16. The composition for forming a positive electrode according to 14 or 15 above, wherein the amount of the conductivity imparting agent is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material.
17. The ratio between the amount of the positive electrode active material and the amount of the organic compound represented by the general formula (1) in the secondary battery electrolyte composition is such that the amount of the organic compound is 100 parts by weight of the positive electrode active material. The composition for positive electrode formation in any one of said 14-16 which is 5-100 weight part.

18.正極活物質の量と、二次電池用電解質組成物中のイオン伝導性高分子の量との割合は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、正極活物質の量が10〜5,000重量部である上記14〜17のいずれかに記載の正極形成用組成物。
19.上記14〜17のいずれかに記載の正極形成用組成物を成形してなる正極フィルム。
20.上記13に記載の電解質フィルムを構成要素に有する二次電池。
18. The ratio of the amount of the positive electrode active material to the amount of the ion conductive polymer in the electrolyte composition for secondary batteries is such that the amount of the positive electrode active material is 10 to 5, with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. The composition for positive electrode formation in any one of said 14-17 which is 000 weight part.
19. 18. A positive electrode film obtained by molding the positive electrode forming composition as described in any one of 14 to 17 above.
20. 14. A secondary battery having the electrolyte film according to 13 above as a constituent element.

21.上記19に記載の正極フィルムおよび上記13に記載の電解質フィルムの積層体を構成要素に有する二次電池。
22.上記13に記載の電解質フィルムの片面に正極フィルム、他の片面に負極フィルムを重ねた構造の積層体に対して、正極フィルム面側に正極集電体を、負極フィルム側に負極集電体をそれぞれ配置して構成されてなる二次電池。
21. 20. A secondary battery having a laminate of the positive electrode film described in 19 and the electrolyte film described in 13 above as constituent elements.
22. The positive electrode current collector is provided on the positive electrode film surface side, and the negative electrode current collector is provided on the negative film side with respect to the laminate having a structure in which the positive electrode film is laminated on one side of the electrolyte film and the negative electrode film is laminated on the other side. Secondary batteries that are arranged and configured.

本発明により、イオン伝導度および輸率が高く、層間密着性に優れるフィルムを与える二次電池用電解質組成物、該組成物からなる電解質フィルム、該電解質フィルムを有することにより安定して高容量を示す二次電池が提供される。
According to the present invention, an electrolyte composition for a secondary battery that gives a film having high ionic conductivity and transport number and excellent interlayer adhesion, an electrolyte film comprising the composition, and having a high capacity stably by having the electrolyte film. A secondary battery as shown is provided.

本発明の二次電池用電解質組成物は、下記一般式(1)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物を含有してなるものである。
M(OR1)(OR2)(OR3) (1)
Mは周期表3B族元素;R1、R2およびR3の一つまたは二つは(CH2CH2O)n4を、残りの二つまたは一つはSi(R5)(R6)(R7)を表す。ここで、R4はアルキル基、アルケニル基、フェニル基またはアルキルフェニル基;R5、R6およびR7はアルキル基、アルケニル基、フェニル基もしくはアルキルフェニル基、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、フェニルオキシ基、アルキルフェニルオキシ基、フルオロアルキル基、アクリロキシアルキル基、メタクリロキシアルキル基または窒素含有アルキレン基;nは1〜50の整数;である。
The electrolyte composition for secondary batteries of the present invention comprises an organic compound represented by the following general formula (1), an ion conductive polymer, and an electrolyte salt compound.
M (OR 1 ) (OR 2 ) (OR 3 ) (1)
M is a group 3B element of the periodic table; one or two of R 1 , R 2 and R 3 is (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and the other two or one is Si (R 5 ) (R 6 ) represents (R 7 ). R 4 is an alkyl group, alkenyl group, phenyl group or alkylphenyl group; R 5 , R 6 and R 7 are alkyl group, alkenyl group, phenyl group or alkylphenyl group, alkyloxy group, alkenyloxy group, phenyl An oxy group, an alkylphenyloxy group, a fluoroalkyl group, an acryloxyalkyl group, a methacryloxyalkyl group, or a nitrogen-containing alkylene group; n is an integer of 1 to 50;

前記一般式(1)におけるMとしては、3B族元素の中でもホウ素およびアルミニウムが好ましい。ホウ素が最も好ましい。   As M in the general formula (1), boron and aluminum are preferable among the group 3B elements. Boron is most preferred.

前記一般式(1)で示される有機化合物は、イオン伝導性高分子に溶解して可塑剤の作用を発現することにより成形体をしなやかにし、後述の電解質フィルムの表面に積層される正極フィルムとの密着性を向上させ、また、裏面に負極フィルムを積層するときにもその密着性を改善させる。さらに、電解質フィルム内のイオン移動度を向上させる作用を有する。   The organic compound represented by the general formula (1) is a positive electrode film that is dissolved in an ion conductive polymer to make a molded body flexible by expressing the action of a plasticizer, and is laminated on the surface of an electrolyte film described later. The adhesion is also improved when a negative electrode film is laminated on the back surface. Furthermore, it has the effect | action which improves the ion mobility in an electrolyte film.

前記一般式(1)で示される有機化合物の調製方法は限定されないが、第一反応で金属酸化物〔M23〕または金属トリアルキルエステル〔M-(OR)3〕と、アルコキシポリエチレングリコール〔R'(OCH2CH2)nOH〕と、から中間生成物M(OR8)(OR9)OHを合成し、次いで第二反応として、該中間生成物の-OH基に微量の水の存在下で(R10)Si(R5)(R6)(R7)を作用させて、全ての-OH基を-OSi(R5)(R6)(R7)に置換する過程を採ることが好ましい。ここで、RとR'は、炭素数1〜30のアルキル基であり、R8は(CH2CH2O)n4であり、R9はHまたは(CH2CH2O)n4である。前記アルコキシポリエチレングリコールの分子量は、150〜1,500が好ましく、200〜1,300がより好ましく、250〜1,200が特に好ましい。R4、R9および整数nは、用いる前記アルコキシポリエチレングリコールの種類により適宜調整することができる。nは1〜50の整数であり、4〜29の整数が好ましく、5〜27の整数がより好ましい。Although the preparation method of the organic compound represented by the general formula (1) is not limited, the metal oxide [M 2 O 3 ] or the metal trialkyl ester [M- (OR) 3 ] and alkoxy polyethylene glycol are used in the first reaction. An intermediate product M (OR 8 ) (OR 9 ) OH is synthesized from [R ′ (OCH 2 CH 2 ) nOH] and then, as a second reaction, a small amount of water is added to the —OH group of the intermediate product. A process in which (R 10 ) Si (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ) is allowed to act in the presence to replace all —OH groups with —OSi (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). It is preferable to take. Here, R and R ′ are alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, R 8 is (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and R 9 is H or (CH 2 CH 2 O) n R 4 . The molecular weight of the alkoxy polyethylene glycol is preferably 150 to 1,500, more preferably 200 to 1,300, and particularly preferably 250 to 1,200. R 4 , R 9 and integer n can be appropriately adjusted depending on the type of the alkoxy polyethylene glycol used. n is an integer of 1 to 50, preferably an integer of 4 to 29, and more preferably an integer of 5 to 27.

また、R5、R6およびR7は、アルキル基、アルケニル基、フェニル基もしくはアルキルフェニル基、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、フェニルオキシ基、アルキルフェニルオキシ基、フルオロアルキル基、アクリロキシアルキル基、メタクリロキシアルキル基または窒素含有アルキレン基から選ばれ、好ましくはアルキルオキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
10はアルキル基、アルキルフェニル基、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、フェニルオキシ基またはアルキルフェニルオキシ基が好ましく、アルキル基、アルキルフェニル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。
ここで、上記R5、R6、R7およびR10中のアルキル基およびアルケニル基の炭素数は、1〜20である。
R 5 , R 6 and R 7 are an alkyl group, alkenyl group, phenyl group or alkylphenyl group, alkyloxy group, alkenyloxy group, phenyloxy group, alkylphenyloxy group, fluoroalkyl group, acryloxyalkyl group , A methacryloxyalkyl group or a nitrogen-containing alkylene group, preferably an alkyloxy group, particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
R 10 is preferably an alkyl group, an alkylphenyl group, an alkyloxy group, an alkenyloxy group, a phenyloxy group or an alkylphenyloxy group, more preferably an alkyl group or an alkylphenyl group, and particularly preferably an alkyl group.
Here, the R 5, R 6, carbon atoms in the alkyl group and alkenyl group in R 7 and R 10 is 1-20.

また、この置換反応は、イオン伝導性高分子および/または電解質塩化合物の混合と同時に行ってもよい。その具体的方法としては、イオン伝導性高分子に、前記中間生成物であるM(OR8)(OR9)OHと、前記(R10)Si(R5)(R6)(R7)と、を配合し、次いで混練しながら前記置換反応を進行させる方法、前期配合時に電解質塩化合物をさらに配合し、次いで混練しながら前記置換反応を進行させる方法など、が挙げられる。Further, this substitution reaction may be performed simultaneously with the mixing of the ion conductive polymer and / or the electrolyte salt compound. As a specific method thereof, an ion-conductive polymer is combined with M (OR 8 ) (OR 9 ) OH as the intermediate product and (R 10 ) Si (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). And the method of allowing the substitution reaction to proceed while kneading, and the method of further blending the electrolyte salt compound during the previous compounding and then allowing the substitution reaction to proceed while kneading.

本発明の二次電池用電解質組成物における前記一般式(1)で示される有機化合物の含有量は、イオン伝導性高分子100重量部あたり、好ましくは10〜400重量部、より好ましくは15〜250重量部、特に好ましくは20〜200重量部である。
該有機化合物の含有量が少なすぎると、得られる電解質フィルムは所望のイオン伝導度および輸率を有することができず、また正極フィルムや負極フィルムとの層間密着性に劣るおそれがある。逆に、多すぎると、電解質フィルムは剛性が低下するため自立性に劣り、また粘着性が大きくなる可能性がある。
The content of the organic compound represented by the general formula (1) in the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention is preferably 10 to 400 parts by weight, more preferably 15 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the ion conductive polymer. 250 parts by weight, particularly preferably 20 to 200 parts by weight.
When there is too little content of this organic compound, the obtained electrolyte film cannot have desired ionic conductivity and a transport number, and there exists a possibility that it may be inferior to the interlayer adhesiveness with a positive electrode film or a negative electrode film. On the other hand, if the amount is too large, the electrolyte film has low rigidity, so that it is inferior in its self-supporting property and may have increased adhesiveness.

本発明で使用するイオン伝導性高分子は、特に限定されず、一般にイオン伝導性が認められる高分子であればいずれも使用できる。イオン伝導性高分子の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000〜5,000,000、より好ましくは10,000〜2,000,000、特に好ましくは20,000〜1,000,000の範囲である。Mwが低すぎると得られる電解質フィルムの強度が弱くなるおそれがある。逆に、高すぎると混練加工時の粘度が高くて生産性の低下を引き起こす可能性がある。   The ion conductive polymer used in the present invention is not particularly limited, and any polymer can be used as long as it generally has ion conductivity. The weight average molecular weight (Mw) of the ion conductive polymer is preferably 5,000 to 5,000,000, more preferably 10,000 to 2,000,000, particularly preferably 20,000 to 1,000,000. 000 range. If Mw is too low, the strength of the obtained electrolyte film may be weakened. On the other hand, if it is too high, the viscosity at the time of kneading may be high, which may cause a decrease in productivity.

かかるイオン伝導性高分子の構造としては、特に限定されないが、主鎖または側鎖にアルキレンオキサイド構造またはカーボネート構造を有する有機高分子が好ましい。
主鎖にアルキレンオキサイド構造を有する有機高分子の例としては、ポリエーテル系重合体が挙げられる。主鎖にカーボネート構造を有する有機高分子の例としては、アルキレンカーボネード系重合体が挙げられる。側鎖にアルキレンオキサイド構造を有する有機高分子の例としては、アルコキシポリエチレングリコールメタクリレートの重合体やフェノキシポリエチレングリコールアクリレートの重合体などが挙げられる。側鎖にカーボネート構造を有する有機高分子の例としては、ビニレンカーボネード系重合体、ビニルエチレンカーボネート系重合体、エチレンカーボネートメタクリレート系重合体などが挙げられる。
これらの種々のイオン伝導性高分子の中でも主鎖にアルキレンオキサイド構造またはカーボネート構造を有する有機高分子が好ましい。
The structure of the ion conductive polymer is not particularly limited, but an organic polymer having an alkylene oxide structure or a carbonate structure in the main chain or side chain is preferable.
Examples of the organic polymer having an alkylene oxide structure in the main chain include polyether polymers. Examples of the organic polymer having a carbonate structure in the main chain include alkylene carbonate-based polymers. Examples of the organic polymer having an alkylene oxide structure in the side chain include a polymer of alkoxy polyethylene glycol methacrylate and a polymer of phenoxy polyethylene glycol acrylate. Examples of the organic polymer having a carbonate structure in the side chain include vinylene carbonate-based polymers, vinyl ethylene carbonate-based polymers, ethylene carbonate methacrylate-based polymers, and the like.
Among these various ion conductive polymers, organic polymers having an alkylene oxide structure or a carbonate structure in the main chain are preferable.

ポリエーテル系重合体としては、オキシラン単量体を開環重合して得られるアルキレンオキサイド繰り返し単位を主構造単位とするものであれば限定されないが、エチレンオキサイドと、これと共重合可能な他のオキシラン単量体との共重合体が好ましい。少なくともエチレンオキサイド単量体を一成分として用いた重合体を成形して得られる電解質フィルムは機械的強度に優れる。
好ましいポリエーテル系重合体中のエチレンオキサイド単量体(a)の繰り返し単位と、エチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体(b)の繰り返し単位との比は、好ましくは50〜100モル%対0〜50モル%、より好ましくは85〜99モル%対15〜1モル%、特に好ましくは90〜99モル%対10〜1モル%である。エチレンオキサイド単量体(a)単位含有量が少なすぎると、電解質フィルムが冷却ロールなどに粘着し易くなるおそれがある。
The polyether polymer is not limited as long as it has an alkylene oxide repeating unit obtained by ring-opening polymerization of an oxirane monomer as a main structural unit. However, ethylene oxide and other copolymerizable with ethylene oxide can be used. A copolymer with an oxirane monomer is preferred. An electrolyte film obtained by molding a polymer using at least an ethylene oxide monomer as one component is excellent in mechanical strength.
The ratio of the repeating unit of the ethylene oxide monomer (a) in the preferred polyether polymer to the repeating unit of the other oxirane monomer (b) copolymerizable with ethylene oxide is preferably 50 to 100. The mol% is 0 to 50 mol%, more preferably 85 to 99 mol% to 15 to 1 mol%, and particularly preferably 90 to 99 mol% to 10 to 1 mol%. If the ethylene oxide monomer (a) unit content is too small, the electrolyte film may easily adhere to a cooling roll or the like.

エチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体(b)としては、炭素数3〜20のアルキレンオキサイド、炭素数4〜10のグリシジルエーテル、芳香族ビニル化合物のオキシド、これらのオキシラン単量体にビニル基、水酸基または酸無水物基などの架橋性の官能基を導入した架橋性オキシラン単量体などが挙げられる。   Other oxirane monomers (b) copolymerizable with ethylene oxide include alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms, glycidyl ethers having 4 to 10 carbon atoms, oxides of aromatic vinyl compounds, and these oxirane monomers. And a crosslinkable oxirane monomer into which a crosslinkable functional group such as a vinyl group, a hydroxyl group or an acid anhydride group is introduced.

エチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体(b)は、1種のみを用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、本発明においては、上記の炭素数3〜20のアルキレンオキサイド、炭素数4〜10のグリシジルエーテルなどを少なくともその一成分に用いることが好ましく、炭素数3〜20のアルキレンオキサイドを少なくともその一成分に用いることがより好ましい。炭素数3〜20のアルキレンオキサイドの中でもプロピレンオキサイドが好ましい。   Other oxirane monomers (b) copolymerizable with ethylene oxide may be used alone or in combination of two or more, but in the present invention, the above-mentioned 3 to 20 carbon atoms are used. Are preferably used as at least one component thereof, and more preferably 3 to 20 alkylene oxides are used as at least one component thereof. Among the alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms, propylene oxide is preferable.

架橋性オキシラン単量体としては、上記の、炭素数3〜20のアルキレンオキサイド、炭素数4〜10のグリシジルエーテルなどのオキシラン単量体に、ビニル基、水酸基および酸無水物基などの、光またはパーオキシドで架橋し得る架橋性基を有する架橋性オキシラン単量体を用いることが好ましく、その中でも、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどのビニル基を有する架橋性オキシラン単量体を用いることがより好ましい。 Examples of the crosslinkable oxirane monomer include oxirane monomers such as alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms and glycidyl ether having 4 to 10 carbon atoms, and light such as vinyl groups, hydroxyl groups, and acid anhydride groups. Alternatively, it is preferable to use a crosslinkable oxirane monomer having a crosslinkable group that can be crosslinked with peroxide, and among them, it is more preferable to use a crosslinkable oxirane monomer having a vinyl group such as vinyl glycidyl ether and allyl glycidyl ether. preferable.

上記オキシラン単量体を開環重合するための重合触媒としては、特に限定されず、例えば、有機アルミニウムに水とアセチルアセトンとを反応させた触媒(特公昭35-15797号公報)、トリイソブチルアルミニウムにリン酸とトリエチルアミンとを反応させた触媒(特公昭46-27534号公報)、トリイソブチルアルミニウムにジアザビアシクロウンデセンの有機酸塩とリン酸とを反応させた触媒(特公昭56-51171号公報)、アルミニウムアルコキサイドの部分加水分解物と有機亜鉛化合物とからなる触媒(特公昭43-2945号公報)、有機亜鉛化合物と多価アルコールとからなる触媒(特公昭45-7751号公報)、ジアルキル亜鉛と水とからなる触媒(特公昭36-3394号公報)などの、オキシラン化合物の開環重合触媒として従来公知の重合触媒を用いることができる。   The polymerization catalyst for ring-opening polymerization of the oxirane monomer is not particularly limited. For example, a catalyst obtained by reacting water and acetylacetone with organic aluminum (Japanese Patent Publication No. 35-15797), triisobutylaluminum A catalyst obtained by reacting phosphoric acid with triethylamine (Japanese Patent Publication No. 46-27534), a catalyst obtained by reacting triisobutylaluminum with an organic acid salt of diazaviacyclooundecene and phosphoric acid (Japanese Patent Publication No. 56-51171) ), A catalyst comprising a partially hydrolyzed aluminum alkoxide and an organic zinc compound (Japanese Patent Publication No. 43-2945), a catalyst comprising an organic zinc compound and a polyhydric alcohol (Japanese Patent Publication No. 45-7751), Ring-opening weight of oxirane compounds such as catalysts composed of dialkylzinc and water (Japanese Patent Publication No. 36-3394) It may be a conventionally known polymerization catalyst as the catalyst.

ポリエーテル系重合体を得るための重合方法としては、生成重合体が溶解する有機溶媒を用いる溶液重合法、または、生成重合体が不溶な有機溶媒を用いる溶媒スラリー重合法などの重合法を用いることができる。n-ペンタン、n-ヘキサン、シクロペンタンなどの溶媒を用いる溶媒スラリー重合法が好ましい。
また、溶媒スラリー重合法の中でも、予め種子(シード)を重合した後に該シードの粒子を肥大化する重合を行う二段階重合法が、反応器の内壁へのスケール付着量が少ないので好ましい。
As a polymerization method for obtaining the polyether polymer, a polymerization method such as a solution polymerization method using an organic solvent in which the produced polymer is dissolved or a solvent slurry polymerization method using an organic solvent in which the produced polymer is insoluble is used. be able to. A solvent slurry polymerization method using a solvent such as n-pentane, n-hexane, or cyclopentane is preferred.
Among the solvent slurry polymerization methods, a two-stage polymerization method in which seeds are preliminarily polymerized and then the seed particles are enlarged is preferable because the amount of scale attached to the inner wall of the reactor is small.

本発明で用いる電解質塩化合物は、上記イオン伝導性高分子に可溶なものであれば特に限定されない。イオン伝導性高分子に可溶の電解質塩化合物の例としては、ハロゲンイオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン〔CF3SO3 -〕、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン〔N(CF3SO22 -〕、ビス(ヘプタフルオロプロピルスルホニル)イミドイオン〔N(C25SO22 -〕、トリフルオロスルホンイミドイオン、テトラフルオロホウ素酸イオン〔BF4 -〕、ヘキサフルオロリン酸イオン、トリフルオロメタンスルフォニドイミド酸イオン、硝酸イオン、AsF6 -、PF6 -、ステアリルスルホン酸イオン、オクチルスルホン酸イオンなどの陰イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオンなどから選ばれた陰イオンと、金属陽イオンとからなる塩が挙げられる。The electrolyte salt compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in the ion conductive polymer. Examples of the electrolyte salt compound soluble in the ion conductive polymer include halogen ion, perchlorate ion, thiocyanate ion, trifluoromethanesulfonate ion [CF 3 SO 3 ], bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion [ N (CF 3 SO 2 ) 2 ], bis (heptafluoropropylsulfonyl) imide ion [N (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ], trifluorosulfonimide ion, tetrafluoroborate ion [BF 4 ], Hexafluorophosphate ion, trifluoromethane sulfonylimide acid ion, nitrate ion, AsF 6 , PF 6 , stearyl sulfonate ion, octyl sulfonate ion and other anions, dodecylbenzene sulfonate ion, etc. The salt which consists of an anion and a metal cation is mentioned.

前記金属陽イオンを形成する金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム。マグネシウム、カルシウムおよびバリウムが挙げられる。これらの金属の陽イオンの中でもリチウムイオンが好ましい。
前記陰イオンとリチウムイオンとで形成されるリチウム塩の中では、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22およびLiN(C25SO22が好ましい。これら電解質塩化合物は1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the metal forming the metal cation include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium. Examples include magnesium, calcium and barium. Of these metal cations, lithium ions are preferred.
Among the lithium salts formed by the anions and lithium ions, LiBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 are preferable. These electrolyte salt compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明の二次電池用電解質組成物中の電解質塩化合物の含有量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは5〜70重量部、より好ましくは8〜60重量部、特に好ましくは10〜55重量部である。電解質塩化合物の含有量が少なすぎると電解質のイオン伝導性が低下するおそれがあり、逆に、多すぎると機械的強度が低下する可能性がある。   The content of the electrolyte salt compound in the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention is preferably 5 to 70 parts by weight, more preferably 8 to 60 parts by weight, particularly 100 parts by weight of the ion conductive polymer. The amount is preferably 10 to 55 parts by weight. If the content of the electrolyte salt compound is too small, the ionic conductivity of the electrolyte may be lowered. Conversely, if the content is too large, the mechanical strength may be lowered.

本発明の二次電池用電解質組成物は、上記一般式(1)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物に加えて、前記一般式(1)におけるR1、R2およびR3のすべてが−(CH2CH2O)n4であるトリエステル化合物を含有すると、電解質フィルムの輸率が向上するので好ましい。二次電池用電解質組成物が該トリエステル化合物を含有する場合の含有量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは2〜80重量部、より好ましくは5〜50重量部、特に好ましくは7〜40重量部である。The electrolyte composition for a secondary battery of the present invention includes R 1 , R 2 in the general formula (1), and an organic compound, an ion conductive polymer and an electrolyte salt compound represented by the general formula (1). It is preferable to include a triester compound in which all of R 3 is — (CH 2 CH 2 O) n R 4 because the transport number of the electrolyte film is improved. The content when the electrolyte composition for a secondary battery contains the triester compound is preferably 2 to 80 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. Particularly preferred is 7 to 40 parts by weight.

また、本発明の二次電池用電解質組成物は、R4(OCH2CH2n−Si(R5)(R6)(R7)を含有すると、フィルムの自立性をあまり低下させずにイオン伝導性を向上させることができるので好ましい。二次電池用電解質組成物が該化合物を含有する場合の含有量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜80重量部、特に好ましくは15〜60重量部である。Moreover, when the electrolyte composition for secondary batteries of the present invention contains R 4 (OCH 2 CH 2 ) n —Si (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ), the self-supporting property of the film is not lowered so much. It is preferable because ion conductivity can be improved. When the electrolyte composition for a secondary battery contains the compound, the content is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 80 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the ion conductive polymer. Is 15-60 parts by weight.

また、本発明の二次電池用電解質組成物は、フュームドシリカを含有することが好ましい。ヒュームドシリカとは超微粒子シリカであって、BET法による比表面積が30〜500m2/gであるものが挙げられる。なかでも、親水性のものが好ましい。フュームドシリカを含有することにより、イオン伝導性や輸率を低下させずにフィルムの自立性を向上させることができる。
二次電池用電解質組成物のフュームドシリカの含有量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは3〜50重量部、より好ましくは5〜45重量部、特に好ましくは7〜40重量部である。
Moreover, it is preferable that the electrolyte composition for secondary batteries of this invention contains fumed silica. The fumed silica is ultrafine silica and has a specific surface area of 30 to 500 m 2 / g by BET method. Of these, hydrophilic ones are preferable. By containing fumed silica, the self-supporting property of the film can be improved without lowering the ionic conductivity and the transport number.
The content of fumed silica in the electrolyte composition for a secondary battery is preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 45 parts by weight, and particularly preferably 7 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. 40 parts by weight.

本発明の二次電池用電解質組成物は、成形し、または、成形および架橋することによって固体電解質成形体とすることができる。固体電解質成形体の代表的な形態は、電解質フィルムである。 The electrolyte composition for secondary batteries of the present invention can be formed into a solid electrolyte molded body by molding or molding and crosslinking. A typical form of the solid electrolyte molded body is an electrolyte film.

架橋された固体電解質成形体を得る方法は、特に限定されず、例えば、ラジカル開始剤、硫黄、メルカプトトリアジン類、チオウレア類などの架橋剤を二次電池用電解質組成物中に配合して、加熱することにより架橋する方法や、活性放射線を照射することによって架橋する方法などが挙げられる。これらの中でも、有機過酸化物やアゾ化合物などのラジカル開始剤を用いて加熱して架橋する方法や、紫外線、可視光線および電子線などの活性放射線を照射して架橋する方法が好ましい。   The method for obtaining a crosslinked solid electrolyte molded body is not particularly limited. For example, a crosslinking agent such as a radical initiator, sulfur, mercaptotriazines, or thioureas is blended in an electrolyte composition for a secondary battery and heated. The method of bridge | crosslinking by doing, the method of bridge | crosslinking by irradiating actinic radiation, etc. are mentioned. Among these, a method of crosslinking by heating using a radical initiator such as an organic peroxide or an azo compound, or a method of crosslinking by irradiating active radiation such as ultraviolet rays, visible light, or an electron beam is preferable.

有機過酸化物としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類;1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレートなどのパーオキシケタール類;t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類;ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシンなどのジアルキルパーオキサイド類;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド類;t-ブチルパーオキシアセテートなどのパーオキシエステル類などが挙げられる。   Examples of the organic peroxide include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,2-bis (t -Peroxyketals such as butylperoxy) octane and n-butyl-4,4-bis (t-butylperoxy) valerate; t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane Hydroperoxides such as 2,5-dihydroperoxide; di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α'-bis (t-butylperoxy-m- Isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, 2,5 -Dialkyl peroxides such as dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexyne; diacyl peroxides such as benzoyl peroxide; peroxyesters such as t-butyl peroxyacetate.

アゾ化合物としては、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2-(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチル-バレロニトリルなどのアゾニトリル化合物;2,2'-アゾビス{2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2'-アゾビス{2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド}、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]などのアゾアミド化合物;2,2'-アゾビス(2-メチル-N-フェニルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2'-アゾビス[N-(4-クロロフェニル)-2-メチルプロピオンアミジン]二塩酸塩、2,2'-アゾビス[N-(ヒドロキシフェニル)-2-メチルプロピオンアミジン]二塩酸塩、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(フェニルメチル)プロピオンアミジン]二塩酸塩、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-(2-プロペニル)プロピオンアミジン]二塩酸塩、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2'-アゾビス[N-(2-ヒドロキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]二塩酸塩などのアゾアミジン化合物などが挙げられる。   Examples of the azo compounds include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile). ), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 2-phenylazo-4- Azonitrile compounds such as methoxy-2,4-dimethyl-valeronitrile; 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2, 2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide}, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], etc. Azoami 2,2′-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2, 2′-azobis [N- (hydroxyphenyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (phenylmethyl) propionamidine] dihydrochloride, 2,2 ′ -Azobis [2-methyl-N- (2-propenyl) propionamidine] dihydrochloride, 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2- And azoamidine compounds such as hydroxyethyl) -2-methylpropionamidine] dihydrochloride.

上記架橋剤の配合量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.2〜7重量部、特に好ましくは0.3〜5重量部である。
本発明の二次電池用電解質組成物においては、必要に応じて、架橋剤と共に架橋助剤を使用することができる。
The amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.2 to 7 parts by weight, and particularly preferably 0.3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. Part.
In the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention, a crosslinking aid can be used together with a crosslinking agent as necessary.

例えば、有機過酸化物架橋剤やアゾ化合物架橋剤と組み合わせて用いる架橋助剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物;水酸化カルシウムなどの金属水酸化物;炭酸亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などの金属炭酸塩;ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩;などが挙げられる。   For example, as a crosslinking aid used in combination with an organic peroxide crosslinking agent or an azo compound crosslinking agent, metal oxides such as zinc oxide and magnesium oxide; metal hydroxides such as calcium hydroxide; zinc carbonate, basic carbonate Metal carbonates such as zinc; fatty acids such as stearic acid and oleic acid; fatty acid metal salts such as zinc stearate and magnesium stearate;

また、架橋剤として有機過酸化物を使用する場合には、分子内に少なくとも2つの架橋性の不飽和結合を有する化合物を架橋助剤として配合することができる。その具体例としては、エチレンジメタクリレート、ジアリルフタレート、N,N-m-フェニレンジマレイミド、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、液状ビニルポリブタジエンなどが挙げられる。
これらの架橋助剤は、2種類以上組み合わせて使用しても良い。
Moreover, when using an organic peroxide as a crosslinking agent, the compound which has at least 2 crosslinkable unsaturated bond in a molecule | numerator can be mix | blended as a crosslinking adjuvant. Specific examples thereof include ethylene dimethacrylate, diallyl phthalate, N, Nm-phenylene dimaleimide, triallyl isocyanurate, trimethylolpropane trimethacrylate, liquid vinyl polybutadiene, and the like.
These crosslinking aids may be used in combination of two or more.

架橋助剤の使用量は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは20重量部以下、より好ましくは15重量部以下、特に好ましくは10重量部以下である。架橋助剤が多すぎると、架橋時に架橋速度が早くなりすぎたり、架橋物の表面ヘのブルームが生じたり、架橋物が硬くなりすぎたりする場合がある。   The amount of the crosslinking aid used is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less, and particularly preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. When there are too many crosslinking aids, the crosslinking rate may become too fast at the time of crosslinking, bloom on the surface of the crosslinked product may occur, or the crosslinked product may become too hard.

紫外線、電子線などの活性放射線による架橋を行う場合は、必要に応じて光架橋剤を添加してもよい。光架橋剤としては、たとえば、ベンジルジメチルケタール、トリメチルシリルベンゾフェノン、ベンゾイン、4-メトキシベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテルアントラキノンなどが挙げられる。   When performing crosslinking by active radiation such as ultraviolet rays or electron beams, a photocrosslinking agent may be added as necessary. Examples of the photocrosslinking agent include benzyl dimethyl ketal, trimethylsilyl benzophenone, benzoin, 4-methoxybenzophenone, benzoin methyl ether anthraquinone, and the like.

電解質フィルムのイオン伝導性を向上させる目的で、本発明の二次電池用電解質組成物中に有機溶媒や可塑剤を添加してもよい。有機溶媒としては、非プロトン性のエステル類やエーテル類が好ましい。また、可塑剤としては、テトラヒドロフランや分子量5,000以下のポリアルキレングリコールの誘導体が好ましい。後者の具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレングリコールジエチルエーテルなどが挙げられる。   For the purpose of improving the ionic conductivity of the electrolyte film, an organic solvent or a plasticizer may be added to the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention. As the organic solvent, aprotic esters and ethers are preferable. The plasticizer is preferably tetrahydrofuran or a polyalkylene glycol derivative having a molecular weight of 5,000 or less. Specific examples of the latter include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, ethylene glycol diethyl ether and the like.

本発明の二次電池用電解質組成物を成形する際には、上記一般式(1)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子、電解質塩化合物および必要に応じて添加される上記配合剤を、予め、ロールやバンバリーミキサなどにより公知の方法で混合し、次いで、加圧により成形する方法を採ることができる。別法として、例えば、押出機中などで上記配合剤を添加、混合し、Tダイなどで押出しながら、成形してもよい。混合の際の上記各成分の配合順序は限定されないが、熱で分解しにくい成分を充分に混合した後、熱により反応、分解しやすい成分(例えば、架橋剤、架橋促進剤など)を短時間で混合することが好ましい。有機溶媒や可塑剤を添加する場合は混合時に同時に添加してもよいし、成形、架橋した後に長時間かけて含浸させてもよい。   When molding the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention, the organic compound represented by the general formula (1), the ion conductive polymer, the electrolyte salt compound, and the above-mentioned compounding agent added as necessary. In addition, it is possible to adopt a method of mixing in advance by a known method using a roll or a Banbury mixer and then forming by pressing. As another method, for example, the above-mentioned compounding agents may be added and mixed in an extruder or the like and molded while being extruded with a T-die or the like. The mixing order of the above-mentioned components at the time of mixing is not limited. However, after sufficiently mixing components that are not easily decomposed by heat, components (for example, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, etc.) that are easily reacted and decomposed by heat are briefly added. It is preferable to mix with. When an organic solvent or a plasticizer is added, it may be added simultaneously with mixing, or it may be impregnated for a long time after molding and crosslinking.

二次電池用電解質組成物を成形して得られる成形体の形状としては、板状、シート状およびフィルム状などが挙げられるが、リチウム二次電池などの電池の固体電解質として用いる場合にはフィルムとして用いるのが好ましい。フィルムの成形法としては、押出成形法、プレス成形法、射出成形法、溶液キャスト法などを用いることができる。これらのなかでも、得られるフィルムの表面精度、生産性などの観点より、押出成形法が好ましい。また、押出成形法により電解質フィルムを成形する場合には、二軸押出機を用いたダイ押出法を採用することが特に好ましい。成形方法、架橋方法、架橋物の形状などに応じて、成形と架橋を同時に行ってもよいし、成形後に架橋してもよい。   Examples of the shape of the molded body obtained by molding the electrolyte composition for a secondary battery include a plate shape, a sheet shape, and a film shape, but a film is used when used as a solid electrolyte of a battery such as a lithium secondary battery. It is preferable to use as. As a film forming method, an extrusion molding method, a press molding method, an injection molding method, a solution casting method, or the like can be used. Among these, the extrusion method is preferable from the viewpoint of the surface accuracy and productivity of the obtained film. Moreover, when the electrolyte film is formed by an extrusion method, it is particularly preferable to employ a die extrusion method using a twin screw extruder. Depending on the molding method, the crosslinking method, the shape of the crosslinked product, and the like, the molding and the crosslinking may be performed simultaneously or after the molding.

電解質フィルムを安定して作製するための押出機混練部の温度は、通常、40〜200℃、好ましくは50〜150℃、より好ましくは55〜130℃である。混練部の温度が低すぎると配合物の分散不良が起きて電池特性が低下するおそれがあり、逆に、混練部の温度が高すぎると配合物が熱分解を起こして電池特性が低下する可能性がある。   The temperature of the extruder kneading part for stably producing the electrolyte film is usually 40 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C, more preferably 55 to 130 ° C. If the temperature of the kneading part is too low, there is a risk that the dispersion of the compound will be poor and the battery characteristics will deteriorate, and conversely if the temperature of the kneading part is too high, the compound will undergo thermal decomposition and the battery characteristics may be deteriorated. There is sex.

押出機のダイから押し出された電解質フィルムは、通常、冷却ロールを経て引取りロールに巻き取られる。引取りロールの前にキャストロールを置き、フィルムの厚みや張力をそれぞれの検知手段で検知してその結果を押出機および冷却ロールにフィードバックさせることが好ましい。キャストロールで制御される電解質フィルムの厚みは、好ましくは10〜100μm、より好ましくは15〜90μm、特に好ましくは18〜80μmである。電解質フィルムの厚みが薄すぎると破断したり、粘着したりするおそれがあり、逆に、厚すぎると正極と負極との間の距離が大きくなって電池のインピーダンスが上昇してしまい、電池特性が低下する可能性がある。   The electrolyte film extruded from the die of the extruder is usually wound around a take-up roll through a cooling roll. It is preferable to place a cast roll in front of the take-up roll, detect the thickness and tension of the film with the respective detecting means, and feed back the results to the extruder and the cooling roll. The thickness of the electrolyte film controlled by the cast roll is preferably 10 to 100 μm, more preferably 15 to 90 μm, and particularly preferably 18 to 80 μm. If the thickness of the electrolyte film is too thin, it may break or stick, and conversely, if it is too thick, the distance between the positive electrode and the negative electrode will increase and the battery impedance will increase, resulting in battery characteristics. May be reduced.

本発明の二次電池は、上記の電解質フィルムの片面に正極フィルム、他の片面に負極フィルムを重ねた構造の積層体に対して、正極フィルム面側に正極集電体を、負極フィルム側に負極集電体をそれぞれ配置して構成される。   The secondary battery of the present invention has a positive electrode current collector on the positive electrode film surface side and a negative electrode film side on the negative electrode film side of the laminate having a structure in which the positive electrode film is laminated on one side of the electrolyte film and the negative electrode film is laminated on the other side. Each of the negative electrode current collectors is arranged.

正極フィルムは、正極活物質、導電付与剤およびバインダを含有してなる組成物をフィルム状に形成してなるものである。バインダとしては、アクリル系ポリマー(例えば2−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸およびアクリロニトリルの共重合体)、フッ素含有ポリマー、ポリエーテル系重合体、ポリアクリロニトリル、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが挙げられる。   The positive electrode film is formed by forming a composition containing a positive electrode active material, a conductivity-imparting agent and a binder into a film shape. Binders include acrylic polymers (for example, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid and acrylonitrile copolymers), fluorine-containing polymers, polyether polymers, polyacrylonitrile, ethylene-vinyl alcohol copolymers, cellulose, acrylonitrile-butadiene. Examples include hydrides of copolymers.

正極活物質としては、電池の正極用に使用される活物質であれば限定なく用いることができる。かかる正極活物質の例としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、チタン酸リチウム、リチウムマンガン複合酸化物、LiNiO2、リチウムバナジウム複合酸化物、LiFePO4などのリチウム含有複合金属酸化物;硫化チタン、硫化モリブテン、V25、V613、酸化モリブテンなどの遷移金属酸化物;が挙げられ、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムおよびコバルト酸リチウムが好ましい。
正極活物質の平均粒径は、0.1〜30μm、好ましくは0.5〜20μmである。正極活物質の平均粒径が大きすぎても小さすぎてもイオン伝導性高分子に均一に混合しなかったり、混合液(塗布液)を配合しにくくなったりするおそれがある。
As a positive electrode active material, if it is an active material used for the positive electrode of a battery, it can be used without limitation. Examples of such positive electrode active materials include lithium cobalt oxide, lithium manganate, lithium titanate, lithium manganese composite oxide, LiNiO 2 , lithium vanadium composite oxide, lithium-containing composite metal oxides such as LiFePO 4 ; titanium sulfide, Transition metal oxides such as molybdenum sulfide, V 2 O 5 , V 6 O 13 , and molybdenum oxide; lithium manganate, lithium nickelate and lithium cobaltate are preferred.
The average particle diameter of the positive electrode active material is 0.1 to 30 μm, preferably 0.5 to 20 μm. If the average particle size of the positive electrode active material is too large or too small, the positive electrode active material may not be uniformly mixed with the ion conductive polymer, or the mixed solution (coating solution) may be difficult to mix.

導電性付与剤は、活物質の導電特性を補助する物質で、通常、カーボン粒子が用いられる。カーボン粒子としては、電池の正極用に使用されるカーボン粒子であれば限定なく用いることができる。かかるカーボン粒子の例としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイトなどが挙げられる。
かかるカーボン粒子の平均粒径は、好ましくは10〜80nm、より好ましくは20〜50nmである。カーボン粒子の平均粒径が小さすぎると活物質に均一に分散しないおそれがあり、逆に、大きすぎると正極フィルムの表面に凹凸が生じて電解質フィルムや正極集電体との密着性が低下して電池出力が下がったり、破断しやすくなったりする可能性がある。
The conductivity imparting agent is a substance that assists the conductive characteristics of the active material, and carbon particles are usually used. Any carbon particles can be used as long as they are used for the positive electrode of a battery. Examples of such carbon particles include carbon black, acetylene black, ketjen black, and graphite.
The average particle size of such carbon particles is preferably 10 to 80 nm, more preferably 20 to 50 nm. If the average particle size of the carbon particles is too small, it may not be uniformly dispersed in the active material. Conversely, if the carbon particles are too large, the surface of the positive electrode film will be uneven and the adhesion to the electrolyte film or positive electrode current collector will be reduced. Battery output may be reduced or the battery may be easily broken.

また、カーボン粒子は吸油量が適度に大きいことが配合量と導電性の観点から好ましく、ジブチルフタレート(DBP)吸収量は、通常、100〜500ml/g、好ましくは150〜400ml/gである。 In addition, the carbon particles preferably have a moderately large oil absorption amount from the viewpoints of blending amount and conductivity, and the dibutyl phthalate (DBP) absorption amount is usually 100 to 500 ml / g, preferably 150 to 400 ml / g.

正極フィルムにおける導電性付与剤、特にカーボン粒子の含有量は、正極活物質100重量部に対し、好ましくは1〜30重量部、より好ましくは2〜15重量部、特に好ましくは2.5〜12重量部である。カーボン粒子の含有量が少なすぎると活物質の電池反応が有効に利用できなくて電池容量が低くなるおそれがあり、多すぎると正極層の厚みが均一になりにくく、単位重量あたりの電池容量が低下する可能性がある。   The content of the conductivity-imparting agent, particularly the carbon particles, in the positive electrode film is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight, and particularly preferably 2.5 to 12 parts per 100 parts by weight of the positive electrode active material. Parts by weight. If the carbon particle content is too small, the battery reaction of the active material cannot be effectively used and the battery capacity may be lowered. If the carbon particle content is too large, the thickness of the positive electrode layer is difficult to be uniform, and the battery capacity per unit weight is low. May be reduced.

正極フィルムは、正極活物質、および導電付与剤の他に、本発明の電解質組成物を含むことができる。この場合、前述のイオン伝導性高分子がバインダとしても機能する。
この場合、正極フィルムにおける正極活物質の含有量は、本発明の電解質組成物中のイオン伝導性高分子100重量部に対して、好ましくは10〜5000重量部、より好ましくは30〜2000重量部、特に好ましくは50〜1000重量部となる量である。正極活物質の含有量が少なすぎると正極としての機能が不十分になるおそれがあり、逆に多すぎると正極フィルムにおける活物質が分散不良になる可能性がある。
The positive electrode film can contain the electrolyte composition of the present invention in addition to the positive electrode active material and the conductivity-imparting agent. In this case, the aforementioned ion conductive polymer also functions as a binder.
In this case, the content of the positive electrode active material in the positive electrode film is preferably 10 to 5000 parts by weight, more preferably 30 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer in the electrolyte composition of the present invention. The amount is particularly preferably 50 to 1000 parts by weight. If the content of the positive electrode active material is too small, the function as the positive electrode may be insufficient. Conversely, if the content is too large, the active material in the positive electrode film may be poorly dispersed.

正極フィルム形成用組成物が、本発明の電解質組成物を含む場合には、一般式(1)で示される有機化合物が存在するため、得られる正極フィルムが電解質フィルムや集電体との密着性が良好となって二次電池がさらに安定して高容量を示すことになるので好ましい。正極フィルム形成用組成物が該有機化合物を含有する場合の含有量は、正極活物質100重量部に対して、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜80重量部、特に好ましくは15〜70重量部である。 When the composition for forming a positive electrode film contains the electrolyte composition of the present invention, since the organic compound represented by the general formula (1) is present, the obtained positive electrode film has adhesiveness with the electrolyte film or the current collector. And the secondary battery is more stable and exhibits a high capacity, which is preferable. When the composition for forming a positive electrode film contains the organic compound, the content is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 80 parts by weight, and particularly preferably 15 parts with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. -70 parts by weight.

正極フィルムの成形方法は必ずしも限定されないが、以下に記す三つの方法が代表的である。第一の方法としては、正極活物質および導電性付与剤を、バインダとなるポリマーの有機溶媒溶液または水分散液と混合してスラリー組成物とし、これをアルミ箔のような金属箔などの集電体にドクターブレードなどで均一に塗布し、乾燥してフィルムを形成する方法が挙げられる。バインダとなるポリマーとしては、アクリレート系ポリマー、フッ素含有ポリマー(ポリフッ化ビニリデンなど)、スチレン−ブタジエン系ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン系ポリマーなどが挙げられる。正極フィルムが塗布法で作製される場合、バインダの含有量は、正極活物質100重量部に対し、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部、特に好ましくは1.5〜12重量部である。   The method for forming the positive electrode film is not necessarily limited, but the following three methods are typical. As a first method, a positive electrode active material and a conductivity-imparting agent are mixed with an organic solvent solution or an aqueous dispersion of a polymer as a binder to form a slurry composition, which is a collection of a metal foil such as an aluminum foil. For example, a method may be used in which a film is formed by uniformly applying to an electric body with a doctor blade and drying. Examples of the polymer serving as the binder include acrylate polymers, fluorine-containing polymers (such as polyvinylidene fluoride), styrene-butadiene polymers, and acrylonitrile-butadiene polymers. When the positive electrode film is produced by a coating method, the content of the binder is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight, and particularly preferably 1 to 100 parts by weight of the positive electrode active material. 5 to 12 parts by weight.

正極フィルムの第二の成形方法としては、上記の正極活物質および導電性付与剤に、上記の二次電池用電解質組成物を加えた諸成分を、ブラベンダ、バンバリーミキサやロールなどで混合して粘土状の混練物とし、これをはさみなどで切断し、加熱プレスにてフィルム状、シート状に成形する方法が挙げられる。プレスの条件としては、例えば8MPaの圧力で120℃にて5分間、程度の条件である。   As the second forming method of the positive electrode film, various components obtained by adding the above-described positive electrode active material and the conductivity imparting agent to the above-described electrolyte composition for a secondary battery are mixed with a brabender, a Banbury mixer, a roll, or the like. There is a method in which a clay-like kneaded product is cut with scissors and formed into a film or sheet with a hot press. The pressing condition is, for example, about 5 minutes at 120 ° C. under a pressure of 8 MPa.

正極フィルムの第三の成形方法としては、上記のイオン伝導性高分子を押出機にてフィルム状に成形する方法が挙げられる。その際に正極活物質、導電性付与剤、前記一般式(1)で示される有機化合物、電解質塩化合物などを予め該高分子に混合しておくか、またはバレル途中に設けた第2フィード口から供給して混合し、押出されたフィルムをポリエステルフィルムなどの支持フィルムに重ねて収容する。押出法によると薄いフィルムを作製し易い。   As a third forming method of the positive electrode film, there is a method of forming the above ion-conductive polymer into a film shape by an extruder. At that time, a positive electrode active material, a conductivity-imparting agent, an organic compound represented by the general formula (1), an electrolyte salt compound, or the like is previously mixed with the polymer, or a second feed port provided in the middle of the barrel The extruded film is mixed, and the extruded film is accommodated on a support film such as a polyester film. According to the extrusion method, it is easy to produce a thin film.

正極フィルムが押出法で成形される場合は、イオン伝導性高分子にさらに必要に応じて、老化防止剤、光安定剤、滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤、補強材、充填剤などを加えた諸成分を混合して押出機に供することが好ましい。
正極フィルムを押出機で安定して製造するための押出機混練部の温度は、好ましくは40〜200℃、より好ましくは60〜190℃、特に好ましくは70〜180℃である。混練部の温度が低すぎると配合物の分散不良が起きて電池特性が低下するおそれがあり、逆に、混練部の温度が高すぎると配合物が熱分解を起こして電池特性が低下する可能性がある。
When the positive electrode film is formed by an extrusion method, an anti-aging agent, a light stabilizer, a lubricant, a flame retardant, an antifungal agent, an antistatic agent, a colorant, and a reinforcing material are further added to the ion conductive polymer as necessary. It is preferable to mix various components to which a filler or the like is added and to provide the mixture to an extruder.
The temperature of the extruder kneading part for stably producing the positive electrode film with an extruder is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 60 to 190 ° C, and particularly preferably 70 to 180 ° C. If the temperature of the kneading part is too low, there is a risk that the dispersion of the compound will be poor and the battery characteristics will deteriorate, and conversely if the temperature of the kneading part is too high, the compound will undergo thermal decomposition and the battery characteristics may be deteriorated. There is sex.

正極フィルムの厚みは、塗布法で成形される場合は、好ましくは10〜200μm、より好ましくは20〜150μm、特に好ましくは30〜120μmである。
正極フィルムがプレス法または押出法で成形される場合、その厚みは、好ましくは10〜200μm、より好ましくは20〜120μm、特に好ましくは30〜100μmである。正極フィルムの厚みが薄すぎるとフィルム取扱い性(ハンドリング性)に劣るおそれがあり、逆に、厚すぎると当該フィルムと接触する他のフィルムなどとの密着性が低下したり、折り曲げ時に割れが生じたり、さらに電池にした場合の出力が低い場合がある。
When the positive electrode film is formed by a coating method, the thickness is preferably 10 to 200 μm, more preferably 20 to 150 μm, and particularly preferably 30 to 120 μm.
When a positive electrode film is shape | molded by the press method or an extrusion method, the thickness becomes like this. Preferably it is 10-200 micrometers, More preferably, it is 20-120 micrometers, Most preferably, it is 30-100 micrometers. If the thickness of the positive electrode film is too thin, the film handling property (handling property) may be inferior. On the other hand, if it is too thick, the adhesion to other films that come into contact with the film will be reduced, and cracking will occur when folded. In some cases, the output of a battery is low.

正極集電体としては、通常、アルミニウム箔が使用される。正極集電体の形状は特に制限されないが、5〜300μm程度のフィルム状のものが好ましく用いられる。
本発明において負極フィルムは、二次電池の負極として公知のもので、負極活物質およびバインダを含有する層、または、金属箔からなる層を使用することができる。
As the positive electrode current collector, an aluminum foil is usually used. The shape of the positive electrode current collector is not particularly limited, but a film shape of about 5 to 300 μm is preferably used.
In the present invention, the negative electrode film is known as a negative electrode of a secondary battery, and a layer containing a negative electrode active material and a binder, or a layer made of a metal foil can be used.

負極活物質としては、リチウムを吸蔵および放出する有機または無機材料を用いることができる。例えば、炭素系材料の他にチタンやバナジウムなどの遷移金属酸化物およびシリコン化合物などを用いることができる。このうち特に炭素系材料が好ましく、球状グラファイトであるメソカーボンマイクロビーズ、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、難黒鉛化性炭素、低結晶性炭素、低温焼成炭素などを用いることができる。また、これらの炭素系材料に、アルミニウム、ケイ素、鉛、錫、亜鉛などとのリチウム合金、LiFe23などの遷移金属複合酸化物、MnO2などの遷移金属酸化物、SiO2などのケイ素酸化物、Li5Nなどのチッ化リチウム、金属リチウムなどを混合してもよい。As the negative electrode active material, an organic or inorganic material that absorbs and releases lithium can be used. For example, in addition to the carbon-based material, transition metal oxides such as titanium and vanadium, silicon compounds, and the like can be used. Among these, carbon-based materials are particularly preferable, and mesocarbon microbeads that are spherical graphite, scaly graphite, massive graphite, non-graphitizable carbon, low crystalline carbon, low-temperature calcined carbon, and the like can be used. These carbon-based materials include lithium alloys with aluminum, silicon, lead, tin, zinc, etc., transition metal composite oxides such as LiFe 2 O 3 , transition metal oxides such as MnO 2 , silicon such as SiO 2, etc. An oxide, lithium nitride such as Li 5 N, or metal lithium may be mixed.

負極フィルム用の好ましいバインダは、前記正極フィルムに用いられるバインダと同様のものが挙げられ、なかでも、アクリル系ポリマーおよびフッ素含有ポリマーが好ましい。バインダの使用量は、負極活物質100重量部に対し、好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.2〜8重量部、特に好ましくは0.5〜6重量部である。バインダの使用量が少なすぎると塗膜の機械的強度が不十分で、負極活物質が集電体より脱落するおそれがあり、逆に、多すぎると内部抵抗が増大し、電池のサイクル性が低下する可能性
がある。
Preferred binders for the negative electrode film include the same binders as those used for the positive electrode film, and among them, acrylic polymers and fluorine-containing polymers are preferred. The amount of the binder used is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.2 to 8 parts by weight, and particularly preferably 0.5 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material. If the amount of the binder used is too small, the mechanical strength of the coating film is insufficient, and the negative electrode active material may fall off the current collector. Conversely, if the amount is too large, the internal resistance will increase and the cycle performance of the battery will increase. May be reduced.

負極活物質およびバインダを含有する負極フィルムは、以下に示すスラリー組成物を集電体にドクターブレードなどで均一に塗布し、乾燥することにより作製される。該スラリー組成物は、バインダを分散させた有機溶剤に負極活物質などの固体粒子、粘度調整剤などを混合して調製される。この場合の負極フィルムの厚みは、好ましくは5〜300μm、より好ましくは10〜200μm、特に好ましくは20〜160μmである。   A negative electrode film containing a negative electrode active material and a binder is produced by uniformly applying a slurry composition shown below to a current collector with a doctor blade or the like and drying. The slurry composition is prepared by mixing solid particles such as a negative electrode active material, a viscosity modifier and the like in an organic solvent in which a binder is dispersed. The thickness of the negative electrode film in this case is preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm, and particularly preferably 20 to 160 μm.

負極集電体としては、銅箔が好ましく使用される。負極集電体は、通常、3〜300μm程度のフィルム状のものが好ましく用いられる。
負極フィルムが金属箔からなる場合、好ましい金属はリチウム、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-インジウム合金などで、リチウムが特に好ましい。金属箔の場合の負極フィルムの厚みは、好ましくは1〜500μm、より好ましくは3〜300μm、特に好ましくは5〜250μmである。
A copper foil is preferably used as the negative electrode current collector. In general, the negative electrode current collector is preferably a film of about 3 to 300 μm.
When the negative electrode film is made of a metal foil, preferred metals are lithium, lithium-aluminum alloy, lithium-indium alloy, etc., with lithium being particularly preferred. The thickness of the negative electrode film in the case of metal foil is preferably 1 to 500 μm, more preferably 3 to 300 μm, and particularly preferably 5 to 250 μm.

上記の正極フィルム、電解質フィルムおよび負極フィルムをこの順に積層して電池用積層体を構成する方法に制限はない。通常、三層を重ねて2軸ロール、カレンダロール、2軸ロールプレスなどで圧着するが、本発明においては積層に際し、正極フィルムと電解質フィルムとの積層界面に前記一般式(1)で示される有機化合物の層を介在させることが好ましい。 該有機化合物の層を正極フィルムと電解質フィルムの積層界面に介在させる方法に限定はなく、例えば、両フィルムの界面の一方にスピンコーティング、ディップ、テープキャスティングや押出コータ、リーバースローラ、ドクターブレード、ワイヤーバー、バーコータ、アプリケータなどの各種塗布方法を採用できる。また、界面の片方に噴射、インクジェット、ドットプリント、スクリーン印刷などによって該有機化合物を供給し、必要に応じてスキーザ、ローラ、刷毛などで塗り広げてもよい。
該有機化合物の層の厚みは、好ましくは0.005〜100μm、より好ましくは0.01〜80μm、特に好ましくは0.1〜60μmである。
There is no restriction | limiting in the method of laminating | stacking said positive electrode film, electrolyte film, and negative electrode film in this order, and comprising the laminated body for batteries. Usually, three layers are stacked and pressure-bonded by a biaxial roll, a calender roll, a biaxial roll press, etc. In the present invention, at the time of lamination, it is represented by the general formula (1) at the lamination interface between the positive electrode film and the electrolyte film. It is preferable to interpose an organic compound layer. There is no limitation on the method of interposing the organic compound layer on the laminate interface between the positive electrode film and the electrolyte film. For example, spin coating, dip, tape casting, extrusion coating, reversing roller, doctor blade, wire on one of the interfaces of both films Various coating methods such as a bar, a bar coater, and an applicator can be employed. Alternatively, the organic compound may be supplied to one side of the interface by spraying, ink jetting, dot printing, screen printing, or the like, and spread with a squeezer, roller, brush, or the like as necessary.
The thickness of the organic compound layer is preferably 0.005 to 100 μm, more preferably 0.01 to 80 μm, and particularly preferably 0.1 to 60 μm.

正極フィルム、電解質フィルムおよび負極フィルムの積層体を圧着する時のローラの表面温度は、好ましくは30〜120℃、より好ましくは35〜100℃、特に好ましくは40〜90℃である。ローラの表面温度が低すぎると積層体の密着性が不十分になって剥がれやすくなるおそれがあり、逆に、高すぎると積層体の厚みの変動が大きくなったり、また厚みが薄くなりすぎて強度が低下したりする可能性がある。   The surface temperature of the roller when the laminate of the positive electrode film, the electrolyte film and the negative electrode film is pressure-bonded is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 35 to 100 ° C, and particularly preferably 40 to 90 ° C. If the surface temperature of the roller is too low, the adhesiveness of the laminate may be insufficient and may be easily peeled off. Conversely, if the roller surface temperature is too high, the thickness of the laminate may fluctuate greatly, or the thickness may become too thin. The strength may decrease.

上記積層操作の別法として、正極フィルム、電解質フィルム、負極フィルムの三層、好ましくはさらに正極フィルムと電解質フィルムの界面に前記一般式(1)で示される有機化合物の層を加えて四層を積層するに先立ち、正極フィルムの、電解質フィルムに接しない側に予め正極集電体をローラ、プレスなどにより積層しておき、または/および負極フィルムの電解質フィルムに接しない側に予め負極集電体をローラ、プレスなどにより積層しておき、その後に上記の圧着を行う手順を採ってもよい   As another method of the above laminating operation, three layers of a positive electrode film, an electrolyte film, and a negative electrode film, preferably, an organic compound layer represented by the general formula (1) is further added to the interface between the positive electrode film and the electrolyte film to form four layers. Prior to lamination, a positive electrode current collector is previously laminated on the side of the positive electrode film not in contact with the electrolyte film by a roller, a press, etc., and / or a negative electrode current collector in advance on the side of the negative electrode film not in contact with the electrolyte film. May be laminated with a roller, a press, etc., and then the procedure for performing the above-mentioned pressure bonding may be taken.

本発明で使用される上記三層または四層の積層体は、各層間の密着性が良好で、積層体の厚みバラツキが少ない特徴を有する。
上記積層体の正極フィルム側に正極集電体を積層し、負極フィルム側に負極集電体を積層することにより形成される本発明の二次電池は、本発明の二次電池用電解質組成物からなるイオン伝導性および輸率の高い電解質フィルムを構成要素に有し、また、好ましくは構成要素の正極フィルムも本発明の二次電池用電解質組成物を含有するので、初期容量が大きく、またその変動が小さい特徴を有する。殊に、電解質フィルムの電解質塩化合物にLiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22およびLiN(C25SO22などのリチウム塩を使用して構成されるリチウムイオン二次電池は、初期容量が顕著に高く、充放電サイクル特性にも優れ、コイン電池型のポリマー電池を形成するのに有効である。
The three-layer or four-layer laminate used in the present invention is characterized in that the adhesion between the layers is good and the thickness of the laminate is small.
The secondary battery of the present invention formed by laminating a positive electrode current collector on the positive electrode film side of the laminate and laminating a negative electrode current collector on the negative film side is the electrolyte composition for secondary battery of the present invention. An electrolyte film having a high ion conductivity and a high transport number is used as a constituent element. Preferably, the positive electrode film of the constituent element also contains the electrolyte composition for a secondary battery of the present invention. The variation is small. In particular, the electrolyte film is composed of lithium salts such as LiBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 as the electrolyte salt compound of the electrolyte film. The lithium ion secondary battery has a remarkably high initial capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics, and is effective in forming a coin battery type polymer battery.

以下に製造例、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、「部」は、特記しない限り重量基準である。試験および評価は以下の方法によった。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. “Part” is based on weight unless otherwise specified. The test and evaluation were performed according to the following methods.

(1)電解質フィルムの電気化学的特性
「イオン伝導度」は、直径15mmの電解質フィルムを2枚のステンレス電極で挟み、温度50℃、電圧0.5V、周波数範囲5Hz〜13MHzの交流法にて、複素インピーダンス法により測定した。単位は(S/cm)×10-5
「輸率」は、15mmの新たな電解質フィルムを2枚のリチウム金属箔で挟み、温度50℃においてACインピーダンス/DC分極法によりリチウムイオン輸率を測定した。単位は0から1の無次元数。
(1) Electrochemical characteristics of electrolyte film “Ionic conductivity” is determined by an alternating current method in which an electrolyte film having a diameter of 15 mm is sandwiched between two stainless steel electrodes, a temperature of 50 ° C., a voltage of 0.5 V, and a frequency range of 5 Hz to 13 MHz. Measured by the complex impedance method. The unit is (S / cm) × 10 −5 .
“Transport number” was measured by the AC impedance / DC polarization method at a temperature of 50 ° C. with a new electrolyte film of 15 mm sandwiched between two lithium metal foils. Unit is a dimensionless number from 0 to 1.

(2)電解質フィルムの貼り合せ特性(支持フィルム剥離性、SUS板貼り合せ性) 「支持フィルム剥離性」は、プレス成形後の支持フィルム(ポリエチレンテレフタレート製)の剥離状況により評価した。
○:容易に剥がせる。
△:付着するが、ゆっくり剥がすと破れない。
×:付着が強くてゆっくり剥がしても一部破れる。
「SUS板貼り合せ性」は、電解質フィルムを直接ステンレス板に貼り合せる際の状況により評価した。
○:皺を生じずに貼ることができ、密着不良がない。
△:若干皺が生じるか、わずかな部分で密着不良がある
×:皺または密着不良がある。
(2) Bonding Characteristics of Electrolyte Film (Support Film Peelability, SUS Plate Bondability) “Support film peelability” was evaluated based on the peeled state of the support film (made of polyethylene terephthalate) after press molding.
○: Easy to peel off.
Δ: adheres but does not break if peeled off slowly.
X: Strong adhesion and partial tearing even if slowly peeled off.
The “SUS plate bonding property” was evaluated based on the situation when the electrolyte film was directly bonded to the stainless steel plate.
○: Can be applied without wrinkles, and there is no adhesion failure.
Δ: Slight wrinkles or poor adhesion in a small part ×: Wrinkles or poor adhesion.

(3)電池特性(初期容量、初期容量の変動、20サイクル後の容量)
60℃で充放電レートを0.2Cとし、定電流法にて、所定の充放電電圧(充放電の電圧差1.5V)を2回印加した後に電池容量を測定した。1試験対象あたり10試験片を用いて作製したコイン型電池10個について電池容量を測定した。初期電池容量は、これらのうち容量のより大きい5個の値の平均値を用いた。単位は〔mAh/g-活物質〕。また、初期容量の変動は、これら5個の最大値と最小値の差を初期電池容量で除した値を用いた。単位は〔%〕。
電池に所定の充放電電圧を2回印加してから上記初期容量測定後、さらに印加(すなわち充放電サイクル)を繰り返し、20回目の容量を測定した。大きい初期電池容量を示した上記5個の電池について平均値を求めて「20サイクル後の容量」とした。
(4)重量平均分子量(Mw)は、GPCで測定した。
(5)ポリマー組成は、ポリマーを重クロロホルムに溶解し、1H−NMRにより各ユニットの積分値を求め、その算出結果から組成比を求めた。
装置:JNM−EX400型(日本電子データム製)
(3) Battery characteristics (initial capacity, initial capacity fluctuation, capacity after 20 cycles)
The battery capacity was measured after applying a predetermined charge / discharge voltage (charge / discharge voltage difference of 1.5 V) twice by a constant current method at 60 ° C. with a charge / discharge rate of 0.2C. Battery capacity was measured for 10 coin-type batteries produced using 10 test pieces per test object. As the initial battery capacity, an average value of five values having larger capacities was used. The unit is [mAh / g-active material]. In addition, the fluctuation of the initial capacity was a value obtained by dividing the difference between these five maximum values and minimum values by the initial battery capacity. Units〔%〕.
A predetermined charge / discharge voltage was applied twice to the battery, and after the initial capacity measurement, the application (that is, the charge / discharge cycle) was further repeated to measure the 20th capacity. An average value was obtained for the above five batteries showing a large initial battery capacity, and was defined as “capacity after 20 cycles”.
(4) The weight average molecular weight (Mw) was measured by GPC.
(5) For the polymer composition, the polymer was dissolved in deuterated chloroform, the integral value of each unit was determined by 1 H-NMR, and the composition ratio was determined from the calculation result.
Device: JNM-EX400 type (manufactured by JEOL Datum)

(製造例1)有機化合物aの製造
乾燥空気雰囲気下、室温にて100mlのナスフラスコに攪拌しながらポリエチレングリコールメチルエーテル(Aldrich製、分子量350)42g(0.12モル)とホウ酸トリエチル(関東化学社製)11.7g(0.08モル)を添加した。添加終了後、70℃に昇温して3時間反応させた。その後攪拌しながら徐々に冷却して40℃にした段階で、系内を徐々に減圧し、20〜30mmHg(2.7〜4.0kPa)にて1時間保持して生成に伴う揮発分および過剰のホウ酸トリエチルを除去し、ホウ素エステル前駆体bを得た。
次に、乾燥空気雰囲気下、室温にて前駆体b 26.5g(0.050モル)にヘキシルトリメトキシシラン(製品名「KBM3063」、信越化学工業社製)11.9g(0.058モル)を添加した。添加終了後、90℃に昇温して5時間反応させた。その後系内を徐々に減圧にして10〜20mmHg(1.4〜2.7kPa)にて1時間保持し、生成に伴う揮発分および過剰のヘキシルトリメトキシシランを除去して有機化合物aを得た。
Production Example 1 Production of Organic Compound a While stirring in a 100 ml eggplant flask at room temperature in a dry air atmosphere, 42 g (0.12 mol) of polyethylene glycol methyl ether (manufactured by Aldrich, molecular weight 350) and triethyl borate (Kanto) 11.7 g (0.08 mol) of Chemical Co., Ltd. was added. After completion of the addition, the temperature was raised to 70 ° C. and reacted for 3 hours. Thereafter, the system is gradually cooled to 40 ° C. while stirring, and then the pressure inside the system is gradually reduced and kept at 20 to 30 mmHg (2.7 to 4.0 kPa) for 1 hour. The triethyl borate was removed to obtain a boron ester precursor b.
Next, 11.9 g (0.058 mol) of hexyltrimethoxysilane (product name “KBM3063”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to 26.5 g (0.050 mol) of the precursor b at room temperature in a dry air atmosphere. Was added. After completion of the addition, the temperature was raised to 90 ° C. and reacted for 5 hours. Thereafter, the system was gradually depressurized and held at 10 to 20 mmHg (1.4 to 2.7 kPa) for 1 hour to remove volatile components accompanying the formation and excess hexyltrimethoxysilane to obtain an organic compound a. .

有機化合物aの赤外吸収スペクトルを測定し、3440cm-1の水酸基に由来する吸収帯の消失を確認した。有機化合物aは2種の化合物の混合物であり、それらの構造を下式(2)および(3)に示す。
B〔O(CH2CH2O)5CH3〕〔O(CH2CH2O)5CH3〕〔OSi(O
25)(OC25)(C613)〕 (2)および
B〔O(CH2CH2O)5CH3〕〔OSi(OC25)(OC25)(C613)〕〔OSi(OC25)(OC25)(C613)〕 (3)
The infrared absorption spectrum of the organic compound a was measured, and the disappearance of the absorption band derived from the 3440 cm −1 hydroxyl group was confirmed. The organic compound a is a mixture of two kinds of compounds, and their structures are shown in the following formulas (2) and (3).
B [O (CH 2 CH 2 O) 5 CH 3 ] [O (CH 2 CH 2 O) 5 CH 3 ] [OSi (O
C 2 H 5) (OC 2 H 5) (C 6 H 13) ] (2) and
B [O (CH 2 CH 2 O) 5 CH 3 ] [OSi (OC 2 H 5) ( OC 2 H 5) (C 6 H 13) ] [OSi (OC 2 H 5) ( OC 2 H 5) ( C 6 H 13 )] (3)

(製造例2)ポリエーテル系重合体Pの製造
ジャケットおよび攪拌機付きオートクレーブを乾燥して窒素置換し、トリイソブチルアルミニウム65.1部、トルエン217.9部およびジエチルエーテル121.6部を仕込んだ。内温を30℃に設定して攪拌しながらリン酸11.26部を10分間かけて一定速度で添加した。これにトリエチルアミン5部を添加し、60℃で2時間熟成反応し、触媒溶液を得た。 オートクレーブを窒素置換し、n-ヘキサン1514部と上記触媒溶液63.3部を仕込んだ。内温を30℃に設定して、攪拌しながらエチレンオキシドを7.4部加えて反応させ、次いで、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのなど重量混合単量体を14.7部加えて反応させ、シードを形成した。
Production Example 2 Production of Polyether Polymer P The jacket and the autoclave with a stirrer were dried and purged with nitrogen, and 65.1 parts of triisobutylaluminum, 217.9 parts of toluene and 121.6 parts of diethyl ether were charged. While the internal temperature was set at 30 ° C., 11.26 parts of phosphoric acid was added at a constant rate over 10 minutes. To this, 5 parts of triethylamine was added and aged for 2 hours at 60 ° C. to obtain a catalyst solution. The autoclave was purged with nitrogen, and 1514 parts of n-hexane and 63.3 parts of the catalyst solution were charged. Set the internal temperature to 30 ° C, add 7.4 parts of ethylene oxide with stirring and react, then add 14.7 parts of a mixed monomer such as ethylene oxide and propylene oxide to form a seed. did.

内温を60℃に設定して、シードを形成した重合反応液に、エチレンオキサイド439.6部(92モル%)、プロピレンオキサイド25.2部(4モル%)、アリルグリシジルエーテル49.5部(4モル%)、n-ヘキサン427.4部からなる混合溶液を5時間かけて連続的に等速度で添加した。添加終了後、反応を2時間継続した。重合反応率は98%であった。得られた重合体スラリーに、老化防止剤として4,4'-チオビス(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)の5%のトルエン溶液42.4部を添加攪拌した。生成したポリマークラムをろ過後、40℃で真空乾燥して粉体状のポリエーテル系重合体Pを得た。
ポリエーテル系重合体Pの組成は、エチレンオキサイド(EO)単位91.6モル%、プロピレンオキサイド(PO)単位4.7モル%およびアリルグリシジルエーテル3.7モル%であった。また、この重合体の重量平均分子量(Mw)は310,000であった。
In the polymerization reaction liquid in which the internal temperature was set to 60 ° C. and the seed was formed, 439.6 parts (92 mol%) of ethylene oxide, 25.2 parts (4 mol%) of propylene oxide, 49.5 parts of allyl glycidyl ether (4 mol%) and a mixed solution consisting of 427.4 parts of n-hexane were continuously added at a constant rate over 5 hours. After the addition was complete, the reaction was continued for 2 hours. The polymerization reaction rate was 98%. To the resulting polymer slurry, 42.4 parts of a 5% toluene solution of 4,4′-thiobis (6-tert-butyl-3-methylphenol) as an anti-aging agent was added and stirred. The produced polymer crumb was filtered and then vacuum dried at 40 ° C. to obtain a powdery polyether polymer P.
The composition of the polyether polymer P was 91.6 mol% of ethylene oxide (EO) units, 4.7 mol% of propylene oxide (PO) units, and 3.7 mol% of allyl glycidyl ether. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of this polymer was 310,000.

(製造例3)ポリカーボネート系重合体Qの製造
100mlの二口フラスコに、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)40ml、無水炭酸カリウム2.48g(0.025モル)、1,6-ヘキサンジオール(Aldrich社製)2.95g(0.025モル)および1,6-ジヨードヘキサン(東京化成社製)4.23g(0.013モル)を入れた。系内を炭酸ガスで置換した後、炭酸ガスを充填したゴム風船を取り付け、80℃で5時間攪拌した。反応終了後冷却し、エチルエーテルと0.5M塩酸水溶液を加えた後、分液した。水層をさらにエチルエーテルで2回抽出してから、有機層を合わせて1M亜硫酸ナトリウム水溶液で1回、さらに飽和食塩水で2回分液洗浄した。得られた有機層に無水硫酸マグネシウムを添加して放置し、その後、無水硫酸マグネシウムをろ別することにより、脱水したポリカーボネート前駆体溶液を得た。
上記溶液にトリメチロールプロパン(東京化成社製)107g(0.80モル)およびリチウムメトキシド0.25gを添加して室温で4時間攪拌した。その後溶媒を除去してポリカーボネート系重合体Qを得た。ポリカーボネート系重合体QのMwは38,000であった。
(Production Example 3) Production of polycarbonate polymer Q In a 100 ml two-necked flask, 40 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), 2.48 g (0.025 mol) of anhydrous potassium carbonate, 1,6-hexanediol ( 2.95 g (0.025 mol) manufactured by Aldrich) and 4.23 g (0.013 mol) of 1,6-diiodohexane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added. After replacing the inside of the system with carbon dioxide, a rubber balloon filled with carbon dioxide was attached and stirred at 80 ° C. for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled, ethyl ether and 0.5 M aqueous hydrochloric acid solution were added, and the mixture was separated. The aqueous layer was further extracted twice with ethyl ether, and the organic layers were combined and separated and washed once with 1M aqueous sodium sulfite solution and twice with saturated brine. Anhydrous magnesium sulfate was added to the obtained organic layer and allowed to stand, and then anhydrous magnesium sulfate was filtered off to obtain a dehydrated polycarbonate precursor solution.
To the above solution, 107 g (0.80 mol) of trimethylolpropane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.25 g of lithium methoxide were added and stirred at room temperature for 4 hours. Thereafter, the solvent was removed to obtain a polycarbonate polymer Q. Mw of the polycarbonate polymer Q was 38,000.

(実施例1)
60℃に調整したブラベンダミキサーにポリエーテル系重合体P 100部、電解質塩化合物のビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム〔LiN(CF3SO22〕(キシダ化学社製、以下、「LITFSI」と略記す。)30部、フュームドシリカ(製品名「AEROSIL 200V」、日本アエロジル社製、平均1次粒径12nm)10部、紫外線架橋剤2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(製品名「イルガキュア 651」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)1部および有機化合物a 30部を加え、混練して二次電池用電解質組成物を得た。これをPET製支持フィルム(製品名「ダイヤホイル」、三菱化学社製、厚み25μm)にて両面を挟みながら70℃でプレス成形し、厚み32μmの未架橋の電解質フィルムを得た。得られたフィルムに、照射量100mJ/cm2にてUV照射し、架橋フィルムを得た。支持フィルムを剥がした該フィルムの電気化学的特性および貼り合せ特性を試験した結果を表1に示す。
Example 1
100 parts of a polyether polymer P, bis (trifluoromethanesulfonyl) imidolithium [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ] (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ) (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., hereinafter “LITFSI” 30 parts), fumed silica (product name “AEROSIL 200V”, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average primary particle size 12 nm), 10 parts, UV crosslinking agent 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane 1 part of -1-one (product name “Irgacure 651”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and 30 parts of organic compound a were added and kneaded to obtain an electrolyte composition for a secondary battery. This was press-molded at 70 ° C. while sandwiching both sides with a PET support film (product name “Diafoil”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, thickness 25 μm) to obtain an uncrosslinked electrolyte film having a thickness of 32 μm. The obtained film was irradiated with UV at an irradiation amount of 100 mJ / cm 2 to obtain a crosslinked film. Table 1 shows the results of testing the electrochemical characteristics and the bonding characteristics of the film from which the support film was peeled off.

(実施例2)
実施例1においてポリエーテル系重合体Pをポリカーボネート系重合体Qに代え、LITFSIの量を30部から15部に減じ、さらに紫外線架橋剤を用いなかった他は実施例1と同様に行ってPET製支持フィルムで両面を挟みながら厚み47μmの電解質フィルムを巻取った。該フィルムの電気化学的特性および貼り合せ特性を試験した結果を表1に示す。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the polyether polymer P was replaced with the polycarbonate polymer Q in Example 1, the amount of LITFSI was reduced from 30 parts to 15 parts, and no UV crosslinking agent was used. An electrolyte film having a thickness of 47 μm was wound up while sandwiching both sides with the support film made. Table 1 shows the results of testing the electrochemical characteristics and bonding characteristics of the film.

(比較例1、比較例3)
実施例1または実施例2において、有機化合物aを添加しなかった他は実施例1または実施例2と同様に行ってPET製支持フィルムで両面を挟みながらそれぞれ厚み36μmおよび45μmの電解質フィルムを巻取った。それぞれの電解質フィルムの電気化学的特性および貼り合せ特性を試験した結果を表1に示す。
(Comparative Example 1 and Comparative Example 3)
In Example 1 or Example 2, except that the organic compound a was not added, the same procedure as in Example 1 or Example 2 was performed, and an electrolyte film having a thickness of 36 μm and 45 μm was wound while sandwiching both sides with a PET support film. I took it. Table 1 shows the results of testing the electrochemical characteristics and bonding characteristics of each electrolyte film.

(比較例2)
実施例1において、有機化合物aに代えて可塑剤のプロピレンカーボネートを同部数添加した他は実施例1と同様に行ってPET製支持フィルムで両面を挟みながら厚み32μmの電解質フィルムを巻取った。該フィルムの電気化学的特性および貼り合せ特性を試験した結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In Example 1, an electrolyte film having a thickness of 32 μm was wound up in the same manner as in Example 1 except that the same amount of propylene carbonate as a plasticizer was added in place of the organic compound a while sandwiching both surfaces with a PET support film. Table 1 shows the results of testing the electrochemical characteristics and bonding characteristics of the film.

Figure 2007086518
Figure 2007086518

表1が示すように、有機化合物a、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物を含有してなる本発明の二次電池用電解質組成物から得られる電解質フィルムは、イオン伝導度および輸率の高い優れた電気化学的特性を有することに加えて、PET製支持フィルムから容易に剥離でき、かつ,SUS板にしなやかに貼り合せることができるので、フィルム積層体の作製が容易で、しかも層間密着性に優れる特性を有する(実施例1、2)。   As Table 1 shows, the electrolyte film obtained from the electrolyte composition for a secondary battery according to the present invention containing the organic compound a, the ion conductive polymer and the electrolyte salt compound has high ion conductivity and transport number. In addition to having excellent electrochemical properties, it can be easily peeled off from a PET support film and can be plied to a SUS plate, making it easy to produce a film laminate and interlaminar adhesion. (Examples 1 and 2).

一方、ポリエーテル系重合体Pに対して有機化合物aを添加しない比較例1と、ポリカーボネート系重合体Qに対して有機化合物aを添加しない比較例3では、いずれも得られる電解質フィルムのイオン伝導度、輸率とも大きく低下し、比較例1ではフィルムが硬くてSUS板との密着不良が見られた(比較例1と実施例1との対比、および、比較例3と実施例2との対比)。
有機化合物aに代えてプロピレンカーボネートを配合しても、イオン伝導度の改善効果は小さく、輸率の改善効果はなかった(比較例2と同1および実施例1との対比)。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the organic compound a is not added to the polyether polymer P and Comparative Example 3 in which the organic compound a is not added to the polycarbonate polymer Q, the ionic conduction of the obtained electrolyte film is the same. In Comparative Example 1, the film was hard and had poor adhesion with the SUS plate (Comparison between Comparative Example 1 and Example 1, and Comparative Example 3 and Example 2). Contrast).
Even when propylene carbonate was blended in place of the organic compound a, the effect of improving the ionic conductivity was small and there was no effect of improving the transport number (Comparison with Comparative Example 2 and 1 and Example 1).

(実施例3)
二軸押出機(スクリュー径25mm、スクリュー回転数150rpm、L/D=30)の第1フィード口にポリエーテル系重合体P 100部を、第2フィード口にケッチェンブラック(製品名ケッチェンブラックEC、ライオン社製、平均粒径35nm、DBP吸収量350ml/g)15部および活物質Li0.33MnO2(中央電気工業社製、平均粒径0.5μm)300部のヘンシェルミキサーで混合した混合物、ならびに、LITFSI 30部を、ぞれぞれ供給してコートハンガーダイでフィルム状に押し出した(温度条件は入り口バレル温度30℃、中央部バレル160℃、ヘッド140℃、ダイ温度140℃)。押し出されたフィルムの両面をPET製支持フィルムで挟みながら、キャストロールを経て巻取りロールに巻き取ることにより厚み80μmの正極フィルムを得た。
(Example 3)
100 parts of polyether polymer P at the first feed port of the twin screw extruder (screw diameter 25 mm, screw rotation speed 150 rpm, L / D = 30), and ketjen black (product name ketjen black) at the second feed port EC, Lion Corporation, average particle size 35 nm, DBP absorption 350 ml / g) 15 parts and active material Li 0.33 MnO 2 (Chuo Denki Kogyo Co., Ltd. average particle size 0.5 μm) 300 parts of mixture mixed in a Henschel mixer In addition, 30 parts of LITFSI were supplied and extruded into a film shape with a coat hanger die (temperature conditions: inlet barrel temperature 30 ° C., central barrel 160 ° C., head 140 ° C., die temperature 140 ° C.). The both sides of the extruded film were sandwiched between support films made of PET and wound on a winding roll via a cast roll to obtain a positive electrode film having a thickness of 80 μm.

ステンレス鋼製容器(直径20mm、深さ3mm)のキャップとの接合面にポリプロピレン製ガスケット(外径20mm、内径16mm、厚み3mm)を置き、容器内に前記正極フィルム、次いで実施例1で得た電解質フィルム、厚み200μmのリチウム箔の試験片を入れ、ステンレス鋼製円板およびバネを順次重ねて入れ、ステンレス鋼製キャップをかぶせて閉めて厚さ約3.2mmのコイン型電池を作成した。同一のコイン型電池を計10個作製した。
得られたコイン型電池につき、初期容量、初期容量の変動および20サイクル後の容量を測定した結果を表2に記す。
A polypropylene gasket (outer diameter 20 mm, inner diameter 16 mm, thickness 3 mm) was placed on the joint surface of the stainless steel container (diameter 20 mm, depth 3 mm) with the cap, and the positive electrode film was obtained in the container and then obtained in Example 1. A test piece of an electrolyte film and a lithium foil having a thickness of 200 μm was put, a stainless steel disk and a spring were sequentially stacked, and a stainless steel cap was put on to close the battery, so that a coin-type battery having a thickness of about 3.2 mm was formed. A total of 10 identical coin-type batteries were produced.
Table 2 shows the results of measuring the initial capacity, the fluctuation of the initial capacity, and the capacity after 20 cycles for the obtained coin-type battery.

(比較例4)
実施例3において、実施例1で得た電解質フィルムに代えて比較例1で得た電解質フィルムを使用した他は実施例3と同様に行ってコイン型電池を得た。同一のコイン型電池を計10個作製した。得られたコイン型電池につき実施例3と同様の試験を行った結果を表2に記す。
(Comparative Example 4)
In Example 3, a coin type battery was obtained in the same manner as in Example 3 except that the electrolyte film obtained in Comparative Example 1 was used instead of the electrolyte film obtained in Example 1. A total of 10 identical coin-type batteries were produced. Table 2 shows the results of a test similar to that of Example 3 performed on the obtained coin-type battery.

(実施例4)
実施例3において、二軸押出機の第2フィード口に供給するヘンシェルミキサー混合物に有機化合物aを30部混合してある他は実施例3と同様に行ってコイン型電池を得た。
同一のコイン型電池を計10個作製した。得られたコイン型電池につき実施例3と同様の試験を行った結果を表2に記す。
(Example 4)
In Example 3, a coin-type battery was obtained in the same manner as in Example 3 except that 30 parts of the organic compound a was mixed with the Henschel mixer mixture supplied to the second feed port of the twin screw extruder.
A total of 10 identical coin-type batteries were produced. Table 2 shows the results of a test similar to that of Example 3 performed on the obtained coin-type battery.

Figure 2007086518
Figure 2007086518

表2が示すように、実施例1で得た、有機化合物aを含有する電解質フィルムを用いた実施例3の電池は、比較例1で得た、有機化合物aを含有しない電解質フィルムを用いた比較例4の電池に比べて、初期容量が大きく、かつ、その変動が小さい。また、実施例3の電池は、20サイクル後の容量が大きく、容量保持特性にも優れている。
また、有機化合物aを電解質フィルムのみならず正極フィルムも含有する二次電池は、さらに容量の変動が小さく、高容量であった(実施例4)。
As shown in Table 2, the battery of Example 3 using the electrolyte film containing the organic compound a obtained in Example 1 uses the electrolyte film not containing the organic compound a obtained in Comparative Example 1. Compared to the battery of Comparative Example 4, the initial capacity is large and the fluctuation is small. Further, the battery of Example 3 has a large capacity after 20 cycles and is excellent in capacity retention characteristics.
Moreover, the secondary battery containing not only the electrolyte film but also the positive electrode film of the organic compound a had a smaller capacity fluctuation and a high capacity (Example 4).

本発明の二次電池用電解質組成物は、イオン伝導度および輸率が高く、層間密着性に優れる電解質フィルムを与える。この電解質フィルムを有する二次電池は、安定して高容量を示す。
この電解質フィルムを有する二次電池は、広く利用可能であるが、特に、携帯電話、ノート型パソコンなどモバイル機器を始め、小型の電子・電気機器の電源としての、リチウム電池に代表される二次電池として有用度が高い。
The electrolyte composition for a secondary battery of the present invention provides an electrolyte film having high ionic conductivity and transport number and excellent interlayer adhesion. A secondary battery having this electrolyte film stably exhibits a high capacity.
Secondary batteries having this electrolyte film can be widely used. In particular, secondary batteries represented by lithium batteries as power sources for mobile devices such as mobile phones and notebook computers, as well as small electronic and electrical devices. It is highly useful as a battery.

Claims (22)

下記一般式(1)で示される有機化合物、イオン伝導性高分子および電解質塩化合物を含有してなる二次電池用電解質組成物。
M(OR1)(OR2)(OR3) (1)
式中、Mは周期表3B族元素;
1、R2およびR3の一つまたは二つは−(CH2CH2O)n4を、残りの二つまたは一つは−Si(R5)(R6)(R7)を表す。
4はアルキル基、アルケニル基、フェニル基またはアルキルフェニル基;
5、R6およびR7はアルキル基、アルケニル基、フェニル基もしくはアルキルフェニル基、アルキルオキシ基、アルケニルオキシ基、フェニルオキシ基、アルキルフェニルオキシ基、フルオロアルキル基、アクリロキシアルキル基、メタクリロキシアルキル基または窒素含有アルキレン基;
nは1〜50の整数である。
An electrolyte composition for a secondary battery comprising an organic compound represented by the following general formula (1), an ion conductive polymer and an electrolyte salt compound.
M (OR 1 ) (OR 2 ) (OR 3 ) (1)
Where M is a periodic table group 3B element;
One or two of R 1 , R 2 and R 3 is — (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and the other two or one is —Si (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). Represents.
R 4 represents an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group or an alkylphenyl group;
R 5 , R 6 and R 7 are alkyl group, alkenyl group, phenyl group or alkylphenyl group, alkyloxy group, alkenyloxy group, phenyloxy group, alkylphenyloxy group, fluoroalkyl group, acryloxyalkyl group, methacryloxy An alkyl group or a nitrogen-containing alkylene group;
n is an integer of 1-50.
一般式(1)で示される有機化合物および電解質塩化合物の含有量が、イオン伝導性高分子100重量部あたり、それぞれ、10〜400重量部および5〜70重量部である請求項1に記載の二次電池用電解質組成物。 The content of the organic compound and the electrolyte salt compound represented by the general formula (1) is 10 to 400 parts by weight and 5 to 70 parts by weight, respectively, per 100 parts by weight of the ion conductive polymer. An electrolyte composition for a secondary battery. 一般式(1)におけるMがホウ素またはアルミニウムである請求項1または2に記載の二次電池用電解質組成物。   The electrolyte composition for a secondary battery according to claim 1 or 2, wherein M in the general formula (1) is boron or aluminum. 一般式(1)で示される有機化合物が、式M(OR8)(OR9)OHで表される化合物中の全ての−OH基を−OSi(R5)(R6)(R7)に置換したものである請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
ここで、R8は(CH2CH2O)n4を、R9はHまたは(CH2CH2O)n4をそれぞれ表す。
The organic compound represented by the general formula (1) converts all —OH groups in the compound represented by the formula M (OR 8 ) (OR 9 ) OH to —OSi (R 5 ) (R 6 ) (R 7 ). The electrolyte composition for secondary batteries according to any one of claims 1 to 3, wherein
Here, R 8 represents (CH 2 CH 2 O) n R 4 , and R 9 represents H or (CH 2 CH 2 O) n R 4 .
イオン伝導性高分子が、主鎖または側鎖にアルキレンオキサイド構造またはカーボネート構造を有する有機高分子である請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。   The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the ion conductive polymer is an organic polymer having an alkylene oxide structure or a carbonate structure in a main chain or a side chain. 前記イオン伝導性高分子がエチレンオキサイドの繰り返し単位を50〜100モル%およびエチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体の繰り返し単位を50〜0モル%有する重合体である請求項1〜5のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。   The ion conductive polymer is a polymer having 50 to 100 mol% of ethylene oxide repeating units and 50 to 0 mol% of repeating units of other oxirane monomers copolymerizable with ethylene oxide. The electrolyte composition for secondary batteries according to any one of 5. エチレンオキサイドと共重合可能な他のオキシラン単量体が、炭素数3〜20のアルキレンオキサイド、炭素数4〜10のグリシジルエーテル、芳香族ビニル化合物のオキシド、および、これらのオキシラン単量体に架橋性の官能基を導入した架橋性オキシラン単量体の中から選ばれる少なくとも一種である請求項6に記載の二次電池用電解質組成物。   Other oxirane monomers copolymerizable with ethylene oxide are alkylene oxides having 3 to 20 carbon atoms, glycidyl ethers having 4 to 10 carbon atoms, oxides of aromatic vinyl compounds, and crosslinking to these oxirane monomers. The electrolyte composition for a secondary battery according to claim 6, which is at least one selected from crosslinkable oxirane monomers into which a functional group is introduced. イオン伝導性高分子の重量平均分子量(Mw)が、5,000〜5,000,000の範囲である請求項1〜7のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。 The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein a weight average molecular weight (Mw) of the ion conductive polymer is in a range of 5,000 to 5,000,000. さらに、フュームドシリカを、イオン伝導性高分子100重量部に対して、3〜50重量部含有してなる請求項1〜8のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。   Furthermore, 3-50 weight part of fumed silica is contained with respect to 100 weight part of ion conductive polymers, The electrolyte composition for secondary batteries in any one of Claims 1-8. さらに、一般式(1)におけるR1、R2およびR3が−(CH2CH2O)n4であるトリエステル化合物を、イオン伝導性高分子100重量部に対して、2〜80重量部含有してなる請求項1〜9のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。Furthermore, the triester compound in which R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) are — (CH 2 CH 2 O) n R 4 is added in an amount of 2 to 80 with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. The electrolyte composition for a secondary battery according to any one of claims 1 to 9, wherein the electrolyte composition is contained in parts by weight. さらに、下記一般式
4(OCH2CH2n−Si(R5)(R6)(R7
で表される化合物を、イオン伝導性高分子100重量部に対して、5〜100重量部含有してなる請求項1〜10のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。
Furthermore, the following general formula R 4 (OCH 2 CH 2) n -Si (R 5) (R 6) (R 7)
The electrolyte composition for secondary batteries in any one of Claims 1-10 formed by containing 5-100 weight part of compounds represented by these with respect to 100 weight part of ion conductive polymers.
さらに、架橋剤を、前記イオン伝導性高分子100重量部に対して、0.1〜10重量部含有してなる請求項1〜11のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物。   Furthermore, 0.1-10 weight part of crosslinking agents are contained with respect to 100 weight part of said ion conductive polymers, The electrolyte composition for secondary batteries in any one of Claims 1-11. 請求項1〜12のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物を成形してなる、または成形および架橋してなる電解質フィルム。   The electrolyte film formed by shape | molding the electrolyte composition for secondary batteries in any one of Claims 1-12, or shape | molding and bridge | crosslinking. 請求項1〜12のいずれかに記載の二次電池用電解質組成物、正極活物質、および導電性付与剤を含有してなる正極形成用組成物。   The composition for positive electrode formation formed by containing the electrolyte composition for secondary batteries in any one of Claims 1-12, a positive electrode active material, and an electroconductivity imparting agent. 導電性付与剤が、平均粒径10〜80nmを有するカーボン粒子である請求項14に記載の正極形成用組成物。 The composition for positive electrode formation according to claim 14, wherein the conductivity-imparting agent is carbon particles having an average particle diameter of 10 to 80 nm. 導電性付与剤の量が、正極活物質100重量部に対して1〜30重量部である請求項14または15に記載の正極形成用組成物。 The composition for forming a positive electrode according to claim 14 or 15, wherein the amount of the conductivity imparting agent is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. 正極活物質の量と、二次電池用電解質組成物中の一般式(1)で表される有機化合物の量との割合は、正極活物質100重量部に対して、該有機化合物の量が5〜100重量部である請求項14〜16のいずれかに記載の正極形成用組成物。   The ratio between the amount of the positive electrode active material and the amount of the organic compound represented by the general formula (1) in the secondary battery electrolyte composition is such that the amount of the organic compound is 100 parts by weight of the positive electrode active material. It is 5-100 weight part, The composition for positive electrode formation in any one of Claims 14-16. 正極活物質の量と、二次電池用電解質組成物中のイオン伝導性高分子の量との割合は、イオン伝導性高分子100重量部に対して、正極活物質の量が10〜5,000重量部である請求項14〜17のいずれかに記載の正極形成用組成物。   The ratio of the amount of the positive electrode active material to the amount of the ion conductive polymer in the electrolyte composition for secondary batteries is such that the amount of the positive electrode active material is 10 to 5, with respect to 100 parts by weight of the ion conductive polymer. It is 000 weight part, The composition for positive electrode formation in any one of Claims 14-17. 請求項14〜17のいずれかに記載の正極形成用組成物を成形してなる正極フィルム。   The positive electrode film formed by shape | molding the composition for positive electrode formation in any one of Claims 14-17. 請求項13に記載の電解質フィルムを構成要素に有する二次電池。   A secondary battery having the electrolyte film according to claim 13 as a constituent element. 請求項19に記載の正極フィルムおよび請求項13に記載の電解質フィルムの積層体を構成要素に有する二次電池。   The secondary battery which has the laminated body of the positive electrode film of Claim 19, and the electrolyte film of Claim 13 in a component. 請求項13に記載の電解質フィルムの片面に正極フィルム、他の片面に負極フィルムを重ねた構造の積層体に対して、正極フィルム面側に正極集電体を、負極フィルム側に負極集電体をそれぞれ配置して構成されてなる二次電池。 The positive electrode current collector on the positive electrode film surface side and the negative electrode current collector on the negative electrode film side with respect to the laminate having a structure in which the positive electrode film is laminated on one side of the electrolyte film according to claim 13 and the negative electrode film is laminated on the other side. A secondary battery formed by arranging each of the above.
JP2007556022A 2006-01-27 2007-01-26 Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery Expired - Fee Related JP5145941B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007556022A JP5145941B2 (en) 2006-01-27 2007-01-26 Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006019706 2006-01-27
JP2006019706 2006-01-27
JP2007556022A JP5145941B2 (en) 2006-01-27 2007-01-26 Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery
PCT/JP2007/051288 WO2007086518A1 (en) 2006-01-27 2007-01-26 Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film and secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007086518A1 true JPWO2007086518A1 (en) 2009-06-25
JP5145941B2 JP5145941B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=38309304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007556022A Expired - Fee Related JP5145941B2 (en) 2006-01-27 2007-01-26 Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5145941B2 (en)
WO (1) WO2007086518A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033815A (en) * 2017-08-31 2020-04-17 日本瑞翁株式会社 Composition for electrochemical element functional layer, functional layer for electrochemical element, and electrochemical element

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011181463A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Tdk Corp Polymer electrolyte, secondary battery, and method of manufacturing secondary battery
JPWO2019221267A1 (en) * 2018-05-18 2021-06-17 Eneos株式会社 Liquid crystal compounds, ionic conductors, electrolyte films and secondary batteries
JP7051620B2 (en) 2018-07-05 2022-04-11 株式会社日立製作所 Battery cell sheet manufacturing method and secondary battery manufacturing method
CN112952193B (en) * 2021-03-23 2022-04-01 广东聚圣科技有限公司 Gel-state electrolyte, preparation method and preparation method of lithium ion battery
WO2024096126A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-10 住友化学株式会社 Battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3743694B2 (en) * 1996-06-06 2006-02-08 矢崎総業株式会社 Conductive material and composition for conductive material
JPH10241460A (en) * 1996-12-25 1998-09-11 Yazaki Corp Solid electrolyte material and lithium secondary battery
JP3433446B2 (en) * 1997-12-16 2003-08-04 矢崎総業株式会社 Electrolyte for non-aqueous batteries and non-aqueous batteries
JP4569063B2 (en) * 2001-09-17 2010-10-27 株式会社Gsユアサ Polymer solid electrolyte and polymer solid electrolyte lithium battery
TWI244787B (en) * 2002-11-21 2005-12-01 Hitachi Ltd Boron-containing compound, ion-conductive polymer and polyelectrolyte for electrochemical devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033815A (en) * 2017-08-31 2020-04-17 日本瑞翁株式会社 Composition for electrochemical element functional layer, functional layer for electrochemical element, and electrochemical element
CN111033815B (en) * 2017-08-31 2023-04-28 日本瑞翁株式会社 Composition for functional layer of electrochemical element, functional layer for electrochemical element, and electrochemical element

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007086518A1 (en) 2007-08-02
JP5145941B2 (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102303831B1 (en) Polymer, electrolyte comprising the polymer, and lithium secondary battery comprising the electrolyte
KR101439716B1 (en) Solid electrolyte composition, solid electrolyte, lithium ion secondary battery, and method for producing lithium ion secondary battery
JP3749217B2 (en) Novel cross-linking agent and cross-linked solid polymer electrolyte containing the same
JP5326566B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP6492181B2 (en) Electrode sheet for all-solid-state secondary battery and method for producing all-solid-state secondary battery
JP7444206B2 (en) Slurry for non-aqueous battery separators and non-aqueous battery separators
JP5145941B2 (en) Electrolyte composition for secondary battery, electrolyte film, and secondary battery
US20080044731A1 (en) Material for solid polymer electrolyte, and polyether polymer and process for producing same
CN101563807B (en) Ion conducting polymer electrolyte and secondary battery using the same
JP2005350673A (en) Polysiloxane compound and solid polymer electrolytic composition using the same
JP4816081B2 (en) Cross-linked polymer electrolyte and its use
JP5155278B2 (en) Ion conductive polymer electrolyte secondary battery
JP2003197030A (en) Polymer solid electrolytic and battery
KR20160045142A (en) Binder composition for nonaqueous battery electrodes, slurry for nonaqueous battery electrodes, nonaqueous battery electrode, and nonaqueous battery
JP7317432B2 (en) Copolymer for polymer electrolyte, gel polymer electrolyte containing the same, and lithium secondary battery
JP5682557B2 (en) Positive electrode for secondary battery and secondary battery
JP5638224B2 (en) Polymer electrolyte, lithium battery including the same, method for producing polymer electrolyte, and method for producing lithium battery
TWI244787B (en) Boron-containing compound, ion-conductive polymer and polyelectrolyte for electrochemical devices
JP2002251999A (en) Nonaqueous battery, paste for electrode used in battery and electrode
JP2006252878A (en) Manufacturing method of ion conductive composition
JPH10334731A (en) Composite electrolyte and its use
JP2006294605A (en) Laminate for polymer battery, its manufacturing method, and polymer battery
JP4470360B2 (en) Molding material for polymer solid electrolyte, polymer solid electrolyte molded body, and method for producing the same
JP4674475B2 (en) Method for producing lithium battery laminate
JP2011090957A (en) Ionic conductive polymer composite electrolyte

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090911

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5145941

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees