WO2024024825A1 - 改質硫化物固体電解質及びその製造方法並びに電極合材及びリチウムイオン電池 - Google Patents

改質硫化物固体電解質及びその製造方法並びに電極合材及びリチウムイオン電池 Download PDF

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智幸 奥山
敬太 瀬田
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出光興産株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a modified sulfide solid electrolyte, a method for producing the same, an electrode mixture, and a lithium ion battery.
  • Sulfide solid electrolytes have long been known as solid electrolytes used in solid electrolyte layers, and sulfide solid electrolytes are primarily desired to have improved ionic conductivity, and furthermore, when used in lithium ion batteries. There is also a growing demand for improvements in battery performance. As methods for improving these performances, for example, techniques of coating the surface of a solid electrolyte, techniques of using a composition containing a solid electrolyte and an organic compound, etc. are being considered.
  • Patent Document 1 proposes a method for producing a composite solid electrolyte in which the surface of a sulfide-based solid electrolyte is coated with a predetermined halogenated hydrocarbon compound as a coating material in order to improve ionic conductivity.
  • Patent Document 3 discloses a solid electrolyte composition containing a dispersion medium such as a ketone compound and an alcohol compound as a solid electrolyte composition capable of producing an all-solid-state secondary battery exhibiting excellent battery capacity.
  • Patent Document 5 describes an all-solid-state secondary battery that suppresses the growth of lithium dendrites, makes short circuits less likely to occur, and suppresses a drop in battery voltage at a high level.
  • a technique using a solid electrolyte composition containing an organic compound having an ionic monovalent halogen atom is disclosed.
  • Patent Document 6 in a sulfide solid electrolyte containing lithium element, phosphorus element, and sulfur element, and also containing an ester compound of carboxylic acid and alcohol, the ester compound is applied to the surface of the conductive sulfide.
  • the sulfide solid electrolyte is bound or adsorbed to improve the cycle characteristics of a solid battery, and the sulfide solid electrolyte is manufactured by wet-pulverizing a slurry containing a lithium ion conductive sulfide, an organic solvent, and an ester compound. It is disclosed that it can be obtained by a method.
  • Patent Document 7 discloses a technique for improving ionic conductivity by coating a sulfide-based solid electrolyte using a predetermined organic compound having a halogen element as a functional group as a coating agent. discloses a technique for improving ionic conductivity and moldability by incorporating a phosphorus compound such as a phosphoric acid ester. Further, Patent Document 9 describes that an anionic surfactant that is a monomer or oligomer such as a sulfosuccinate salt or a benzenesulfonate salt, a solvent, and a sulfide solid electrolyte are mixed, and then the solvent is removed.
  • an anionic surfactant that is a monomer or oligomer such as a sulfosuccinate salt or a benzenesulfonate salt, a solvent, and a sulfide solid electrolyte are mixed, and then the solvent is removed.
  • a method for producing a solid electrolyte and a solid electrolyte containing a predetermined amount of the surfactant per specific surface area are disclosed. It is also disclosed that by using a surfactant, a sulfide solid electrolyte can be obtained in which generation of hydrogen sulfide and coarsening of the particle size are suppressed.
  • JP2020-87633A JP 2017-147173 Publication International Publication No. 2019/151373 pamphlet Japanese Patent Application Publication No. 2017-157300 JP2019-067523A International Publication No. 2020/203231 pamphlet JP2020-087633A JP2020-166994A International Publication No. 2021/029315 pamphlet
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a modified sulfide solid electrolyte and a material that have excellent coating suitability when applied as a paste and can efficiently exhibit excellent battery performance.
  • the purpose of the present invention is to provide a manufacturing method thereof, and also to provide an electrode composite material and a lithium ion battery that exhibit excellent battery performance.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the present invention is A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I). a modified sulfide solid electrolyte, including It is.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F)) except for.)
  • Compound (F) A compound having two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F (X 1F represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group
  • Compound (G) Thiol compound
  • Metal-free phosphorus compound (However, it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom.)
  • Compound (I) Metal-free boron compound
  • the method for producing a modified sulfide solid electrolyte according to the present invention includes: A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I). mixing , with an organic solvent; A method for producing a modified sulfide solid electrolyte, comprising: removing the organic solvent; It is.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F)) except for.)
  • Compound (F) A compound having two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F (X 1F represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group
  • Compound (G) Thiol compound
  • Metal-free phosphorus compound (However, it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom.)
  • Compound (I) Metal-free boron compound
  • the electrode composite material according to the present invention is An electrode mixture comprising the modified sulfide solid electrolyte according to the present invention and an electrode active material, It is. Furthermore, the lithium ion battery according to the present invention includes: A lithium ion battery comprising at least one of the modified sulfide solid electrolyte according to the present invention and the electrode composite material according to the present invention, It is.
  • a modified sulfide solid electrolyte that has excellent coating suitability when applied as a paste and can efficiently exhibit excellent battery performance, and a method for producing the same.
  • An electrode mixture and a lithium ion battery that exhibit battery performance can be provided.
  • this embodiment an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “this embodiment”) will be described.
  • the upper and lower limits of numerical ranges of "more than”, “less than”, and “ ⁇ ” are values that can be combined arbitrarily, and the values in the examples are used as the upper and lower limits. You can also do that.
  • Patent Documents 1 to 9 As shown in Patent Documents 1 to 9, techniques for coating or containing a certain compound on the surface of a sulfide solid electrolyte have conventionally existed. Patent Documents 1 to 9 use the technology to improve ionic conductivity, suppress battery capacity and battery voltage drop in lithium ion batteries, maintain discharge capacity when charging and discharging are repeated, etc. The goal is to improve battery performance by improving cycle characteristics.
  • a paste is prepared by mixing a solid electrolyte, other prescribed components, and a solvent, and the paste is applied to form a separator layer. , to form an electrode mixture layer.
  • a solid electrolyte constituting these layers, and it is effective to use a solid electrolyte with a large specific surface area to improve the density.
  • Patent Documents 1 to 9 many methods have been studied to improve ionic conductivity and battery performance. However, with the practical application of lithium-ion batteries rapidly progressing, we focused on mass production and noticed that no consideration had been given to methods for improving performance in the manufacturing process, such as paste coating suitability.
  • the present inventors while following the technology of coating the surface of a sulfide solid electrolyte with a certain compound disclosed in Patent Documents 1 to 9, focused on the compound to be coated on the surface and continued intensive research. Even with a sulfide solid electrolyte, which has a large surface area of 10 m 2 /g or more, by attaching a combination of multiple types of predetermined compounds to the surface, it has excellent coating suitability when applied as a paste.
  • the present inventors have discovered that a sulfide solid electrolyte can be obtained which can efficiently exhibit excellent battery performance.
  • a sulfide solid electrolyte By combining a plurality of predetermined compounds used in the present invention and attaching them to the surface of a sulfide solid electrolyte, even a sulfide solid electrolyte with a large specific surface area of 10 m 2 /g or more can be coated as a paste. It is a surprising phenomenon that has not been recognized at all until now that the effect of excellent coating suitability during coating can be obtained.
  • solid electrolyte means an electrolyte that maintains a solid state at 25° C. under a nitrogen atmosphere.
  • the “sulfide solid electrolyte” obtained by the manufacturing method of this embodiment is a solid electrolyte that contains lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms, and has ionic conductivity due to the lithium atoms.
  • Sulfide solid electrolyte includes both a crystalline sulfide solid electrolyte having a crystal structure and an amorphous sulfide solid electrolyte.
  • a crystalline sulfide solid electrolyte is a solid electrolyte in which a peak derived from the solid electrolyte is observed in the X-ray diffraction pattern in powder X-ray diffraction (XRD) measurement. It does not matter whether or not there is a peak derived from the raw material.
  • the crystalline sulfide solid electrolyte includes a crystal structure derived from a solid electrolyte, and even if part of it is a crystal structure derived from the solid electrolyte, the entire crystal structure is not derived from the solid electrolyte. It's okay, it's something. If the crystalline sulfide solid electrolyte has an X-ray diffraction pattern as described above, it means that a part of the crystalline sulfide solid electrolyte contains an amorphous sulfide solid electrolyte (also referred to as a "glass component"). It's okay to leave it alone. Therefore, the crystalline sulfide solid electrolyte includes so-called glass ceramics obtained by heating an amorphous solid electrolyte (glass component) to a temperature equal to or higher than the crystallization temperature.
  • an amorphous sulfide solid electrolyte (glass component) is a halo pattern whose X-ray diffraction pattern in powder X-ray diffraction (XRD) measurement is substantially free of peaks other than material-derived peaks. This means that it does not matter whether or not there is a peak derived from the raw material of the solid electrolyte.
  • XRD powder X-ray diffraction
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the first form of this embodiment is A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I); modified sulfide solid electrolytes, including It is.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F) except for.)
  • Compound (F) Two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F (X 1F represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group
  • Compound (G) Thiol compound
  • Metal-free phosphorus compound (However, it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom.)
  • Compound (I) Metal-free boron compound
  • the sulfide solid electrolyte containing lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms can be obtained by conventional methods, for example, using lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, lithium halide, elemental halogen, etc. as raw materials.
  • a typical example is a sulfide solid electrolyte. That is, the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment includes a sulfide solid electrolyte having a large BET specific surface area of 10 m 2 /g or more according to the conventional method, and at least one selected from the above compounds (A) to (I). It includes two types of compounds (hereinafter also simply referred to as "multiple types of specific compounds").
  • sulfide is contained in the amount necessary to ensure the density of the solid electrolyte in the layer in order to achieve the desired battery performance.
  • the coating performance of the resulting paste was significantly reduced, and it was extremely difficult to efficiently form a positive electrode, negative electrode, and electrolyte layer.
  • the sulfide solid electrolyte of this embodiment has dramatically improved coating suitability by containing a conventional sulfide solid electrolyte and multiple types of specific compounds, that is, it has been "modified”. Therefore, it should be called a "modified sulfide solid electrolyte.”
  • the plurality of specific compounds used in the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment are all compounds containing heteroatoms such as oxygen atoms, halogen atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and boron atoms. This is common.
  • the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment requires the use of a combination of a plurality of specific compounds (A) to (I) above among compounds containing heteroatoms. By using a plurality of such specific compounds in combination, it is possible to exhibit excellent coating suitability when applied as a paste and to efficiently exhibit excellent battery performance.
  • a sulfide solid electrolyte containing at least two compounds selected from the above compounds (A) to (I) has a lower oil absorption than a sulfide solid electrolyte that does not contain these compounds.
  • the reduction in oil absorption is due to multiple types of specific compounds adhering to the surface of the sulfide solid electrolyte and blocking at least part of the pores of the sulfide solid electrolyte.
  • improvement in coating suitability is related to oil absorption as well as specific surface area. It is presumed that the adhesion of multiple types of specific compounds to the surface of the sulfide solid electrolyte reduces oil absorption and improves coating suitability.
  • the details of the manner in which they are attached that is, whether it is physical adhesion or chemical adhesion, are also unknown.
  • heteroatoms such as oxygen atoms have the property of easily bonding with lithium atoms, halogen atoms, etc.
  • the heteroatoms contained in the above compounds (A) to (I) are the lithium atoms constituting the sulfide solid electrolyte, It is likely that it is a chemical adhesion that combines with halogen atoms etc. and adheres to the surface, but considering the speculations mentioned above, even if it is a chemical adhesion, it is not a physical adhesion. It is also thought that the oil absorption amount will be reduced and the coating suitability will be improved.
  • the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment no matter which of the above is attached, as long as a combination of multiple types of the above-mentioned compounds (A) to (I) is attached to the surface of the modified sulfide solid electrolyte. It is thought that the oil absorption amount is easily reduced, and as a result, the coating suitability is improved and battery performance can be improved.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the second form of the present embodiment has the following features in the first form: At least one compound selected from the compounds (B) and at least one compound selected from the compounds (A) and (C) to (I),
  • the third form is, in the first or second form, At least one compound selected from the compound (B) and at least one compound selected from the compounds (A), (C) and (F), That is what it is.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment if at least two kinds of compounds selected from the above compounds (A) to (I) are used, it will have excellent coating suitability and efficient application when applied as a paste.
  • the effect of exhibiting excellent battery performance is achieved, especially when at least one compound selected from compound (A) and at least one compound selected from compounds (B) to (I) are combined.
  • coating suitability is further improved. and achieve superior battery performance more efficiently.
  • Compound (B) is a compound that has a more excellent effect on the expression of oxidation resistance among the above compounds (A) to (I), and is a compound that has a more excellent effect on the expression of oxidation resistance than other compounds (A) and (C) to (I). is a compound that has a better effect on reducing oil absorption. Therefore, by using compound (B) in combination with other compounds (A) and (C) to (I), coating suitability is improved by reducing oil absorption, and the density of the solid electrolyte is improved. This can be expected to improve battery performance and improve oxidation resistance, which is one of battery performance.
  • Oxidation resistance refers to the performance of a solid electrolyte in terms of its resistance to oxidation
  • improved oxidation resistance means that the oxidation current measured by cyclic voltammetry measurement (CV measurement (oxidation current measurement)), which will be described later, increases. means to become smaller.
  • CV measurement oxidation current measurement
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the fourth embodiment of the present invention has the following features in any one of the first to third embodiments:
  • the heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom of the compounds (A) and (B) is an oxirane ring, That is what it is.
  • any compound having a heterocycle can be used without any particular restriction, that is, excellent coating suitability can be obtained.
  • an oxirane ring as the heterocycle, that is, by using a compound having one or more oxirane rings, the compounds (A) and (B) easily adhere to the sulfide solid electrolyte, The oil absorption amount is further reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the fifth embodiment of the present invention has the following features in any one of the first to fourth embodiments:
  • X 1C represents a halogen atom
  • a halogenated silyl group -SiX 1c n 1C (X 1C represents a halogen atom, and n 1C represents an integer of 1 to 3)
  • the compound (C) is an organic halide, that is, an organic compound having a halogen atom in part, and can be used without any particular restrictions as long as it is a compound other than the compound (F) described below, that is, it has excellent coating suitability. can get.
  • the compound (C) is at least one type of compound selected from the above three halogen atom-containing groups as an organic halide other than the compound (F)
  • the compound (C) tends to adhere to the sulfide solid electrolyte. It is thought that this will further reduce oil absorption, make it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently provide excellent battery performance.
  • a compound having one of the above -CH 2 X 1C (X 1C represents a halogen atom) has two or more -CH 2 Since it does not have a halogen-containing group shown in ), it does not fall under compound (F). Furthermore, since the above compounds having a halogenated formyl group and compounds having a halogenated silyl group do not fall under compound (F), two or more -CH 2 X 1F (X 1F is a fluorine atom or a bromine atom Compounds having a halogen-containing group represented by (indicating an atom) are not included.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the sixth form of the present embodiment has the following features in the fourth or fifth form:
  • the compound (A) is at least one selected from epoxy compound 1A represented by the following general formula (1A), epoxy compound 2A represented by the following general formula (2A), and epoxy compound 3A represented by the following general formula (3A) is a compound of That is what it is.
  • any compound having a heterocycle can be used without particular restriction, that is, excellent coating suitability can be obtained.
  • an oxirane ring as the heterocycle, that is, by using a compound having one oxirane ring, the compound (A) is more likely to adhere to the sulfide solid electrolyte, and the oil absorption is further reduced. It is thought that excellent coating suitability can be easily obtained and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • the compound (A) be attached at a moderate level.
  • Appropriate adhesion improves battery performance by improving coating suitability due to the effect of reducing oil absorption, while suppressing the decline in ionic conductivity and reducing the effect of improving battery performance due to improved coating suitability.
  • the compound (A) is preferably a compound having a specific structure as shown by the above general formula. This is because it is thought that an appropriate state of chemical or physical adhesion can be obtained by appropriate steric hindrance.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the seventh aspect of the present embodiment has the following features in any one of the fourth to sixth aspects:
  • the compound (B) is an epoxy compound having at least two or more groups selected from an epoxy group, a glycidyl group, and a glycidyl ether group, represented by the following general formula (1B), That is what it is.
  • any compound having a heterocycle can be used without any particular restriction, that is, excellent coating suitability can be obtained.
  • a compound that employs an oxirane ring as the heterocycle and has two or more oxirane rings more specifically, a compound that has any of an epoxy group, a glycidyl group, and a glycidyl ether group as a group having an oxirane ring. Therefore, it is thought that compound (B) will more easily adhere to the sulfide solid electrolyte, so the oil absorption will be further reduced, it will be easier to obtain excellent coating suitability, and it will be possible to obtain excellent battery performance more efficiently. It will be done.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the eighth aspect of the present embodiment has the following features in any one of the fifth to seventh aspects:
  • the compound (C) is an organic halide 1a represented by the following general formula (1C), an organic halide 1b represented by the following general formula (2C), an organic halide 1c represented by the following general formula (3C), and the following At least one compound selected from organic halides 1d represented by the general formula (4C), That is what it is.
  • the compound (C) is an organic halide, that is, an organic compound having a halogen atom in part, and can be used without any particular restrictions as long as it is a compound other than the compound (F) described below, that is, it has excellent coating suitability. can get.
  • the compound (C) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, resulting in a further reduction in oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and making it more efficient. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the compound (C) represented by the above general formula is a compound having one -CH 2 X 1C (X 1C represents a halogen atom), a halogenated formyl group, It corresponds to either a compound having a halogenated silyl group or a compound having a halogenated silyl group.
  • the compounds represented by the above general formulas ( 1C ) and ( 2C ) correspond to compounds having one -CH 2 ) corresponds to a compound having a halogenated formyl group
  • the compound represented by general formula (4C) corresponds to a compound having a halogenated silyl group.
  • aliphatic hydrocarbon group of X 31C or X 32C in general formula (3C) is a group in which one hydrogen atom connected to the terminal carbon is replaced with a halogen atom
  • it can be a compound that has a halogenated formyl group and one -CH 2 This takes into consideration the fact that the compound may correspond to a compound having one X 1C (X 1C represents a halogen atom).
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the ninth aspect of the present embodiment has the following features in any one of the first to eighth aspects:
  • the compound (D) is a compound represented by the following general formula (1D), That is what it is.
  • compound (D) when using the compound represented by the above general formula, compound (D) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, so the oil absorption is further reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and the efficiency is increased. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the tenth aspect of the present embodiment in any one of the first to ninth aspects, includes:
  • the compound (E) is a compound represented by the following general formula (1E), That is what it is.
  • compound (E) when using the compound represented by the above general formula, compound (E) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, so the oil absorption amount is further reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and the efficiency is increased. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the eleventh aspect of the present embodiment has the following features in any one of the first to tenth aspects:
  • the compound (F) is a compound represented by the following general formula (1F), That is what it is.
  • any compound having two or more halogen-containing groups represented by -CH 2 X 1F (X 1F represents a fluorine or bromine atom) and an organic group may be used without particular restriction.
  • excellent coating suitability can be obtained.
  • compound (F) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, so the oil absorption is further reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and the efficiency is increased. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the twelfth aspect of the present embodiment in any one of the first to eleventh aspects, includes:
  • the compound (G) is at least one compound selected from thiol compound 1 represented by the following general formula (1G) and thiol compound 2 represented by the following general formula (2G), That is what it means.
  • any thiol compound that is, a compound having a thiol group
  • compound (G) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, resulting in a further reduction in oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and making it more efficient. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the thirteenth embodiment of the present invention in any one of the first to twelfth embodiments, includes:
  • the compound (H) is a metal-free phosphorus compound 1H represented by the following general formula (1H), a metal-free phosphorus compound 2H represented by the following general formula (2H), and a metal-free phosphorus compound represented by the following general formula (3H). At least one metal-free phosphorus compound selected from 3H-containing phosphorus compounds, That is what it is.
  • any metal-free phosphorus compound (provided that it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom) can be used without any particular restrictions, that is, excellent coating suitability can be obtained.
  • the compound (H) when using the compound represented by the above general formula, the compound (H) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, the oil absorption is further reduced, and excellent coating suitability is easily obtained, and the efficiency is increased. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the fourteenth aspect of the present embodiment in any one of the first to thirteenth aspects, includes:
  • the compound (I) is a compound represented by the following general formula (1I), That is what it is.
  • any metal-free boron compound can be used without particular restriction, that is, excellent coating suitability can be obtained.
  • compound (I) when using the compound represented by the above general formula, compound (I) easily adheres to the sulfide solid electrolyte, the oil absorption is further reduced, and excellent coating suitability is easily obtained, and the efficiency is increased. It is thought that excellent battery performance can be obtained.
  • the modified sulfide solid electrolyte according to the fifteenth aspect of the present embodiment has the following features in any one of the first to fourteenth aspects:
  • the content of the at least two types of compounds is 0.03 parts by mass or more and 25 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the sulfide solid electrolyte. That is what it means.
  • the content of at least two compounds selected from the above compounds (A) to (I) is 0.03 parts by mass or more and 25 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the sulfide solid electrolyte, these compounds moderately disperses and adheres to the surface of the sulfide solid electrolyte, reducing oil absorption and maintaining appropriate ionic conductivity, making it easy to improve coating suitability and creating an efficient battery. It becomes easier to express performance.
  • the content of the compound if the usage amount of the compound used in manufacturing the modified sulfide solid electrolyte is known, the usage amount becomes the content as it is.
  • the method for producing a modified sulfide solid electrolyte according to the sixteenth aspect of the present embodiment includes: A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I); mixing with an organic solvent; removing the organic solvent; including, That is what it is.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F)) except for.)
  • Compound (F) A compound having two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F
  • X 1F represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom
  • Compound (G) Thiol compound
  • Metal-free phosphorus compound (However, it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom.)
  • the manufacturing method thereof is particularly limited.
  • the method for producing a modified sulfide solid electrolyte according to the sixteenth aspect of the present embodiment at least two compounds selected from compounds (A) to (I) are The modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has excellent coating suitability and efficiently exhibits excellent battery performance because it can exist as if attached to the surface of the sulfide solid electrolyte. can be manufactured more efficiently.
  • a solution or slurry mixture By mixing the sulfide solid electrolyte, at least two compounds selected from compounds (A) to (I), and the organic mixture, a solution or slurry mixture can be obtained. Since solid electrolytes cannot be used, this involves removing organic solvents from the solution or slurry.
  • the organic solvent used in the manufacturing method according to the sixteenth aspect is At least one solvent selected from aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, and nitrile solvents, That is what it is.
  • the organic solvent By using the above-described solvent as the organic solvent, it is possible to promote the adhesion of a plurality of specific compounds to the surface of the sulfide solid electrolyte, making it easier to improve coating suitability.
  • the electrode mixture according to the eighteenth aspect of the present embodiment includes the modified sulfide solid electrolyte of any one of the first to fifteenth aspects, and an electrode active material. That is what it is.
  • the lithium ion battery according to the nineteenth aspect of the present embodiment includes the modified sulfide solid electrolyte etc. of any one of the first to fifteenth aspects and the electrode active material of the eighteenth aspect. including at least one of That is what it is.
  • the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment has excellent coating suitability when applied as a paste, and can efficiently exhibit excellent battery performance. Therefore, since the electrode mixture containing the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment also has excellent coating suitability, lithium ion batteries can be efficiently manufactured, and the resulting lithium ion batteries have excellent coating properties. It has battery performance.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I); including; It is.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F)) except for.)
  • Compound (F) A compound having two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F (X 1F represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group
  • Compound (G) Thiol compound
  • Metal-free phosphorus compound (However, it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom.)
  • Compound (I) Metal-free boron compound
  • the compound (A) used in the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment is a compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom (also referred to as a "heteromonocyclic compound").
  • the heterocycle having carbon atoms and oxygen atoms contained in compound (A) includes saturated or unsaturated monocyclic oxygen-containing heterocycles such as oxirane, oxetane, tetrahydrofuran, dihydrofuran, furan, dioxolane, tetrahydropyran, and pyran.
  • Preferred examples include heterocycles possessed by the compound. By having such a heterocycle, oil absorption is reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • the heterocycle possessed by oxirane, ie, the oxirane ring is preferable in consideration of availability. Therefore, as the heteromonocyclic compound of compound (A) used in this embodiment, a compound having one oxirane ring is preferable, and in particular, epoxy compound 1A represented by the following general formula (1A), general formula (2A) Preferred examples include epoxy compound 2A represented by formula (3A) and epoxy compound 3A represented by general formula (3A).
  • the compound (A) can be a compound represented by the general formula (1A) alone or a combination of two or more compounds (for example, a compound represented by the general formula (1A)). (It is also possible to use a combination of multiple types of compounds.)
  • Epoxy compound 1A is a compound represented by the above general formula (1A).
  • X 11A to X 13A are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, or a halogenated hydrocarbon group, and at least one of X 11A to X 13A is a hydrocarbon group or a halogen It is a hydrogenated hydrocarbon group.
  • the hydrocarbon groups of X 11A to X 13A are monovalent hydrocarbon groups, such as aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups; A cyclic hydrocarbon group is preferred, and an aliphatic hydrocarbon group is more preferred.
  • Preferred examples of the aliphatic hydrocarbon group include alkyl groups and alkenyl groups, with alkyl groups being preferred.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 4 or more, even more preferably 6 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably is 20 or less, more preferably 16 or less.
  • the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably 16 or less.
  • the aliphatic hydrocarbon groups of X 11A to X 13A may be linear or branched, with linear being preferred. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be partially substituted with a hydroxyl group or the like. When a plurality of X 11A to X 13A are aliphatic hydrocarbon groups, the plurality of aliphatic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon groups of X 11A to X 13A include cycloalkyl groups and cycloalkenyl groups, with cycloalkyl groups being preferred.
  • the number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group is 3 or more, preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less.
  • the alicyclic hydrocarbon groups of X 11A to X 13A may be partially substituted with a hydroxyl group, the above aliphatic hydrocarbon group (eg, an alkyl group, an alkenyl group), or the like.
  • the plurality of alicyclic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group of X 11A to X 13A include phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, diphenylmethyl group, trityl group, anthranyl group, perylenyl group, and pyrenyl group.
  • the aromatic hydrocarbon groups of X 11A to X 13A may be partially substituted with a hydroxyl group, the above-mentioned aliphatic hydrocarbon group (eg, an alkyl group, an alkenyl group), or the like.
  • the plurality of aromatic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • halogenated hydrocarbon groups of X 11A to X 13A include groups in which a portion of the hydrocarbon group exemplified above as the hydrocarbon group of X 11A to X 13A is substituted with a halogen atom.
  • the hydrocarbon group substituted with a halogen atom is preferably an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an aliphatic hydrocarbon group, and even more preferably an alkyl group.
  • the halogen atom contained in the halogenated hydrocarbon group of X 11A to X 13A is preferably fluorine, chlorine, bromine, or iodine, more preferably fluorine, chlorine, or bromine, and even more preferably fluorine.
  • the number of halogen atoms in the halogenated hydrocarbon group varies depending on the number of carbon atoms in the hydrocarbon group, so it cannot be determined unconditionally, but it is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, and even more Preferably it is 6 or more, and the upper limit is preferably 16 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 9 or less.
  • the halogen atoms of X 11A to X 13A are preferably fluorine, chlorine, bromine, and iodine, more preferably fluorine, chlorine, and bromine, and even more preferably fluorine, like the halogen atoms that can be included in the halogenated hydrocarbon group.
  • At least one of X 11A to X 13A is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, that is, even if one, two, or three of X 11A to X 13A are a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group From the viewpoint of improving coating suitability, it is preferable that one of the groups is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group.
  • X 11A is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms
  • X 12A and X 13A are hydrogen atoms.
  • the hydrocarbon group is preferably an aliphatic hydrocarbon group as described above, more preferably an alkyl group or an alkenyl group, and even more preferably an alkyl group.
  • the number of carbon atoms is also as described above, and in the case of an alkyl group, it is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 4 or more, even more preferably 6 or more, and the upper limit is preferably 24 Below, it is more preferably 20 or less, still more preferably 16 or less.
  • halogenated hydrocarbon groups those in which three halogen atoms are connected to the terminal carbon atom (the terminal opposite to the carbon atom connected to the oxirane ring) (the hydrogen connected to the carbon atom) All of the atoms are substituted with halogen atoms.) is preferable.
  • Such halogenated hydrocarbon groups include, for example, 2,2,3,3,4,4,5,5, heptane whose basic structure is an aliphatic group, in which 13 hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms.
  • the epoxy compound 1A may be a compound that can be called an organic halide, such as compounds (C) and (F) described below.
  • compounds having one heterocycle containing a carbon atom and an oxygen atom are treated as compounds that fall under compound (A), and are not treated as organic halides of compounds (C) and (F). shall be. Therefore, when X 11A to X 13A are halogenated hydrocarbon groups, compound (A) does not fall under compounds (C) and (F) described below, and these compounds are excluded.
  • epoxy compounds 2A and 3A which will be described later, may have a halogen atom in some cases (for example, when they have a halogenated hydrocarbon group), but in this case, epoxy compounds 2A and 3A are also epoxy compounds. Same as 1A.
  • Epoxy compound 2A is a compound represented by the above general formula (2A).
  • X 21A to X 23A are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogenated hydrocarbon group, or a group represented by the general formula ( 2Aa ); At least one of these is a group represented by general formula (2Aa).
  • R 21A is a divalent hydrocarbon group
  • R 22A is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, or a halogenated hydrocarbon group.
  • hydrocarbon groups for X 21A to X 23A include the same aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups exemplified as the hydrocarbon groups for X 11A to X 13A above.
  • an aliphatic hydrocarbon group, and an alicyclic hydrocarbon group are preferable, and an aliphatic hydrocarbon group is more preferable.
  • alkyl groups and alkenyl groups are more preferred, and alkyl groups are even more preferred.
  • halogenated hydrocarbon groups of X 21A to X 23A examples include those exemplified as the halogenated hydrocarbon groups of X 11A to X 13A above, and halogen atoms are also exemplified as the hydrocarbon groups of X 11A to X 13A above. Things can be mentioned.
  • At least one of X 21A to X 23A is a group represented by general formula (2Aa). That is, one, two or three of X 21A to X 23A may be groups represented by general formula (2Aa), and preferably one.
  • the divalent hydrocarbon of R 21A is a hydrocarbon group obtained by removing one hydrogen atom from the hydrocarbon group of X 21A to Can be mentioned. Therefore, examples of the divalent hydrocarbon of R 21A include divalent aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups; are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are more preferred. As the divalent aliphatic hydrocarbon group, an alkanediyl group and an alkenediyl group are preferable, and an alkanediyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms in the alkanediyl group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, even more preferably 2 or less.
  • the number of carbon atoms is preferably 2 or more, and the upper limit is the same as that of the alkanediyl group.
  • the monovalent hydrocarbon of R 22A is the same as the monovalent hydrocarbon group of X 21A to Examples thereof include group hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups, with aliphatic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups being preferred.
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, more preferably an alkyl group, and the aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably is 12 or less, and even more preferably 10 or less.
  • aromatic hydrocarbon groups phenyl group, biphenyl group, diphenylmethyl group, and trityl group are preferably mentioned, phenyl group, diphenylmethyl group, and trityl group are more preferable, and phenyl group and trityl group are still more preferable. Further, these aromatic hydrocarbon groups may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a monovalent aliphatic hydrocarbon group (alkyl group, alkenyl group), or the like.
  • halogenated hydrocarbon group of R 22A examples include a group in which a portion of the hydrocarbon group of R 22A is substituted with a halogen atom.
  • the halogen atom contained in the halogenated hydrocarbon of R 22A and the halogen atom of R 22 are preferably fluorine, chlorine, bromine, and iodine, more preferably fluorine, chlorine, and bromine, and still more preferably fluorine.
  • X 21A is a group represented by the general formula (2Aa), X 22A and X 23A are hydrogen atoms, and in the general formula (2Aa), R 21A is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, R 22A is preferably a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the divalent hydrocarbon group of R 21A and the hydrocarbon group of R 22A are As stated above. Further, when the monovalent hydrocarbon group of R 22A is a phenyl group, it is preferably substituted with a monovalent aliphatic hydrocarbon group, and preferably substituted with an alkyl group.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 8 or less, and even more Preferably it is 6 or less.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched, preferably branched. Among these, an aliphatic hydrocarbon group having a quaternary carbon atom is preferable as R 22A , and a tert-butyl group is particularly preferable.
  • Epoxy compound 3A is a compound represented by the above general formula (3A).
  • X 31A to X 33A are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogenated hydrocarbon group, or a group represented by general formula ( 3Aa ); At least one of them is a group represented by general formula (3Aa).
  • R 31A and R 32A are each independently a single bond or a divalent hydrocarbon group
  • X 34A to X 36A are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, or a halogenated It is a hydrocarbon group, -OR 33A or a group represented by the general formula (3Ab).
  • R 33A to R 36A each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, or a halogenated hydrocarbon group.
  • the hydrocarbon groups of X 31A to X 33A are the same as the monovalent aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group exemplified as the hydrocarbon groups of X 11A to X 13A above.
  • An aliphatic hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are preferred, and an aliphatic hydrocarbon group is more preferred.
  • alkyl groups and alkenyl groups are more preferred, and alkyl groups are even more preferred.
  • halogenated hydrocarbon groups of X 31A to X 33A examples include those exemplified as the halogenated hydrocarbon groups of X 11A to X 13A above, and halogen atoms are also exemplified as the hydrocarbon groups of X 11A to X 13A above. Things can be mentioned.
  • At least one of X 31A to X 33A is a group represented by general formula (3Aa). That is, one, two or three of X 31A to X 33A may be groups represented by general formula (3Aa), and preferably one.
  • examples of the divalent hydrocarbon of R 31A include divalent aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups; are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are more preferred.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group an alkanediyl group and an alkenediyl group are preferable, and an alkanediyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms in the alkanediyl group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, even more preferably 2 or less. In the case of an alkenediyl group, the number of carbon atoms is preferably 2 or more, and the upper limit is the same as that of the alkanediyl group.
  • hydrocarbon group and halogenated hydrocarbon group of X 34A to X 36A include the same ones as exemplified as the monovalent hydrocarbon group and halogenated hydrocarbon group of X 31A to X 33A above.
  • X 31A is a group represented by the general formula (3Aa)
  • X 32A and X 33A are hydrogen atoms
  • R 31A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • R 32A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • X 34A and X 36A are groups represented by the general formula (3Ab).
  • X 35A is a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms
  • R 34A to R 36A are hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms.
  • the divalent hydrocarbon groups of R 31A and R 32A are as described above, but the number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group of R 31A is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably It is 8 or less, more preferably 6 or less, even more preferably 4 or less, even more preferably 2 or less. Further, the number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group of R 32A is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, and still more preferably 4 or less. .
  • the hydrocarbon groups of X 35A , R 34A to R 36A are as described above, but the number of carbon atoms in the hydrocarbon group of X 35A is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably It is 12 or less, more preferably 8 or less, even more preferably 4 or less, particularly preferably 2 or less. Further, the number of carbon atoms in the hydrocarbon group of R 34A to R 36A is also the same as the number of carbon atoms in the hydrocarbon group of X 35A .
  • X 31A is a group represented by the general formula (3Aa), X 22A and X 23A are hydrogen atoms, and in the general formula (3Aa),
  • R 31A is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • R 32A is a single bond
  • X 34A to X 36A are hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group of R 31A is as described above, but the number of carbon atoms in the hydrocarbon group of R 31A is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, More preferably it is 4 or less, even more preferably 2 or less.
  • the hydrocarbon groups of X 34A to X 36A are as described above, but the number of carbon atoms in the hydrocarbon groups of X 34A and X 36A is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably It is 12 or less, more preferably 8 or less, even more preferably 4 or less, particularly preferably 2 or less.
  • the number of carbon atoms in the monovalent hydrocarbon group of X 35A is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 12 or less, and Preferably it is 8 or less, and even more preferably 6 or less.
  • the hydrocarbon group of X 35A may be linear or branched, preferably branched, and preferably an aliphatic hydrocarbon group having a quaternary carbon atom, particularly tert -butyl group is preferred.
  • the molecular weight of the compound (A) contained in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is preferably 60 or more, more preferably 70 or more, and the upper limit is preferably 400 or less, more preferably 380 or less, and Preferably it is 350 or less.
  • coating suitability can be efficiently improved.
  • the compound (B) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is a compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom, and is different from the heteromonocyclic compound of the compound (A). , which can also be referred to as a "heteropolycyclic compound.”
  • the heterocycle having carbon atoms and oxygen atoms contained in compound (B) includes saturated or unsaturated monocyclic oxygen-containing heterocycles such as oxirane, oxetane, tetrahydrofuran, dihydrofuran, furan, dioxolane, tetrahydropyran, and pyran.
  • Preferred examples include heterocycles possessed by the compound.
  • the heterocycle possessed by oxirane ie, the oxirane ring
  • the compound (B) used in this embodiment is preferably a compound having two or more oxirane rings, particularly at least two oxirane rings selected from an epoxy group, a glycidyl group, and a glycidyl ether group represented by the following general formula (1B).
  • Epoxy compounds having the above groups (hereinafter sometimes referred to as "epoxy compound 1B") are preferably mentioned.
  • X 1B is a single bond or an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, an organic group having a siloxane structure, or an organic group consisting of a combination thereof, and l 1B , m 1B and n 1B are each an integer of 0 or more and 16 or less, and satisfy l 1B +m 1B +n 1B ⁇ 2. Further, when the organic group of X 1B has the alicyclic group, the epoxy group may be condensed with the alicyclic group in the alicyclic group.
  • epoxy compound 1B When X 1B in general formula (1B) is a single bond, preferred examples of the epoxy compound 1B include butadiene diepoxide to which two epoxy groups are bonded, hexadiene diepoxide to which two glycidyl groups are bonded, and the like. Furthermore, hexadiene diepoxide in which two glycidyl groups are bonded may be regarded as an epoxy compound in which X 1B is a single bond, m 1B is 2, and l 1B and n 1B are 0 in the above general formula (1B). , two epoxy groups are bonded to both ends of an ethylene group, and in the above general formula (1B), X 1B is an ethylene group, l 1B is 2, and m 1B and n 1B are 0. good.
  • the number of aliphatic groups includes at least two or more groups selected from alkanes, alkenes, alkynes, epoxy groups, glycidyl groups, and glycidyl ether groups (l 1B +m 1B +n 1B )
  • Preferable examples include groups having as a bond a portion excluding a hydrogen atom.
  • a group having a moiety obtained by removing two hydrogen atoms from an alkane as a bond is an alkanediyl group, and a group having a moiety by removing three hydrogen atoms as a bond (a trivalent aliphatic group).
  • aliphatic group becomes an alkantriyl group.
  • the number of bonds of X 1B i.e., the number of groups of at least two or more groups selected from epoxy groups, glycidyl groups, and glycidyl ether groups bonded to X 1B (l 1B +m 1B +n Depending on the number of 1B )
  • the name of the group may change. Therefore, in this specification, the basic structures (for example, the above-mentioned alkanes, alkenes, and alkynes) that are the basis of aliphatic groups and other groups will be explained below.
  • alkanes, alkenes, and alkynes are preferably mentioned.
  • the oil absorption amount is reduced, it becomes easier to obtain excellent coating suitability, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • alkanes and alkenes are more preferred, and alkanes are even more preferred.
  • the number of carbon atoms in these aliphatic groups is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and the upper limit is 24 or less, preferably 16 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less, and even more preferably is 6 or less.
  • the epoxy compound 1B having an aliphatic group as X 1B in general formula (1B) for example, the aliphatic group is an ethylene group and ethylene glycol diglycidyl has two glycidyl ether groups (n 1B is 2).
  • Ether, aliphatic group is a butylene group and has two glycidyl ether groups (n 1B is 2.
  • Typical preferred examples include hexanediol diglycidyl ether having an aliphatic group ( 1B is 2), and octadiene diepoxide having two glycidyl groups ( m1B is 2) in which the aliphatic group is an ethylene group. It will be done.
  • butanediol diglycidyl ether when expressed as the above-mentioned "butanediol diglycidyl ether”, butane (alkane having 4 carbon atoms) includes both linear and branched forms, and the diglycidyl ether group is All possible positions of the connecting carbon atoms (positions of the diol) are included. More specifically, “butanediol diglycidyl ether” includes 1,4-butanediol diglycidyl ether in which one glycidyl ether is linked to the 1st and 4th carbon positions of butanediol, as well as glycidyl ether groups.
  • 1,2-butanediol diglycidyl ether in which one glycidyl ether is linked to the 1st and 2nd carbons of butanediol, and one glycidyl ether linked to each of the 1st and 3rd carbons of butanediol.
  • 1,3-butanediol diglycidyl ether linked with glycidyl ether is also included.
  • the butane of 1,3-butanediol has become a branched 2-methylpropane, and the 2-methyl-1,3-propanediol has one glycidyl ether connected to each carbon at the 1st and 3rd positions. Also included are methyl-1,3-propanediol diglycidyl ether and the like.
  • the hydrogen atoms may be linear or branched. Furthermore, at least a portion of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, or the like. In this case, the halogen atom is preferably a fluorine atom.
  • the epoxy compound 1B is an organic halide such as compounds (C) and (F) described below, similar to the above epoxy compounds 1A to 3A.
  • compounds that have two or more heterocycles containing carbon atoms and oxygen atoms are considered to be compounds that fall under compound (B), and as organic halides of compounds (C) and (F). shall not be handled.
  • the case where the epoxy compound 1B has a group other than an aliphatic group substituted with a halogen atom is the same as the case where it has an aliphatic group substituted with a halogen atom.
  • the epoxy compound 1B having a branched aliphatic group as X 1B in the general formula (1B) for example, the aliphatic group is a neopentylene group and the neopentylene group has two glycidyl ether groups (n 1B is 2).
  • Pentyl glycol diglycidyl ether is a group obtained by removing three hydrogens from 2,2-dimethylbutane, which is a branched alkane whose basic structure is an aliphatic group, and has three glycidyl ether groups (n 1B is 3).
  • Triglycidyl ether (a group obtained by removing four hydrogen atoms from 2,2-dimethylbutane whose basic structure is an aliphatic group, and can also be said to be a compound having four glycidyl ether groups (n 1B is 4). ) etc. are preferably mentioned.
  • the epoxy compound 1B having an aliphatic group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted as X 1B in the general formula (1B) eight hydrogen atoms of hexane whose basic structure is an aliphatic group are fluorine atoms.
  • a preferred representative example is octafluorohexane-1,6-diyl)bisoxirane.
  • the basic structure of the alicyclic group is preferably cycloalkane or cycloalkene.
  • the oil absorption amount is reduced, it becomes easier to obtain excellent coating suitability, and excellent battery performance can be obtained more efficiently. Furthermore, in consideration of ease of acquisition, cycloalkanes are more preferred.
  • the basic structure of the alicyclic group includes those containing multiple alicyclic groups, such as a bonded polyalicyclic structure such as bicyclohexyl; two or more alicyclic structures such as hexahydronaphthalene, octahydronaphthalene, and decahydronaphthalene. Structures in which these are condensed; bridged cyclic structures such as norbornane, norbornene, adamantane, tricyclodecane, and pinene are also preferred.
  • basic structures having a double bond in an alicyclic ring include basic structures such as pentalene and azulene.
  • a structure in which any one of the above basic structures of a single alicyclic ring, basic structures of a plurality of alicyclic rings, and basic structures of aromatic rings described below are bonded or condensed is also preferably mentioned as the basic structure.
  • the basic structure of the alicyclic group may be one having a heterocycle in which the carbon atom is substituted with a heteroatom such as a nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, or phosphorus atom in the basic structure exemplified above. .
  • a heteroatom such as a nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, or phosphorus atom in the basic structure exemplified above.
  • at least a portion of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group, an amino group, or the above-mentioned aliphatic group.
  • it may be substituted with a silicon atom or a group containing a silicon atom and an aliphatic group.
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
  • the number of carbon atoms in the alicyclic group is 3 or more, preferably 4 or more, more preferably 6 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 16 or less, even more preferably 12 or less. be.
  • the epoxy group (oxirane ring) may exist condensed with the alicyclic ring in the alicyclic group.
  • the basic structure of the alicyclic group that can be condensed with such an epoxy group (oxirane ring) cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane, etc. are representatively preferred, and cyclohexane is preferred from the viewpoint of easy availability.
  • the basic structure of the alicyclic group is cyclohexane
  • epoxycyclohexane when condensed with an epoxy group, epoxycyclohexane is formed, so that the polyfunctional epoxy compound is a compound having epoxycyclohexane as a part thereof.
  • Examples of such polyfunctional epoxy compounds include 1,3-bis[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-3-yl)ethyl]-1,1 used in Examples. ,3,3-tetramethyldisiloxane (in the above general formula (1), the basic structure of X 1D is 1,3-ethylcyclohexyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (in tetramethyldisiloxane, ), l 1B is 2, m 1B and n 1B are 0, and the epoxy group is condensed with cyclohexane to form epoxycyclohexane. ) are representative and preferred.
  • aromatic group Regarding X 1B in general formula (1B), basic structures of aromatic groups include monocyclic aromatic compounds such as benzene, toluene, and styrene; biphenyl, diphenylmethane (benzylbenzene), and diphenylethane in which multiple aromatic rings are bonded.
  • a structure in which any of the basic structures of these aromatic rings, the above-mentioned basic structure of a single alicyclic ring, and basic structures of multiple alicyclic rings are bonded or condensed for example, a typical example is diphenylfluorene (9,9- Compounds in which two benzenes are single-bonded to the 9-position of fluorene, such as diphenyl-9H-fluorene, are also preferred as basic structures.
  • the aromatic group is a phenylene group, and diglycidyl resorcinol ether ( ) and 1,4-diglycidyloxybenzene (a compound having a 1,4-phenylene group), a bonded polycyclic aromatic compound whose basic structure is an aromatic group.
  • Tris(4-hydroxyphenyl)methane triglycidyl ether which is a group obtained by removing three hydrogens from the compound methylidine trisphenol and has three glycidyl groups (m 1B is 3), is typically preferred. Can be mentioned.
  • the aromatic group is a group obtained by removing two hydrogen atoms from 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene, which is a condensed polycyclic aromatic compound serving as the basic structure, and two glycidyl groups (m 1B are 2), 9,9-bis(4-glycidyloxyphenyl)fluorene is also preferably mentioned.
  • Bisphenol compounds are also preferred as the basic structure of the aromatic group.
  • the main bisphenol compounds are bisphenol A (2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane), bisphenol AP (1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane), and bisphenol B (2, 2-bis(4-hydroxyphenyl)butane), bisphenol BP (bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane), bisphenol M (1,3-bis(2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl)benzene), Bisphenol PH (5,5'-(1-methylethylidene)-bis[1,1'-(bisphenyl)-2-ol]propane), bisphenol Z (1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane) Preferred examples include bisphenol compounds such as and compounds containing these bisphenol compounds.
  • bisphenol compounds include, in addition to the above-mentioned compounds, compounds partially substituted with halogen atoms such as fluorine atoms, such as bisphenol AF (2,2-bis(4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane), and Preferred examples include bisphenol S (bis(4-hydroxyphenyl)sulfone) containing an oxygen atom and a sulfur atom in the molecule.
  • halogen atoms such as fluorine atoms
  • Preferred examples include bisphenol S (bis(4-hydroxyphenyl)sulfone) containing an oxygen atom and a sulfur atom in the molecule.
  • the aromatic group when the basic structure of the aromatic group is a bisphenol compound, the aromatic group removes a hydrogen atom from the hydroxyl group of bisphenol A, which has the basic structure.
  • Bisphenol A diglycidyl ether which is the removed group and has two glycidyl groups (m 1B is 2), 2, in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of bisphenol A whose basic structure is an aromatic group is replaced with a propyl group, Bisphenol A propoxylate diglycidyl ether, which is a group obtained by removing a hydrogen atom from the propyl group of 2-bis((4-propoxyphenyl)propane), and has two glycidyl ether groups (n 1B is 2), etc.
  • Preferred examples include:
  • the basic structure of the aromatic group represented by X 1B in general formula (1B) is a hetero atom in which the carbon atom is substituted with a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, etc. in the basic structure illustrated above. It may have a ring.
  • compound (B) epoxy compound 1B
  • compound (H) is excluded.
  • the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group, an amino group, or the above aliphatic group.
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
  • amino groups and hydroxyl groups are preferred among these substituents.
  • hydroxyaniline (where the basic structure of the aromatic group is substituted with an amino group, hydroxyl group, etc.) It is a compound in which two hydrogen atoms of benzene are replaced by an amino group and a hydroxyl group.) It is a group obtained by removing hydrogen atoms from the amino group and hydroxyl group of benzene, and has two glycidyl groups (m 1B is 3).
  • N,N-diglycidyl-4-glycidyloxyaniline 4,4'-methylenebis(N,N-dimethylaniline) whose basic structure is an aromatic group (a compound in which two hydrogen atoms of diphenylmethane are replaced with amino groups)
  • a typical example is 4,4'-methylenebis(N,N-diglycidylaniline), which has four glycidyl groups (m 1B is 4).
  • the diglycidyl resorcinol ether and 1,4-diglycidyloxybenzene mentioned as the above specific examples are compounds (benzenediol) in which the two hydrogen atoms of benzene whose basic structure is an aromatic group are replaced with hydroxyl groups.
  • the number of carbon atoms in the aromatic group is 6 or more, preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and the upper limit is preferably 36 or less, more preferably 32 or less, and even more preferably 28 or less.
  • any organic group having at least a -Si-O- bond can be used without particular restriction, such as dimethylmethoxysilane, dimethoxymethyl Alkoxysilanes with one silicon atom such as silane, trimethoxysilane, trimethoxymethylsilane, and tetramethoxysilane; disiloxanes with two silicon atoms such as tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, and divinyltetramethyldisiloxane
  • Preferred examples include chain siloxane compounds such as compound; Also preferred are cyclic siloxane compounds such as hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, and decamethylcyclopentasiloxane, and cage-type siloxan
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
  • examples of compounds containing groups other than methyl groups include 1,3-dipropyl, in which one methyl group bonded to two silicon atoms each becomes a propyl group in hexamethyldisiloxane.
  • a polyfunctional epoxy compound having a basic structure of a siloxane compound such as tetramethyldipropyldisiloxane is preferably mentioned as a chain siloxane compound having a basic structure because it is easily available.
  • 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tetramethyldisiloxane is a group obtained by removing two hydrogen atoms from the propyl group of disiloxane, and has two glycidyl ether groups (n 1B is 3).
  • Preferred examples include:
  • 1,3-bis[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-3-yl)ethyl]- which was explained as a compound having epoxycyclohexane in which an alicyclic group and an epoxy group are condensed
  • 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane is also preferably mentioned as an epoxy compound 1B having an organic group having a siloxane structure as X 1B in the general formula (1B).
  • each of the methyl groups bonded to four silicon atoms becomes a propyl group
  • Epoxy compound 1B having a basic structure of 6,8-tetrapropylcyclotetrasiloxane is preferably mentioned as a cyclic siloxane compound having a basic structure because it is easily available.
  • polyfunctional epoxy compounds having an organic group having a siloxane structure whose basic structure is a cyclic siloxane compound include 2, 4, 6, 8 whose basic structure is an organic group having a siloxane structure. 1, which is a group obtained by removing four hydrogen atoms from the propyl group of -tetramethyl-2,4,6,8-tetrapropylcyclotetrasiloxane, and has four glycidyl ether groups (n 1B is 4).
  • a preferred representative example is 3-bis(3-glycidyloxypropyl)tetramethyldisiloxane.
  • an epoxy compound 1B having an organic group having a siloxane structure whose basic structure is a cage-shaped siloxane compound an organic group having a siloxane structure is a silsesquioxane compound having a basic structure.
  • a compound in which one (total of 8) propyldimethylsiloxy groups are bonded to each of the eight silicon atoms of San (PSS-octamethyl substituted product) (a compound that can also be referred to as "PSS-octa[propyldimethylsiloxy] substituted").
  • PSS-octa[(3-glycidyloxypropyl)dimethylsiloxy] is a group in which one hydrogen atom is removed from each of the eight propyl groups in ] Substitutions are typically preferred.
  • the number of silicon atoms in the basic structure having a siloxane structure is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
  • aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and organic group having a siloxane structure in X 1B are explained by replacing them with basic structures containing these groups, so the above basic
  • the structure can also be considered to be bonded by a single bond or a bonding group such as -O-.
  • X 1B is a group formed by bonding at least two groups selected from an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, and an organic group having a siloxane structure with a single bond, as described above
  • the group is substituted with another group, or as a basic structure
  • another group is substituted at the 9-position of the fluorene that forms one basic structure such as the above-mentioned diphenylfluorene (9,9-diphenyl-9H-fluorene).
  • Preferable examples include the case where two benzenes forming the basic structure are bonded to each other in a single bond.
  • X 1B is a group formed by bonding through a single bond
  • 4,4-methylene dianiline p-toluidine
  • a basic structure such as 4,4'-methylenebis(N,N-dimethylaniline) in which dimethylaniline and 4,N,N-trimethylaniline are single-bonded is also preferably mentioned.
  • X 1B has -O- as a bonding group
  • a plurality of aliphatic groups are bonded with -O-, more specifically, for example, -R 1B O such as oxyethylene, oxypropylene, etc.
  • -R 1B O such as oxyethylene, oxypropylene, etc.
  • a basic structure having a repeating unit represented by - (R 1B is a divalent aliphatic group, preferably an alkanediyl group) is typically preferred.
  • the basic structure When the basic structure has -R 1B O-, it may have one -R 1B O-, or it may have two or more.
  • the average number of repetitions (n) is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, even more preferably 5 or more, and the upper limit is preferably 200 or less, more preferably 180 or less, and even more preferably is 170 or less.
  • the number average molecular weight of the epoxy compound 1B in this case cannot be determined unconditionally because it can vary depending on what R 1B is in -R 1B O-, but it is preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and Preferably it is 350 or more, and the upper limit is preferably 10,000 or less, more preferably 8,000 or less, still more preferably 7,000 or less, even more preferably 6,500 or less.
  • the polyfunctional epoxy compound includes an oxypropylene group (R 1B is a propylene group) as -R 1B O-, one glycidyl group and one glycidyl ether group.
  • R 1B is a propylene group
  • -R 1B O- is an oxyethylene group
  • R 1B is ethylene group
  • Preferred representative examples include polyethylene glycol diglycidyl ether having a glycidyl ether group (m 1B is 1, n 1B is 1).
  • the average repeating number (n) of these polyethylene glycol diglycidyl ethers and polypropylene glycol diglycidyl ethers is appropriately selected from the above range.
  • the basic structure when X 1B has -O- as a bonding group compounds in which aliphatic groups such as diethylene glycol and diglycerin are bonded via -O- are also preferably mentioned.
  • the basic structure when X 1B has -O- as a bonding group is a compound in which an alicyclic ring such as dicyclohexyl ether is bonded via -O-; an aromatic ring such as dihydroxydiphenyl ether or phenyl biphenyl ether is Preferred examples include compounds bonded via -.
  • the epoxy compound 1B has -CH 2 CH 2 - in which the group of X 1B having -O- as a bonding group has two ethylene groups bonded with -O-.
  • Diethylene glycol diglycidyl which is O-CH 2 CH 2 - (the basic structure is diethylene glycol and is a group from which two hydrogen atoms have been removed) and has two glycidyl ether groups (n 1B is 2) Ethers and the like are typically preferred.
  • l 1B , m 1B and n 1B are each integers from 0 to 16, and satisfy l 1B +m 1B +n 1B ⁇ 2.
  • l 1B , m 1B and n 1B are not particularly limited as long as the total (l 1B + m 1B + n 1B ) is 2 or more, but if it is 1 or more, it is preferably 2 or more, and the upper limit is preferably 10 or less. , more preferably 8 or less, still more preferably 4 or less.
  • l 1B +m 1B +n 1B is not particularly limited as long as it is 2 or more, preferably 2 or more, and the upper limit is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, and still more preferably 4 or less.
  • the epoxy compound 1B used in this embodiment preferably has two or more groups of any one of an epoxy group, a glycidyl group, and a glycidyl ether group from the viewpoint of easy availability.
  • a polyfunctional epoxy group in which any one of l 1B , m 1B and n 1B is 1, and any one of the other 2 is 1 or more is also preferred.
  • epoxy compound 1B having one glycidyl ether group and one or more glycidyl groups is preferred, and epoxy compound 1B having one glycidyl ether group and two glycidyl groups is more preferred. .
  • heteropolycyclic compounds As a heteropolycyclic compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom in compound (B), compounds other than compounds having two or more oxirane rings as a heterocycle such as the above-mentioned epoxy compound 1B include 3. Among the heterocycles composed of atoms, compounds having a heterocycle other than an oxirane ring and compounds having a heterocycle composed of 4 or more atoms can be mentioned. Preferred examples of such heteropolycyclic compounds other than epoxy compound 1B include compounds represented by the following general formula (2B).
  • X 2B is a single bond or an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, an organic group having a siloxane structure, or an organic group consisting of a combination thereof
  • R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are each independently an aliphatic group having 1 or more carbon atoms.
  • l 2B , m 2B and n 2B are each integers from 0 to 16, and satisfy l 2B +m 2B +n 2B ⁇ 2. Furthermore, when the organic group of X 2B has the alicyclic group, the heterocyclic group may be fused with the alicyclic group in the alicyclic group.
  • the single bond of X 2B or an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, an organic group having a siloxane structure, or an organic group consisting of a combination thereof It is the same as that explained as the organic group consisting of a single bond or an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, an organic group having a siloxane structure, or a combination thereof in 1B .
  • l 2B , m 2B and n 2B are the same as those explained as l 1B , m 1B and n 1B , respectively, in the above general formula (1).
  • the aliphatic groups R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc form an alicyclic structure together with the oxygen atom.
  • the aliphatic group for R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc include the same groups as those explained as the aliphatic group for X 1B in general formula (1B) above.
  • divalent aliphatic groups such as an alkanediyl group, an alkenediyl group, and an alkynediyl group can be mentioned. In this embodiment, any of these may be used, and in consideration of availability, alkanediyl groups and alkenediyl groups are preferred, and alkanediyl groups are more preferred.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic groups of R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably It is 8 or less, more preferably 6 or less.
  • the compound (B) represented by the general formula (2B) is a heteropolycyclic compound other than a compound having two or more oxirane rings as a heterocycle such as the above-mentioned epoxy compound 1B. Therefore, for example, when R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are aliphatic groups having 2 carbon atoms, and l 2B , m 2B and n 2B are each 1, the aliphatic group having 2 carbon atoms is an alkanediyl group. A group other than the above, that is, an alkenediyl group or an alkynediyl group.
  • R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are aliphatic groups having 2 carbon atoms, and each of l 2B , m 2B and n 2B is 1, if the heterocycle contains a bonding group described below,
  • the aliphatic group having 2 carbon atoms may be an alkanediyl group (ie, ethylene group).
  • R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are ethylene groups, and oxathiethane having -S- as a bonding group. Examples include rings.
  • a heteropolycyclic compound in which R 2Ba of the heterocycle is an alkanediyl group is a group in which two hydrogen atoms are removed from butanediol, where X 2B is the basic structure, and two tetrahydrofuran rings (R 2Ba is a butylene group) (l 2B is 2), bis(tetrahydrofuryloxy)butane (particularly 1,4-bis(2-tetrahydrofuryloxy)butane), etc. are preferably mentioned. .
  • the heterocycle is a dioxirane ring
  • the aliphatic groups of R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are methylene groups having 1 carbon number, and the methylene group and the oxygen atom of the heterocycle are connected by -O-. This is what I did.
  • the heterocycle is a 1,3-dioxolane ring
  • the aliphatic groups of R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are methylene and ethylene groups, and these groups and the oxygen atom of the heterocycle are They are linked by -O-.
  • the heterocycle is an oxazolidine ring
  • the aliphatic groups of R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc are methylene and ethylene groups, and these groups and the oxygen atom of the heterocycle are bonded by -N-. They are connected.
  • the number of carbon atoms may be within the range of the number of carbon atoms of the aliphatic groups R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc .
  • the aliphatic group may have at least a portion of its hydrogen atoms substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, etc., and may have at least a portion of its hydrogen atoms substituted with a monovalent aliphatic group. There may be.
  • the compound (C) and (F) may be a compound that can be called an organic halide, but a compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom is a compound that falls under the compound (B), and a compound (C) and (F) shall not be treated as organic halides.
  • the heterocycle in general formula (2B) may be one in which an alicyclic ring and an aromatic ring are bonded or condensed.
  • the bonded ring is one in which another alicyclic ring or aromatic ring is bonded to at least one carbon atom of the heterocycle in general formula (2B)
  • the fused ring is one in which another alicyclic ring or aromatic ring is bonded to at least one carbon atom of the heterocycle in general formula (2B).
  • Another alicyclic ring or aromatic ring is fused to at least one carbon atom of the ring.
  • the bonded or condensed ring is the fused ring explained in the alicyclic group or aromatic group in X 1B of the above general formula (1B), that is, the single alicyclic ring explained above.
  • the number of carbon atoms is the number of carbon atoms in one alicyclic ring or aromatic ring, and the number of carbon atoms in the aliphatic group of R 2Ba , R 2Bb and R 2Bc . It should be within the range of.
  • the compound (B) may be one or more of the compounds described above as the compound (B), such as compounds represented by general formulas (1B) and (2B). Can be used in combination.
  • the compound (C) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is an organic halide 1 (excluding the following compound (F)), which is an organic compound having a halogen atom in part, and will be described later. Any compound other than compound (F) can be used without particular restriction.
  • compound (C) Since compound (C) has a halogen atom-containing group at its terminal, it becomes easier to adhere to the sulfide solid electrolyte, reducing oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and Excellent battery performance can be obtained efficiently. Furthermore, as mentioned above, the organic halide 1 having a halogen atom-containing group is different from the compound (F) (organic halide 2), and the compound (C) is a compound other than the compound (F). It is a compound.
  • the compound (C) includes an organic halide 1a represented by the following general formula (1C), an organic halide 1b represented by the following general formula (2C), an organic halide represented by the following general formula (3C)
  • Preferred examples include halide 1c and organic halide 1d represented by the following general formula (4C).
  • the compound (C) can be a compound having the above-mentioned halogen atom-containing group, or a compound represented by these general formulas, which can be used alone or in combination of two or more kinds (for example, a plurality of compounds having a halogenated formyl group can be used in combination, and a plurality of compounds represented by the following general formula (1C) can also be used in combination.)
  • the organic halide 1a is a compound represented by the above general formula (1C).
  • X 11C is a halogen atom
  • each of X 12C to X 14C is independently a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group.
  • the hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom.
  • the halogen atom of X 11C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and the halogen atoms of X 12C to An atom selected from atoms.
  • the halogen atom of X 11C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom as described above, preferably a bromine atom or an iodine atom, and more preferably a bromine atom.
  • the halogen atoms of X 12C to X 14C are atoms selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms, with chlorine, bromine and iodine atoms being more preferred.
  • the halogen atoms may be the same or different.
  • adhesion with the sulfide solid electrolyte is thought to be mainly due to X 11C , which is a halogen atom, and X 12C to X 14C are halogen atoms or groups containing halogen atoms. In some cases, it may be caused by X 12C to X 14C . However, it is known that other halogen atoms tend to adhere to the sulfide solid electrolyte more easily than fluorine atoms.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group for X 12C to X 14C include the same groups as those explained as the aliphatic group for X 1B in general formula (1B) above.
  • alkyl groups and alkenyl groups are preferred, with alkyl groups being preferred.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 1 or more in the case of an alkyl group, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 12 or less.
  • the number is 2 or more, preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, and still more preferably 12 or less.
  • the aliphatic hydrocarbon group of X 12C to X 14C may be linear or branched, and its hydrogen atom may be substituted with a halogen atom, or a hydroxyl group, etc. good.
  • the halogen atom in X 12C to X 14C is defined as an atom selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; ⁇ X
  • the same halogen atom as 14C can be exemplified.
  • the plurality of X 12C to X 14C are aliphatic hydrocarbon groups
  • the plurality of aliphatic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group of X 12C to X 14C include the same groups as those explained as the alicyclic group of X 1B in general formula (1B) above.
  • cycloalkyl groups and cycloalkenyl groups are preferred, with cycloalkyl groups being preferred.
  • the number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group is 3 or more, preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less.
  • the alicyclic hydrocarbon group of X 12C to may be replaced.
  • the halogen atoms in X 12C to X 14C are defined as atoms selected from fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms;
  • the halogen atoms substituting the cyclic hydrocarbon group are preferably the same as those exemplified as the halogen atoms for X 12C to X 14C above.
  • the plurality of alicyclic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon group for X 12C to X 14C include the same groups as those explained as the aromatic group for X 1B in general formula (1B) above.
  • monocyclic aromatic compounds such as benzene, toluene, and styrene
  • bonded polycyclic compounds such as biphenyl, diphenylmethane (benzylbenzene), diphenylethane (bibenzyl), methylizinetrisphenol, and triphenylcyclohexane, in which multiple aromatic rings are bonded.
  • Aromatic compounds Naphthalene, phenanthrene, anthracene, pyrene, triphenylene, tetracene, pentacene, etc., which are fused with multiple aromatic rings, and indene, indacene, acenaphthene, dihydronaphthalene, tetrahydronaphthalene, which are fused with an aromatic ring and an alicyclic ring.
  • Preferred examples include groups having as a bond a moiety obtained by removing one hydrogen atom from the basic structure of fused polycyclic aromatic compounds such as biphenylene, fluorene, and fluoranthene.
  • a structure in which any of the basic structures of these aromatic rings, the above-mentioned basic structure of a single alicyclic ring, and basic structures of a plurality of alicyclic rings are bonded or condensed for example, a typical example is diphenylfluorene (9,9- A compound in which two benzenes are single-bonded to the 9-position of fluorene, such as diphenyl-9H-fluorene, is also preferably mentioned as the basic structure.
  • the aromatic hydrocarbon group of X 12C to May be replaced.
  • the aromatic aroma of X 12C to X 14C is defined as the halogen atom in X 12C to Preferred examples of the halogen atom substituting the group hydrocarbon group include the same halogen atoms exemplified above as the halogen atoms for X 12C to X 14C .
  • the plurality of alicyclic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • the number of carbon atoms in the aromatic group is 6 or more, preferably 8 or more, and the upper limit is preferably 36 or less, more preferably 28 or less, still more preferably 20 or less, even more preferably 14 or less.
  • X 11C is a halogen atom
  • X 12C is an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
  • a compound in which X 13C and X 14C are hydrogen atoms is preferred.
  • X 12C is more preferably an aromatic hydrocarbon group.
  • the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, more preferably a bromine atom or an iodine atom, and still more preferably a bromine atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 16 or less, more preferably 12 or less.
  • the aromatic hydrocarbon group as mentioned above, a phenyl group and a phenylalkyl group are preferable, and a phenylalkyl group is more preferable.
  • X 11C is a halogen atom
  • X 12C and X 13C are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms
  • X 14C is a hydrogen atom.
  • the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, more preferably a bromine atom or an iodine atom, and still more preferably a bromine atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, even more preferably 8 or less, and even more preferably 3 or less. More preferred.
  • the compound represented by the above general formula (1C) typically corresponds to a compound having one -CX 1C (X 1C represents a halogen atom).
  • the compound may be a compound in which X 11C in the general formula (1C) is a halogen atom, X 12C and X 14C are hydrogen atoms, and X 13C is an aliphatic hydrocarbon group, or for example, A compound in which 11C is a halogen atom, X 12C and X 14C are aliphatic hydrocarbons, and X 13C is an aliphatic hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom connected to the terminal carbon atom is substituted with a halogen atom It may be.
  • the halogen atom of X 11C may form -CX 1C (X 1C represents a halogen atom), or the halogen atom contained in X 12C to X 14C may form -CX 1C (X 1C is Indicates a halogen atom).
  • the organic halide 1b is a compound represented by the above general formula (2C).
  • X 21C to X 26C are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group ;
  • the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, and at least one of X 21C to X 26C is a halogen atom or a group containing a halogen atom. It is.
  • the halogen atom of X 21C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and the halogen atoms of X 22C to An atom selected from atoms.
  • the halogen atoms of X 21C are preferably those explained as the halogen atoms of X 11C above, and the halogen atoms of X 22C to X 26C are preferably the same as those explained as the halogen atoms of X 12C to X 14C above. Illustrated. As for the halogen atoms of X 22C to X 26C , fluorine atoms are more preferable. When a plurality of X 21C to X 26C are halogen atoms, the halogen atoms may be the same or different.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group represented by X 21C to X 26C include the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group represented by X 12C to X 14C above.
  • the same groups as hydrogen groups are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are preferred.
  • As the aliphatic hydrocarbon group an alkyl group and an alkenyl group are preferable, and an alkyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 12 or less, even more preferably 8 or less, even more preferably 2 or less, and in the case of an alkenyl group, the carbon number is preferably is 2 or more, and the upper limit is the same as the alkyl group.
  • the aliphatic hydrocarbon groups of X 12C to X 14C above they may be linear or branched, and a plurality of X 22C to X 26C may be aliphatic hydrocarbon groups or alicyclic carbonized groups.
  • a plurality of aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups may be the same or different.
  • the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon groups X 21C to X 26C may be substituted with halogen atoms, or may be substituted with hydroxyl groups or the like.
  • the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, or may be substituted with a hydroxyl group, the above-mentioned aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkyl group, an alkenyl group), or the like.
  • the halogen atom in X 21C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom
  • the halogen atom in X 22C to X 26C is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the halogen atom substituting the hydrocarbon of X 21C is preferably the same as that exemplified as the halogen atom of X 21C above, and X 22C to X 26C .
  • Preferred examples of the halogen atoms substituting the hydrocarbons are the same as those exemplified as the halogen atoms for X 22C to X 26C above.
  • X 21C to X 26C are halogen atoms or halogenated hydrocarbon groups in which at least one hydrogen atom is substituted with a halogen atom ;
  • a compound in which at least one of the following is a halogenated hydrocarbon group is preferred.
  • the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 or more, and the upper limit is 16 or less. is preferable, 8 or less is more preferable, 4 or less is still more preferable, and 2 or less is even more preferable.
  • one of X 21C to X 26C is a halogenated hydrocarbon group
  • at least one other is preferably a halogen atom or a hydrogen atom, more preferably two or more halogen atoms or hydrogen atoms, even more preferably is 3 or more, more preferably 4 or more, particularly preferably 5, that is, when one of X 21C to X 26C is a halogenated hydrocarbon group, the remaining are all halogen atoms, or all the remaining are Particularly preferred is a hydrogen atom.
  • X 21C to X 26C are halogenated hydrocarbon groups
  • at least one preferably has two or more halogen atoms, more preferably three, and at least one other halogen atom
  • Those having one atom are preferred.
  • the others are hydrogen atoms or halogen atoms, preferably hydrogen atoms, and more preferably all others are hydrogen atoms.
  • Such compounds are also advantageous in that they are easily available.
  • the organic halide 1c is a compound represented by the above general formula (3C).
  • R 31C is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group
  • R 32C is a hydrogen atom, a halogen atom, or an aliphatic hydrocarbon group.
  • the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom
  • at least one of X 31C and X 32C is a halogen atom or a group containing a halogen atom. It is.
  • the halogen atom of X 31C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and the halogen atom of It is an atom that is
  • the halogen atom of X 31C is preferably exemplified by the halogen atom explained above as the halogen atom of X 11C
  • the halogen atom of X 32C is preferably exemplified the same as the halogen atom explained as the halogen atom of X 12C to X 14C above.
  • Ru The halogen atom of X 32C is more preferably a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom, and even more preferably a chlorine atom.
  • the plurality of halogen atoms may be the same or different.
  • the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group for X 31C and X 32C include the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group for X 12C to X 14C above.
  • the same groups as hydrogen groups are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are preferred.
  • As the aliphatic hydrocarbon group an alkyl group and an alkenyl group are preferable, and an alkyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, still more preferably 12 or less, and even more Preferably it is 10 or less.
  • the upper limit is the same as the alkyl group.
  • X 31C and X 32C are an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group
  • the At least one of the plurality of aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups, which may be the same or different, is a group in which the hydrogen atom is substituted with a halogen atom.
  • the hydrogen atoms thereof may be substituted with halogen atoms, or may be substituted with hydroxyl groups or the like.
  • the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, or may be substituted with a hydroxyl group, the above-mentioned aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkyl group, an alkenyl group), or the like.
  • the halogen atom in X 31C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom
  • the halogen atom in X 32C is an atom selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the halogen atom substituting the hydrocarbon of X 31C is the same as the halogen atom of X 31 above
  • the halogen atom substituting the hydrocarbon of X 32C Preferred examples of atoms are the same as those exemplified as the halogen atom for X 32C above.
  • Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group for R 31C in general formula (3Ca) include those obtained by removing one hydrogen atom from the aliphatic hydrocarbon groups for X 31C and X 32C . Therefore, the divalent aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkanediyl group or an alkenediyl group, and more preferably an alkanediyl group.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic hydrocarbon group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, and still more preferably 4 or less.
  • the aliphatic hydrocarbon group for R 32C can be preferably exemplified by the same aliphatic hydrocarbon groups as the aliphatic hydrocarbon groups for X 31C and X 32C above.
  • the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, more preferably an alkyl group, and the aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched, but is preferably branched.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 16 or less, and still more preferably is 12 or less, and even more preferably 10 or less.
  • the hydrocarbon groups of R 31C and R 32C may be substituted with a halogen atom similarly to the hydrocarbon groups of X 31C and 32C .
  • X 31C is the general formula (3Ca)
  • the halogen atom corresponds to the halogen atom of X 31C , i.e.
  • halogen atom corresponds to the halogen atom of X 32C , ie selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • organic halides 1c represented by the general formula (3C) compounds in which X 31C is a halogen atom and X 32C is an aliphatic hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms or a group represented by the general formula (3Ca) is preferred.
  • the halogen atom for X 31C is preferably a chlorine atom or a bromine atom, and more preferably a chlorine atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group for X 32C is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms is more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 10 or less.
  • R 31C is preferably a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a single bond.
  • R 32C is preferably an aliphatic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group or an alkenyl group, and even more preferably an alkyl group.
  • the organic halide 1d is a compound represented by the above general formula (4C).
  • X 41C to X 44C are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group;
  • the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, and at least one of X 41C to X 44C is a halogen atom or a group containing a halogen atom.
  • the halogen atom of X 41C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and the halogen atoms of X 42C to An atom selected from atoms.
  • the halogen atoms of X 41C are preferably those explained as the halogen atoms of X 11C above, and the halogen atoms of X 42C to X 44C are preferably the same as those explained as the halogen atoms of X 12C to X 14C above. Illustrated.
  • the halogen atom of X 41C is preferably a chlorine atom or a bromine atom, more preferably a chlorine atom, and the same is true for the halogen atoms of X 42C to X 44C .
  • the halogen atoms may be the same or different.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group represented by X 41C to X 44C include the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group represented by X 12C to X 14C above.
  • the same groups as hydrogen groups are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are preferred.
  • As the aliphatic hydrocarbon group an alkyl group and an alkenyl group are preferable, and an alkyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 8 or less, even more preferably 4 or less, particularly preferably 2 or less, and alkenyl
  • the number of carbon atoms is preferably 2 or more, and the upper limit is the same as the alkyl group.
  • the aliphatic hydrocarbon groups of X 12C to X 14C above it may be either linear or branched.
  • X 41C to They may be the same or different.
  • the hydrogen atoms thereof may be substituted with halogen atoms, or may be substituted with hydroxyl groups or the like.
  • the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, or may be substituted with a hydroxyl group, the above-mentioned aliphatic hydrocarbon group (for example, an alkyl group, an alkenyl group), or the like.
  • the halogen atom in X 41C is an atom selected from a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom
  • the halogen atom in X 42C to X 44C is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the halogen atom substituting the hydrocarbon of X 41C is the same as that exemplified above as the halogen atom of X 41C
  • the halogen atom of X 42C to Preferred examples of the halogen atom substituting the hydrocarbon include those exemplified above as the halogen atoms of X 42C to X 44C .
  • organic halides 1d represented by the general formula (4C) compounds in which X 41C is a halogen atom and X 42C to X 44C are monovalent aliphatic hydrocarbon groups are preferred.
  • the halogen atom is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom, and more preferably a chlorine atom.
  • a compound represented by the following general formula (1D) is preferably mentioned. Since the compound (D) has a formyl group and further has a formyl group as shown in the following general formula (1D), it becomes easier to adhere to the sulfide solid electrolyte, so the oil absorption is reduced, Excellent coating suitability can be easily obtained, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • R 11D and R 12D each independently represent an organic group or a single bond
  • X 11D represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a single bond
  • n 11D represents 0 or 1.
  • the organic group of R 11D is a divalent group
  • the organic group of R 12D is a monovalent group when n 11D is 0, and a divalent group when n 11D is 1.
  • Examples of organic groups for R 11D and R 12D include aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups, and heterocyclic groups, with aliphatic and aromatic groups being preferred.
  • Examples of the monovalent aliphatic group include the same groups as those explained as the aliphatic group for X 1B in general formula (1B) above. Examples include alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups. is preferred, and an alkyl group is more preferred. From the same viewpoint, the number of carbon atoms in the monovalent aliphatic group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 20 or less, more preferably 16 or less. , more preferably 12 or less.
  • Such monovalent aliphatic groups include methyl groups, ethyl groups, various propyl groups, various butyl groups, various pentyl groups, various hexyl groups, various heptyl groups, various octyl groups, various nonyl groups, various decyl groups, Preferred representative examples include various undecyl groups and various dodecyl groups.
  • "various" means including linear, branched, and isomers thereof; for example, in the case of various propyl groups, linear and branched saturated with 3 carbon atoms Includes aliphatic groups such as 1-propyl group, 2-propyl group, and 1-methylethyl group.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear.
  • divalent aliphatic group examples include groups having the moiety excluding one hydrogen atom as a bond in the above-mentioned monovalent aliphatic group, that is, an alkanediyl group, an alkenediyl group, and an alkynediyl group. From the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, alkanediyl groups and alkenediyl groups are preferred, and alkanediyl groups are more preferred.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 4 or less, even more preferably 3 or less. Other aspects are the same as those for the above monovalent aliphatic group.
  • the aliphatic group may have at least a portion of its hydrogen atoms substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, or the like.
  • Examples of the monovalent alicyclic group include the same groups as those explained as the alicyclic group of X 1B in the above general formula (1B). Examples include cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, and cycloalkynyl groups. group, a cycloalkenyl group is preferable, and a cycloalkyl group is more preferable. From the same viewpoint, the number of carbon atoms in the monovalent alicyclic group is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 12 or less. It is.
  • Examples of the alicyclic group include those containing multiple alicyclic rings, such as a bonded polyalicyclic structure such as bicyclohexyl; two or more alicyclic groups fused together such as hexahydronaphthalene, octahydronaphthalene, and decahydronaphthalene.
  • Preferable examples include a group having a structure obtained by removing one hydrogen atom from a basic structure such as a bridged cyclic structure such as norbornane, norbornene, adamantane, tricyclodecane, or pinene as a bond.
  • basic structures having a double bond in an alicyclic ring include basic structures such as pentalene and azulene.
  • a structure in which any one of the above basic structures of a single alicyclic ring, basic structures of a plurality of alicyclic rings, and basic structures of aromatic rings described below are bonded or condensed is also preferably mentioned as the basic structure.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of an alicyclic group, or a substituent such as an alkyl group connected to an alicyclic group (substituents will be described later). ) may be a hydrogen atom.
  • the basic structure of an alicyclic group in the alicyclic group exemplified above, even if a carbon atom is substituted with a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a phosphorus atom, it has a heterocyclic ring. good.
  • the basic structures of the alicyclic groups are merely representative and preferred examples, and the present invention is not limited to these.
  • the alicyclic group based on the above basic structure may be bonded with an aromatic group or a heterocyclic group, which will be described later, or may be condensed.
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less.
  • Examples of the divalent alicyclic group include a group having, as a bond, a portion of the monovalent alicyclic group from which one hydrogen atom has been removed.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of an alicyclic ring, or a hydrogen atom of a substituent such as an alkyl group connected to an alicyclic ring.
  • aromatic group examples include the same groups as those explained as the aromatic group for X 1B in the above general formula (1B).
  • monocyclic aromatic compounds such as benzene, toluene, and styrene
  • bonded polycyclic compounds such as biphenyl, diphenylmethane (benzylbenzene), diphenylethane (bibenzyl), methylizinetrisphenol, and triphenylcyclohexane, in which multiple aromatic rings are bonded.
  • Aromatic compounds Naphthalene, phenanthrene, anthracene, pyrene, triphenylene, tetracene, pentacene, etc., which are fused with multiple aromatic rings, and indene, indacene, acenaphthene, dihydronaphthalene, tetrahydronaphthalene, which are fused with an aromatic ring and an alicyclic ring.
  • Preferred examples include groups having as a bond a moiety obtained by removing one hydrogen atom from the basic structure of fused polycyclic aromatic compounds such as biphenylene, fluorene, and fluoranthene.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of an aromatic ring (including the above-mentioned fused polycycles, etc.), or a hydrogen atom of an aromatic ring (including the above-mentioned fused polycycles, etc.). etc.) may be a hydrogen atom of a substituent such as an alkyl group (substituents will be described later). From the viewpoint of reducing oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, alkyl groups, etc. connected to aromatic rings (including the above-mentioned condensed polycycles, etc.) A group in which one hydrogen atom is removed from the hydrogen atoms of the substituent is preferable.
  • the aromatic group is preferably an aromatic group whose basic structure is a monocyclic aromatic compound, and a moiety in which one hydrogen atom is removed from an aromatic ring such as a phenyl group, methylphenyl group, or vinylphenyl group is preferable.
  • Groups having as a bond groups having as a bond a portion of an alkyl group connected to an aromatic ring such as a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenylpropyl group with one hydrogen atom removed; preferred examples include a benzyl group, a phenyl group; More preferred are groups having as a bond a portion of an alkyl group connected to an aromatic ring with one hydrogen atom removed, such as an ethyl group or a phenylpropyl group.
  • the number of carbon atoms in the monovalent aromatic group is preferably 6 or more, more preferably 7 or more, and the upper limit is preferably 36 or less, more preferably 24 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less. It is.
  • the basic structure of an aromatic group is that in the basic structure exemplified above, the carbon atom of the aromatic ring (including the above fused polycycles, etc.) is substituted with a heteroatom such as a nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, or phosphorus atom. may have a heterocyclic ring.
  • the basic structures of the aromatic groups are merely representative and preferred examples, and the present invention is not limited to these.
  • the above-mentioned alicyclic group or a heterocyclic group described below may be bonded or condensed to an aromatic group based on the above-mentioned basic structure.
  • the hydrogen atoms of the aromatic ring are halogen atoms such as fluorine atoms, hydroxyl groups, amino groups, or substituents such as the above-mentioned aliphatic groups. It may be replaced.
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, more preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6. Below, it is still more preferably 4 or less.
  • the substituent is preferably an aliphatic group, more preferably an alkyl group.
  • divalent aromatic group examples include a group having as a bond the portion of the above monovalent aromatic group excluding one hydrogen atom.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of an aromatic ring, or a hydrogen atom of a substituent such as an alkyl group connected to the aromatic ring.
  • heterocyclic group examples include saturated or unsaturated monocyclic oxygen-containing heterocyclic compounds such as oxetane, tetrahydrofuran, dihydrofuran, furan, dioxolane, tetrahydropyran, and pyran; pyrrolidine, pyrroline, imidazolidine, imidazoline, Saturated or unsaturated monocyclic nitrogen-containing heterocyclic compounds such as imidazole, piperidine, pyridine, piperazine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, and triazine; Ring sulfur-containing heterocyclic compounds; saturated or unsaturated monocyclic oxygen-nitrogen heterocyclic compounds such as tetrahydroxazole, oxazole, oxadiazole, succinimide, morpholine, oxazine; tetrahydrothiazole, thiazole, thiomorpho Saturated or unsaturated or unsaturated or unsaturated or
  • saturated or unsaturated fused polycyclic oxygen-containing heterocyclic compounds such as benzofuran, octahydrobenzofuran, benzopyran, benzodioxane, dibenzofuran, xanthene, dibenzodioxin; indoline, indole, indolizine, benzimidazole, azaindole , decahydroquinoline, quinoline, quinosaline, carbazole, acridine, phenazine, azaadamantane, and other saturated or unsaturated fused polycyclic nitrogen-containing heterocyclic compounds; benzothiophene, benzothiopyran, dodecahydrodibenzothiophene, hexahydrodibenzothiophene , saturated or unsaturated fused polycyclic sulfur-containing heterocyclic compounds such as dibenzothiophene; fused polycyclic oxygen-nitrogen heterocyclic compounds such as furo
  • the number of carbon atoms in the monovalent heterocyclic group is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and the upper limit is preferably 36 or less, more preferably 24 or less, and even more preferably 18 or less.
  • polycyclic heterocyclic compounds include fused polycyclic compounds, but these are only representative and preferred examples. Needless to say, it can be done.
  • the above-mentioned heterocyclic group may include those in which, for example, the above-mentioned alicyclic group or aromatic group is bonded or condensed.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of a heterocyclic ring, or a substituent such as an alkyl group (substituent) connected to a heterocyclic ring.
  • the group will be described later.
  • the hydrogen atoms of the heterocyclic group may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a hydroxyl group, an amino group, or a substituent such as the above aliphatic group.
  • the aliphatic group is preferably an alkyl group or an alkenyl group, more preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6. Below, it is still more preferably 4 or less.
  • divalent heterocyclic group examples include a group having, as a bond, a portion of the above monovalent heterocyclic group excluding one hydrogen atom.
  • the one hydrogen atom may be a hydrogen atom of a heterocyclic group, or a hydrogen atom of a substituent such as an alkyl group connected to the heterocyclic group.
  • X 11D represents an oxygen atom, a sulfur atom or a single bond. From the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, X 11D is preferably an oxygen atom or a single bond. n 11D represents 0 or 1, and is preferably 0 from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance.
  • R 11D , R 12D , X 11D , and n 11D in the general formula (1D) include, when X 11D is a single bond, R 11D is a single bond, and R 12D is an aliphatic group; n 11D is preferably 0, the aliphatic group of R 12D is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms in the alkyl group is as described above.
  • Such a compound (D) is typically , heptanal (in the general formula (1D), R 11D and X 11D are single bonds, n 11D is 0, and R 12D is a hexyl group), undecanal (in the general formula (1D), R 11D and X 11D is a single bond, n 11D is 0, and R 12D is a decyl group. It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • R 11D when X 11D is an oxygen atom, R 11D is an aliphatic group, and R 12D is an aromatic group. and n 11D is preferably 0, the aliphatic group of R 11D is preferably an alkyl group, and the number of carbon atoms in the alkyl group is as described above.
  • the aromatic group for R12D is preferably an aromatic group having a monocyclic aromatic compound as its basic structure, in which an aliphatic group (preferably an alkyl group) is connected to the aromatic ring, and the aliphatic group (preferably an alkyl group) is connected to the aromatic ring.
  • a group having one hydrogen atom removed from the group) as a bond is more preferable, and among these, a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenylpropyl group are preferable, and a benzyl group is more preferable.
  • Such a compound (D) is typically benzyloxyacetaldehyde (in the general formula (D), X 11D is an oxygen atom, R 11 is a methylene group, n 11D is 0, and R 12D is a benzyl group.) is preferably mentioned. It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the above compound (D) can be used alone or in combination.
  • a compound represented by the following general formula (1E) is preferably mentioned. Since the compound (E) has two or more acetyl groups and further has two or more acetyl groups as shown in the following general formula (1E), it becomes easier to adhere to the sulfide solid electrolyte. The amount of oil absorption is reduced, it becomes easier to obtain excellent coating suitability, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • R 11E and R 12E each independently represent an organic group or a single bond
  • X 11E represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a single bond
  • the organic groups of R 11E and R 12E are divalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, divalent aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups, and Examples include heterocyclic groups, and divalent aliphatic groups are preferred.
  • the divalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • R 11E , R 12E , and X 11E in the above general formula (1E) is that one of R 11E and R 12E is an aliphatic group, the other is a single bond, and X 11E is a single bond.
  • the aliphatic group of either R 11E or R 12E is preferably an alkanediyl group.
  • the number of carbon atoms in the alkanediyl group is as explained above as the number of carbon atoms in the divalent aliphatic group of R 11D and R 12D , that is, it is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, More preferably it is 4 or less, even more preferably 3 or less.
  • X 11E represents an oxygen atom, a sulfur atom or a single bond. From the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, X 11E is preferably a single bond.
  • a typical preferred example of such a compound (E) is acetylacetone (in general formula (1E), R 11E and X 11E are single bonds, and R 12E is a methylene group). It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the above compound (E) can be used alone or in combination.
  • the compound (F) used in the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment has two or more halogen-containing groups represented by -CH 2 X (X represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group. It is an organic halide 2 having the following.
  • the organic halide 2 of compound (F) has two or more halogen-containing groups represented by -CH 2 X (X represents a fluorine atom or a bromine atom) and an organic group, and By having at least one halogen-containing group represented by -CH 2 Since it becomes easier to adhere to the electrolyte, oil absorption is reduced, and excellent coating suitability can be easily obtained, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • R 11F represents an organic group or a single bond
  • X 11F and X 12F each independently represent a fluorine atom or a bromine atom.
  • the organic group of R 11F is a divalent organic group, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, a divalent aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, and a heterocyclic group. are mentioned, and divalent aliphatic groups are preferred.
  • divalent aliphatic group as with the divalent aliphatic groups of R 11D and R 12D above, a group having a moiety other than one hydrogen atom as a bond in the monovalent aliphatic group, i.e. Examples thereof include an alkanediyl group, an alkenediyl group, and an alkynediyl group. From the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, alkanediyl groups and alkenediyl groups are preferred, and alkanediyl groups are more preferred.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic group is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above.
  • R 11F divalent alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group that can be the organic group of R 11F are explained as the alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group in the organic group of R 11D and R 12D above. It is the same as the thing.
  • R11F may be the above-mentioned organic group or a single bond, but it reduces oil absorption, makes it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently obtains excellent battery performance. From this point of view, the above organic group is preferable.
  • X 11F and X 12F each independently represent a fluorine atom or a bromine atom, and X 11F and X 12F may be the same or different. From the viewpoint of efficiently obtaining excellent battery performance, it is preferable that they are the same. Further, either a fluorine atom or a bromine atom may be used, but from the same viewpoint, a bromine atom is preferable.
  • Such compounds (F) typically include 1,3-dibromopropane (in general formula (3), R 11F is a methylene group, and X 11F and X 12F are bromine atoms), 1, 4-dibromobutane (in general formula (1F), R 11F is a methylene group, X 11F and X 12F are bromine atoms), 1,6-dibromohexane (in general formula (1F), R 11F is 1, 4-butanediyl group, X 11F and X 12F are bromine atoms), 1,10-dibromodecane (in general formula (3 ) , R 11F is 1,8 - octanediyl group, Preferred examples include dibromoalkanes such as atoms. Like these compounds, dihalogenated alkyl in which one bromine atom is bonded to both terminal carbon atoms as a halogen atom is particularly preferred. It goes without saying that a compound having a structure
  • the above compound (F) can be used alone or in combination.
  • the compound (G) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is a thiol compound.
  • the thiol compound of compound (G) is a compound having a thiol group, and having a thiol group as shown in the following general formulas (1G) and (2G) makes it easier to adhere to the sulfide solid electrolyte. , oil absorption is reduced, it becomes easier to obtain excellent coating suitability, and excellent battery performance can be obtained more efficiently.
  • compound (G) is thiol compound 1 and thiol compound 2 represented by the following general formulas (1G) and (2G), respectively, the oil absorption is reduced and excellent coating suitability is easily obtained, Moreover, superior battery performance can be obtained more efficiently.
  • R 11G , R 12G and R 13G each independently represent an organic group or a single bond
  • X 11G represents a hydrogen atom or a thiol group
  • n 11G represents an integer of 0 to 3.
  • at least one of R 11G , R 12G and R 13G is an organic group.
  • R 21G , R 22G and R 23G each independently represent an organic group.
  • n 21G and n 22G represent integers from 0 to 3
  • at least one of R 21G , R 22G and R 23G is an organic group.
  • the organic groups of R 11G , R 12G and R 13G in general formula (1G) are divalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, a divalent aliphatic group , an alicyclic group, an aromatic group, and a heterocyclic group, with a divalent aliphatic group being preferred.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic groups R 11G and R 13G is preferably from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance.
  • the upper limit is preferably 24 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 16 or less, even more preferably 12 or less.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic group of R 12G is preferably 1 or more, and the upper limit is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, still more preferably 4 or less, and even more preferably is 2 or less.
  • the plurality of R 12Gs may be the same or different, and are preferably the same.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above. Furthermore, regarding the divalent alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group that can be the organic group of R 11G , R 12G , and R 13G , the alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group in the organic group of R 11D and R 12D above, It is the same as that explained as a heterocyclic group.
  • R 11G , R 12G and R 13G may be the above-mentioned single bonds, but from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance, Preferably, at least one is the above organic group.
  • X 11G represents a hydrogen atom or a thiol group, which may be either. Preferably, it is an atom. That is, the thiol compound of compound (G) may be a monothiol compound having one thiol group or a dithiol compound having two thiol groups, and monothiol compounds are preferred. Further, n 11G represents an integer from 0 to 3, and from the same point of view, it is preferably 0 or 1, and more preferably 0.
  • the organic group of R 21G in general formula (2G) is a divalent organic group, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, a divalent aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic A divalent aliphatic group and an aromatic group are preferred, and a divalent aromatic group is more preferred.
  • the divalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic group of R 21G is preferably 1 or more, from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance. More preferably, it is 2 or more, and the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and still more preferably 4 or less.
  • R 22G and R 23G are monovalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, monovalent aliphatic groups and alicyclic groups , aromatic groups and heterocyclic groups, with monovalent aliphatic groups being preferred.
  • the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the monovalent aliphatic groups of R 22G and R 23G is preferably from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance.
  • the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 4 or less, even more preferably 2 or less.
  • the plurality of R 22G or R 23G may be the same or different, and are preferably the same.
  • the aliphatic groups of R 21G , R 22G and R 23G may be linear or branched, but are preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above. Furthermore, regarding the monovalent or divalent alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group that can be the organic group of R 21G , R 22G , and R 23G , the alicyclic group, aromatic These are the same as those explained as group groups and heterocyclic groups.
  • Such a compound (G) is typically 1-dodecanethiol (in the general formula (1G), R 11G is a single bond, n 11G is 0, R 13G is a 1,12-dodecanediyl group, X 11G is a hydrogen atom), 1,10 - decanedithiol (in general formula (1G), R 11G is a single bond, n 11G is 0, (1,10-decanediyl group, and X 11G is a thiol group) are preferred.
  • thiol compound 2 represented by the above general formula (2G)
  • 3-mercaptopropyltrimethoxysilane in the general formula (2G), R 21G is a 1,3-propanediyl group, R 23G is a methyl and n 21G is 0 and n 22G is 3.
  • R 21G is a 1,3-propanediyl group
  • R 23G is a methyl
  • n 21G is 0 and n 22G is 3.
  • the above compound (G) can be used alone or in combination, and the compound represented by the general formula (1G) and the general formula (2G) can be used alone or in combination.
  • At least one compound selected from the compounds shown can be used.
  • the compound represented by the above general formula (1G) may be used alone, two types of compounds represented by the above general formula (1G) may be used in combination, and the compound represented by the above general formula (2G) may be used in combination.
  • the compound represented by the above general formula (1G) may be used alone or in combination with a plurality of compounds represented by the general formula (2G), either alone or in combination.
  • the compound (H) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is a metal-free phosphorus compound (provided that it is a compound that does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom).
  • Compound (H) may be a phosphorus compound that does not contain a metal atom, provided that it does not contain an oxygen atom that forms a single bond with a phosphorus atom. That is, the compound (H) does not include compounds in which a hydrocarbon group is bonded to a phosphorus atom via oxygen, for example, a compound in which an alkoxy group or various organic groups is bonded to a phosphorus atom via an ether bond. .
  • Compound (H) is a compound that does not contain a metal atom and contains a phosphorus atom, and by having a phosphorus atom as shown in the following general formulas (1H) to (3H), it can be used as a sulfide solid electrolyte. Since it becomes easier to adhere to the surface, the amount of oil absorbed is reduced, it becomes easier to obtain excellent coating suitability, and excellent battery performance can be obtained more efficiently. That is, the compound (H) includes a metal-free phosphorus compound 1H represented by the following general formula (1H), a metal-free phosphorus compound 2H represented by the following general formula (2H), and a metal-free phosphorus compound 2H represented by the following general formula (3H).
  • metal-free phosphorus compound 3H is mentioned.
  • metal-free phosphorus compounds represented by these general formulas can be used alone or in combination (for example, the following general formula (1H) can be used in combination.)
  • R 11H , R 12H and R 13H each independently represent an organic group.
  • R 21H , R 22H and R 23H each independently represent an organic group.
  • R 31H , R 32H , R 35H and R 36H each independently represent an organic group.
  • R 33H and R 34H each independently represent a single bond or an organic group, and X 31H represents a single bond or an oxygen atom. Further, at least one of R 33H and R 34H is an organic group, and R 33H and R 34H may be bonded to each other to form a condensed ring.
  • the metal-free phosphorus compound 1H is a compound represented by the above general formula (1H).
  • R 11H , R 12H and R 13H each independently represent an organic group.
  • the organic groups of R 11H , R 12H and R 13H are monovalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, monovalent aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups Examples include group groups and heterocyclic groups, with monovalent aliphatic groups being preferred.
  • the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the monovalent aliphatic groups R 11H , R 12H and R 13H is determined from the viewpoint of reducing oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance. , preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above. Furthermore, regarding the monovalent alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group that can be the organic group of R 11H , R 12H , and R 13H , the alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group in the organic group of R 11D and R 12D above It is the same as that explained as a heterocyclic group.
  • R 11H , R 12H and R 13H may be an organic group having an oxygen atom, for example, the above-mentioned monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, heterocyclic group It may be a group having a group selected from.
  • the monovalent organic group having an oxygen atom interposed therebetween is preferably a group having an oxygen atom and an aliphatic group.
  • the metal-free phosphorus compound 1H represented by the general formula (1H) is typically tri-n-octylphosphine oxide (in the general formula (1H), R 11H , R 12H and R 13H are 1 -octyl group) are preferred. It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the metal-free phosphorus compound 2H is a compound represented by the above general formula (2H).
  • R 21H , R 22H and R 23H each independently represent an organic group.
  • the organic groups of R 21H , R 22H and R 23H are monovalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, monovalent aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups Examples include group groups and heterocyclic groups, with monovalent aliphatic groups and aromatic groups being preferred.
  • the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the monovalent aliphatic groups of R 21H , R 22H and R 23H is determined from the viewpoint of reducing oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance. , preferably 1 or more, more preferably 2 or more, still more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 20 or less, more preferably 16 or less, still more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above.
  • the monovalent aromatic groups for R 21H , R 22H and R 23H include aromatic groups whose basic structure is a monocyclic aromatic compound. is preferable, and phenyl group is especially preferable.
  • R 21H , R 22H and R 23H may be an organic group having an oxygen atom, for example, the above-mentioned monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, heterocyclic group It may be a group having a group selected from.
  • the monovalent organic group having an oxygen atom interposed therebetween is preferably a group having an oxygen atom and an aliphatic group.
  • the metal-free phosphorus compound 2H represented by the general formula (2H) is typically tri-n-octylphosphine (in the general formula (2H), R 21H , R 22H and R 23H are 1- ) and triphenylphosphine (in general formula (2H), R 21H , R 22H and R 23H are phenyl groups). It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the metal-free phosphorus compound 3H is a compound represented by the above general formula (3H).
  • R 31H , R 32H , R 35H and R 36H each independently represent an organic group.
  • R 33H and R 34H each independently represent a single bond or an organic group, and X 31H represents a single bond or an oxygen atom. Further, at least one of R 33H and R 34H is an organic group, and R 33H and R 34H may be bonded to each other to form a condensed ring.
  • the organic groups of R 31H , R 32H , R 35H and R 36H are monovalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, monovalent aliphatic groups, alicyclic groups group, aromatic group, and heterocyclic group, monovalent aliphatic group and aromatic group are preferable, and monovalent aromatic group is more preferable.
  • the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the basic structure of the monovalent aromatic groups R 31H , R 32H , R 35H and R 36H is a monocyclic aromatic compound among the aromatic groups explained as the aromatic groups R 11D and R 12D above.
  • Aromatic groups are preferred, and phenyl groups are particularly preferred.
  • R 31H , R 32H , R 35H and R 36H may be an organic group having an oxygen atom, for example, the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, It may also be a group having a group selected from heterocyclic groups.
  • the monovalent organic group having an oxygen atom interposed therebetween is preferably a group having an oxygen atom and an aliphatic group, or a group having an oxygen atom and an aromatic group.
  • the organic groups of R 33H and R 34H are divalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, divalent aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups, and Examples include heterocyclic groups, preferably divalent aliphatic groups and aromatic groups, and more preferably divalent aromatic groups.
  • the divalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic groups of R 33H and R 34H is preferably from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance.
  • the number is 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 3 or more, and the upper limit is preferably 16 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above.
  • divalent aromatic groups for R 33H and R 34H divalent aromatic groups can be adopted from among the aromatic groups explained as the aromatic groups for R 11D and R 12D above, and the above monovalent aromatic groups can be used.
  • the monocyclic aromatic compounds mentioned above may be employed from groups having as bonding hands the moiety obtained by removing two hydrogen atoms from the basic structure of the ring aromatic compound, bonded polycyclic aromatic compound, or fused polycyclic aromatic compound. It is a group having as a bond the part obtained by removing two hydrogen atoms from the basic structure of a compound or a fused polycyclic aromatic compound.
  • At least one of R 33H and R 34H is an organic group.
  • R 33H and R 34H may be combined with each other to form a condensed ring.
  • X 31H becomes a single bond.
  • the condensed ring in this case include the condensed rings explained in the alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group of R 11D and R 12D above.
  • R 33H , X 31H and R 34H may be bonded to each other to form a condensed ring.
  • the condensed ring in this case include the oxygen-containing condensed polycyclic heterocyclic compound described in the heterocyclic group of R 11D and R 12D above.
  • the metal-free phosphorus compound 3H represented by the general formula (3H) is typically 1,4-bis(diphenylphosphino)butane (in the general formula (3H), R 31H , R 32H , R 35H and R 36H are phenyl groups, R 33H is 1,4-butanediyl group, R 34H and X 31H are single bonds), bis[(2-diphenylphosphino)phenyl]ether (general In formula (3H), R 31H , R 32H , R 35H and R 36H are phenyl groups, R 33H and R 34H are benzenediyl groups, and X 31H is an oxygen atom.), 4,5-bis (diphenylphosphino)-9,9-dimethylxanthene (in the general formula (3H), R 31H , R 32H , R 35H and R 36H are phenyl groups, R 33H and are xanthene-4,5-diyl groups, R 34H and
  • R 33H is a dihydrobenzopyran group
  • R 34H is a phenyl group
  • R 33H and R 34H are condensed with each other to form a xanthene-4,5-diyl group. ) is preferred. It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the above-mentioned compound (H) can be used alone or in combination, and metal-free phosphorus compound 1H represented by the above general formula (1H), general At least one metal-free phosphorus compound selected from metal-free phosphorus compound 2H represented by formula (2H) and metal-free phosphorus compound 3H represented by general formula (3H) can be used.
  • metal-free phosphorus compound 1H represented by the above general formula (1H) may be used alone, or two kinds of metal-free phosphorus compounds 1H shown by the above general formula (1H) may be used in combination; The same applies to metal-free phosphorus compounds 2H and 3H represented by (2H) and (3H).
  • the metal-free phosphorus compound 1H represented by the above general formula (1H) may be used alone or in combination with the metal-free phosphorus compound 2H represented by the general formula (2H), either alone or in combination.
  • the metal-free phosphorus compound 2H represented by the general formula (2H) and the metal-free phosphorus compound 3H represented by the general formula (3H) may be used alone or in combination with the metal-free phosphorus compound 1H represented by the general formula (1H), either alone or in combination.
  • the metal-free phosphorus compound 2H represented by the general formula (2H) and the metal-free phosphorus compound 3H represented by the general formula (3H) The same applies to the metal-free phosphorus compound 3H represented by the general formula (3H).
  • the molecular weight of the compound (H) is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, from the viewpoint of reducing oil absorption, easily obtaining excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance. More preferably it is 1500 or less, even more preferably 1000 or less.
  • Compound (I) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is a metal-free boron compound.
  • Compound (I) may be any metal-free boron compound.
  • the metal-free boron compound of compound (I) is a compound that does not contain a metal atom and contains a boron atom, and by having a boron atom as shown in the following general formula (1I), it can be converted into a sulfide. Since it becomes easier to adhere to the solid electrolyte, oil absorption is reduced, excellent coating suitability is easily obtained, and excellent battery performance can be obtained more efficiently. That is, as compound (I), a metal-free boron compound represented by the following general formula (1I) is preferably mentioned.
  • R 11I , R 12I and R 13I each independently represent an organic group.
  • the organic groups of R 11I , R 12I and R 13I are monovalent organic groups, and among the organic groups explained as the organic groups of R 11D and R 12D above, monovalent aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups Examples include group groups and heterocyclic groups, with monovalent aliphatic groups being preferred.
  • the monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group are the same as those explained as the organic group for R 11D and R 12D above.
  • the number of carbon atoms in the monovalent aliphatic groups R 11I , R 12I and R 13I is determined from the viewpoint of reducing oil absorption, making it easier to obtain excellent coating suitability, and more efficiently obtaining excellent battery performance. , preferably 1 or more, more preferably 2 or more, even more preferably 4 or more, even more preferably 6 or more, and the upper limit is preferably 28 or less, more preferably 24 or less, still more preferably 20 or less, and even more Preferably it is 18 or less.
  • the aliphatic group may be linear or branched, but is preferably linear. Others are the same as the aliphatic groups of R 11D and R 12D above.
  • R 11I , R 12I and R 13I are organic groups having an oxygen atom.
  • the organic group via an oxygen atom include a group having a group selected from the above-mentioned monovalent aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and heterocyclic group via an oxygen atom.
  • the monovalent organic group having an oxygen atom interposed therebetween is preferably a group having an oxygen atom and an aliphatic group, and particularly preferably a group having an oxygen atom and an alkyl group, that is, an alkoxy group.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic group is the same as the preferred number of carbon atoms in the monovalent aliphatic groups R 11I , R 12I and R 13I above.
  • the compound (I) represented by the general formula (1I) is typically tri-n-octyl borate (in the general formula (1I), R 11I , R 12I and R 13I are octyloxy groups). ), and tri-n-octadecyl borate (in general formula (1I), R 11I , R 12I and R 13I are octadecyloxy groups) are preferred. It goes without saying that a compound having a structure similar to this can also provide similar effects.
  • the above compound (I) can be used alone or in combination.
  • the content of at least two compounds selected from the above compounds (A) to (I) contained in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment cannot be determined unconditionally because it may vary depending on the type of compound used. However, preferably 0.03 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass, even more preferably 0.1 parts by mass or more, even more preferably 0.5 parts by mass, per 100 parts by mass of the sulfide solid electrolyte.
  • the upper limit is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less.
  • the compounds (A) to (I) used in the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment if at least two compounds selected from these compounds are used, the oil absorption amount is reduced and excellent coating suitability is achieved. and excellent battery performance can be obtained efficiently.
  • compound (B) has a more excellent effect on improving oxidation resistance than the above compounds (A) to (I).
  • the other compounds (A) and (C) to (I) are compounds that have a more excellent effect on reducing oil absorption. Therefore, in order to improve coating suitability by reducing oil absorption, improve battery performance by increasing the density of the solid electrolyte, and improve oxidation resistance, which is one of battery performance.
  • a combination of a compound that is excellent in improving oil absorption and a compound that is excellent in reducing oil absorption More specifically, it is preferable to use a combination of at least one compound selected from compounds (B) and at least one compound selected from compounds (A) and (C) to (I); It is more preferable to use a combination of at least one compound selected from (B) and at least one compound selected from compounds (A), (C), and (F).
  • compound ⁇ When using a compound excellent in improving oxidation resistance (hereinafter also referred to as "compound ⁇ ”) and a compound excellent in reducing oil absorption (hereinafter also referred to as “compound ⁇ ”) in combination, compound ⁇ and
  • the ratio of compound ⁇ to the total amount of ⁇ is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 35% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and the upper limit is preferably It is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, even more preferably 85% by mass or less. It becomes easier to achieve a higher level of balance between reducing oil absorption and improving oxidation resistance.
  • the compound has a molecular weight.
  • the molecular weight of these compounds is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and even more preferably 2,000 or less. Preferably it is 1500 or less, and even more preferably 1000 or less.
  • the content of the compound having a molecular weight of 3000 or less is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, even more preferably 99% by mass or more, and even more preferably 100% by mass, that is, the total amount has a number average molecular weight It is even more preferable that the compound is 3000 or less.
  • At least one compound selected from compounds (A) to (I) relative to the total amount of at least one compound selected from compounds (A) to (I) contained in the modified sulfide solid electrolyte is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0% by mass, that is, the molecular weight is It is even more preferable that compounds having a molecular weight of more than 3000 are not included.
  • the sulfide solid electrolyte that can be used in this embodiment contains lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms, and can be used without particular restrictions as long as it has a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more.
  • a commercially available product can be used as it is, or it can be manufactured and used.
  • a method for producing and using a sulfide solid electrolyte that can be used in this embodiment will be described.
  • the sulfide solid electrolyte that can be used in this embodiment can be manufactured by mixing two or more raw materials selected from compounds containing at least one of lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms. obtained by the method.
  • the raw material two or more compounds selected from compounds containing at least one of a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom can be employed.
  • Compounds that can be used as raw materials include at least one atom of a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom.
  • Lithium halides such as lithium chloride; alkali metal halides such as sodium halides such as sodium iodide, sodium fluoride, sodium chloride, and sodium bromide; diphosphorus trisulfide (P 2 S 3 ), diphosphorus pentasulfide ( phosphorus sulfide such as P 2 S 5 ); various phosphorus fluorides (PF 3 , PF 5 ), various phosphorus chlorides (PCl 3 , PCl 5 , P 2 Cl 4 ), various phosphorus bromides (PBr 3 , PBr 5 ), Phosphorus halides such as various phosphorus iodides (PI 3 , P 2 I 4 ); thiophosphoryl fluoride (PSF 3 ), thiophosphoryl chloride (PSCl 3 ), thiophosphoryl bromide (PSBr 3 ), thiophosphoryl iodide ( At least two types of atoms selected from the above four types of atoms, such as
  • Compounds other than those mentioned above that can be used as raw materials include, for example, compounds that contain at least one type of atom selected from the above four types of atoms and also contain atoms other than the four types of atoms, more specifically, lithium oxide, Lithium compounds such as lithium hydroxide and lithium carbonate; alkali metal sulfides such as sodium sulfide, potassium sulfide, rubidium sulfide, and cesium sulfide; silicon sulfide, germanium sulfide, boron sulfide, gallium sulfide, tin sulfide (SnS, SnS 2 ), sulfide Metal sulfides such as aluminum and zinc sulfide; phosphoric acid compounds such as sodium phosphate and lithium phosphate; aluminum halides, silicon halides, germanium halides, arsenic halides, selenium halides, tin halides, antimony halides,
  • halogen atoms chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms are preferable, and bromine atoms and iodine atoms are more preferable.
  • these atoms may be used alone or in combination. That is, taking lithium halide as an example, lithium bromide may be used alone, lithium iodide may be used alone, or lithium bromide and lithium iodide may be used in combination. .
  • compounds that can be used as raw materials include, among the above, lithium sulfide; phosphorus sulfide such as diphosphorus trisulfide (P 2 S 3 ) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ); fluorine ( Elemental halogens such as F 2 ), chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), and iodine (I 2 ); lithium halides such as lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, and lithium iodide; preferred are sulfurized Among phosphorus, diphosphorus pentasulfide is preferred; among halogens, chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), and iodine (I 2 ) are preferred; among lithium halides, lithium chloride, lithium bromide, and lithium iodide are preferred. preferable.
  • Preferred combinations of compounds that can be used as raw materials include, for example, a combination of lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, and lithium halide, and a combination of lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, and a single halogen;
  • examples of the lithium halide include lithium bromide, Lithium iodide and lithium chloride are preferable, and chlorine, bromine and iodine are preferable as simple halogens.
  • the lithium sulfide is preferably in the form of particles.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the lithium sulfide particles is preferably 10 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less, and even more preferably 50 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter (D 50 ) is the particle diameter that reaches 50% of the total when a particle diameter distribution integration curve is drawn, and is accumulated sequentially from the smallest particle diameter
  • the volume distribution is , for example, is an average particle size that can be measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device.
  • the solid raw materials listed as the raw materials above it is preferable that the solid raw materials have the same average particle size as the lithium sulfide particles, that is, those within the same range as the average particle size of the lithium sulfide particles. preferable.
  • the ratio of lithium sulfide to the total of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide is determined from the viewpoint of obtaining higher chemical stability, and from the viewpoint of obtaining PS 4 fraction. From the viewpoint of obtaining high ionic conductivity, it is preferably 60 mol% or more, more preferably 65 mol% or more, even more preferably 68 mol% or more, and the upper limit is preferably 80 mol% or less, more preferably 78 mol% or less, More preferably, it is 76 mol% or less.
  • the content of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide relative to the total of these is preferably 60 mol% or more, more preferably is 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and the upper limit is preferably 100 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, still more preferably 80 mol% or less.
  • the proportion of lithium bromide is preferably 1 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, still more preferably 40 mol% or more, even more preferably 50 mol% or more, and the upper limit is preferably 99 mol% or less, more preferably 90 mol%.
  • the content is more preferably 80 mol% or less, even more preferably 70 mol% or less.
  • the ratio of the number of moles of lithium sulfide excluding the number of moles of halogen alone and the same number of moles of lithium sulfide is preferably within the range of 60 to 90%, more preferably within the range of 65 to 85%.
  • the content of the elemental halogen with respect to the total amount of lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, and elemental halogen is 1 to 50 mol%. is preferable, 2 to 40 mol% is more preferable, 3 to 25 mol% is even more preferable, and 3 to 15 mol% is even more preferable.
  • the content of elemental halogen ( ⁇ mol%) and the content of lithium halide ( ⁇ mol%) with respect to the total amount are as follows. It is preferable to satisfy formula (1), more preferably to satisfy formula (2) below, even more preferably to satisfy formula (3) below, and even more preferably to satisfy formula (4) below. 2 ⁇ 2 ⁇ + ⁇ 100...(1) 4 ⁇ 2 ⁇ + ⁇ 80...(2) 6 ⁇ 2 ⁇ + ⁇ 50...(3) 6 ⁇ 2 ⁇ + ⁇ 30...(4)
  • Two or more raw materials selected from compounds containing at least one of lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms can be mixed using a mixer, for example. Moreover, it can also be carried out using a stirrer, a pulverizer, etc. This is because even if a stirrer is used, mixing of the raw materials may occur, and if a pulverizer is used, the raw materials will be crushed, but mixing will also occur at the same time. That is, the sulfide solid electrolyte used in the present embodiment is produced by stirring, mixing, pulverizing, or It can also be said that it can be performed by a combination of any of these processes.
  • stirrer and mixer examples include a mechanical stirrer mixer that is equipped with stirring blades in a reaction tank and is capable of stirring (mixing by stirring or agitation mixing).
  • examples of the mechanical stirring type mixer include a high speed stirring type mixer, a double-arm type mixer, and the like.
  • high-speed stirring type mixer examples include a vertical axis rotation type mixer and a horizontal axis rotation type mixer, and either type of mixer may be used.
  • the shapes of stirring blades used in mechanical stirring type mixers include blade type, arm type, anchor type, paddle type, full zone type, ribbon type, multi-stage blade type, double arm type, shovel type, biaxial vane type, Examples include flat blade type, C-type blade type, etc., and from the viewpoint of promoting the reaction of raw materials more efficiently, shovel type, flat blade type, C-type blade type, anchor type, paddle type, full zone type, etc. are preferable. Anchor type, paddle type, and full zone type are more preferred.
  • the rotation speed of the stirring blade may be adjusted as appropriate depending on the volume of the fluid in the reaction tank, the temperature, the shape of the stirring blade, etc., and there is no particular restriction, but it is usually 5 rpm or more and 400 rpm or less. From the viewpoint of promoting the reaction of raw materials more efficiently, the speed is preferably 10 rpm or more and 300 rpm or less, more preferably 15 rpm or more and 250 rpm or less, and even more preferably 20 rpm or more and 200 rpm or less.
  • the temperature conditions when mixing using a mixer for example, usually -30 to 120°C, preferably -10 to 100°C, more preferably 0 to 80°C, still more preferably 10 to 60°C. It is.
  • the mixing time is usually 0.1 to 500 hours, preferably 1 to 450 hours, more preferably 10 to 425 hours, even more preferably 20 to 400 hours, from the viewpoint of making the dispersion state of the raw materials more uniform and promoting the reaction. time, more preferably 40 to 375 hours.
  • the method of mixing accompanied by pulverization using a pulverizer is a method that has been conventionally employed as a solid phase method (mechanical milling method).
  • a media type crusher using a crushing medium can be used.
  • Media-type pulverizers are broadly classified into container-driven pulverizers and media agitation-type pulverizers. Examples of the container-driven pulverizer include a stirring tank, a pulverizing tank, a ball mill, a bead mill, etc. that are a combination of these.
  • media agitation type crushers include impact type crushers such as cutter mills, hammer mills, and pin mills; tower type crushers such as tower mills; stirring tank type crushers such as attritors, aquamizers, and sand grinders; visco mills, Examples include various types of pulverizers such as a flow tank type pulverizer such as a pearl mill; a flow tube type pulverizer; an annular type pulverizer such as a coball mill; a continuous dynamic type pulverizer; and a single-screw or multi-screw kneader.
  • impact type crushers such as cutter mills, hammer mills, and pin mills
  • tower type crushers such as tower mills
  • stirring tank type crushers such as attritors, aquamizers, and sand grinders
  • visco mills examples include various types of pulverizers such as a flow tank type pulverizer such as a pearl mill; a flow tube type pulverizer; an
  • ball mills and bead mills which are exemplified as container-driven crushers, are preferable, and planetary type ones are particularly preferable.
  • crushers can be selected as appropriate depending on the desired scale, etc.
  • container-driven crushers such as ball mills and bead mills can be used, and for large scale or mass production In the case of grinding, other types of grinders may be used.
  • a wet pulverizer that can handle wet pulverization is preferable.
  • Typical wet mills include wet bead mills, wet ball mills, and wet vibration mills, which allow the grinding conditions to be adjusted freely and are suitable for processing smaller particle sizes.
  • a wet bead mill used as a bead mill is preferred.
  • dry pulverizers such as dry media pulverizers such as dry bead mills, dry ball mills, and dry vibration mills, and dry non-media pulverizers such as jet mills can also be used.
  • a flow-through type pulverizer when the object to be mixed is in a liquid state or a slurry state, a flow-through type pulverizer can be used, which is capable of circulation operation where it is circulated as necessary.
  • a pulverizer of a type that circulates between a pulverizer for pulverizing slurry (pulverizing mixer) and a temperature holding tank (reaction container) can be mentioned.
  • the size of the beads and balls used in the ball mill and bead mill may be appropriately selected depending on the desired particle size, processing amount, etc.
  • the diameter of the beads is usually 0.05 mm ⁇ or more, preferably 0.1 mm ⁇ or more, More preferably, it is 0.3 mm ⁇ or more, and the upper limit is usually 5.0 mm ⁇ or less, preferably 3.0 mm ⁇ or less, and more preferably 2.0 mm ⁇ or less.
  • the diameter of the ball is usually 2.0 mm ⁇ or more, preferably 2.5 mm ⁇ or more, more preferably 3.0 mm ⁇ or more, and the upper limit is usually 20.0 mm ⁇ or less, preferably 15.0 mm ⁇ or less, more preferably 10.0 mm ⁇ or less.
  • the material include metals such as stainless steel, chrome steel, and tungsten carbide; ceramics such as zirconia and silicon nitride; and minerals such as agate.
  • the rotation speed varies depending on the scale of processing, so it cannot be generalized, but it is usually 10 rpm or more, preferably 20 rpm or more, more preferably 50 rpm or more, and the upper limit is The speed is usually 1,000 rpm or less, preferably 900 rpm or less, more preferably 800 rpm or less, and still more preferably 700 rpm or less.
  • the crushing time in this case varies depending on the scale of the treatment, so it cannot be generalized, but it is usually 0.5 hours or more, preferably 1 hour or more, more preferably 5 hours or more, and still more preferably 10 hours or more.
  • the upper limit is usually 100 hours or less, preferably 72 hours or less, more preferably 48 hours or less, and still more preferably 36 hours or less.
  • solvent In the above-mentioned mixing, a solvent can be added to the above-mentioned raw materials and mixed.
  • various solvents that are broadly referred to as organic solvents can be used.
  • solvent it is possible to use a wide range of solvents that have been conventionally used in the production of solid electrolytes, such as hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents. Examples include solvents.
  • Examples of aliphatic hydrocarbons include hexane, pentane, 2-ethylhexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, and tridecane
  • examples of alicyclic hydrocarbons include cyclohexane and methylcyclohexane.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, tert-butylbenzene, trifluoromethylbenzene, and nitrobenzene.
  • examples include solvents containing atoms other than carbon atoms and hydrogen atoms, such as heteroatoms such as nitrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, and halogen atoms.
  • solvents have the property of easily forming complexes with compounds containing lithium atoms, phosphorus atoms, sulfur atoms, and halogen atoms used as raw materials (hereinafter, such solvents are referred to as "complexing agents"). ), it has the property of making it easier for halogen atoms to remain within the structure of the sulfide solid electrolyte, so it is useful in that higher ionic conductivity can be obtained.
  • Preferred examples of such complexing agents include, for example, ether solvents and ester solvents that contain an oxygen atom as a heteroatom, as well as alcohol solvents, aldehyde solvents, and ketone solvents.
  • ether solvents include dimethyl ether, diethyl ether, tert-butyl methyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene oxide glycol dimethyl ether (triglyme), and aliphatic ethers such as diethylene glycol and triethylene glycol; Alicyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dimethoxytetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, dioxane; heterocyclic ethers such as furan, benzofuran, benzopyran; methyl phenyl ether (anisole), ethyl phenyl ether, dibenzyl Aromatic ethers such as ether and diphenyl ether are preferred.
  • ester solvents include methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate; methyl propionate, ethyl propionate, dimethyl oxalate, diethyl oxalate, dimethyl malonate, diethyl malonate, and succinic acid.
  • Aliphatic esters such as dimethyl and diethyl succinate; alicyclic esters such as methyl cyclohexanecarboxylate, ethyl cyclohexanecarboxylate, and dimethyl cyclohexanedicarboxylate; methyl pyridinecarboxylate, methyl pyrimidinecarboxylate, acetolactone, propiolactone, butyrolactone , heterocyclic esters such as valerolactone; and aromatic esters such as methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, butylbenzyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, trimethyl trimellitate, and triethyl trimellitate.
  • Preferred examples include alcohol solvents such as ethanol and butanol; aldehyde solvents such as formaldehyde, acetaldehyde, and dimethylformamide; and ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone.
  • alcohol solvents such as ethanol and butanol
  • aldehyde solvents such as formaldehyde, acetaldehyde, and dimethylformamide
  • ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone.
  • the solvent containing a nitrogen atom as a hetero atom examples include solvents containing a group containing a nitrogen atom such as an amino group, an amide group, a nitro group, and a nitrile group.
  • a solvent having an amino group aliphatic amines such as ethylenediamine, diaminopropane, dimethylethylenediamine, diethylethylenediamine, dimethyldiaminopropane, tetramethyldiaminomethane, tetramethylethylenediamine (TMEDA), and tetramethyldiaminopropane (TMPDA); Alicyclic amines such as cyclopropanediamine, cyclohexanediamine, bisaminomethylcyclohexane; Heterocyclic amines such as isophoronediamine, piperazine, dipiperidylpropane, dimethylpiperazine; phenyldiamine, tolylenediamine,
  • the solvent containing a halogen atom as a hetero atom include chloroform, carbon tetrachloride, dichloromethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, trifluoromethylbenzene, chlorotoluene, and bromobenzene.
  • the solvent containing a sulfur atom dimethyl sulfoxide, carbon disulfide, etc. are preferably mentioned.
  • the amount of the solvent used is preferably 100 mL or more, more preferably 200 mL or more, even more preferably 250 mL or more, even more preferably 300 mL or more, and the upper limit is preferably It is 3000 mL or less, more preferably 2500 mL or less, even more preferably 2000 mL or less, even more preferably 1550 mL or less.
  • the amount of the solvent used is within the above range, the raw materials can be reacted efficiently.
  • the method may include drying the fluid (usually slurry) obtained by the mixing after the mixing.
  • a complexing agent is used as a solvent
  • the complexing agent is removed from the complex containing the complexing agent, and when a complexing agent and a solvent are used together, the complexing agent is removed from the complex containing the complexing agent.
  • a sulfide solid electrolyte can be obtained by removing the agent and the solvent, or by removing the solvent when a solvent other than the complexing agent is used. The obtained sulfide solid electrolyte exhibits ionic conductivity due to lithium atoms.
  • Drying can be performed on the fluid obtained by mixing at a temperature depending on the type of solvent. For example, it can be carried out at a temperature equal to or higher than the boiling point of the complexing agent.
  • drying under reduced pressure using a vacuum pump or the like is usually 5 to 100°C, preferably 10 to 85°C, more preferably 15 to 70°C, and even more preferably about room temperature (23°C) (for example, about room temperature ⁇ 5°C). (vacuum drying) to volatilize the complexing agent and the solvent used if necessary.
  • Drying may be performed by filtration of the fluid using a glass filter or the like, solid-liquid separation by decantation, or solid-liquid separation using a centrifuge or the like.
  • a solvent other than the complexing agent is used, a sulfide solid electrolyte can be obtained by solid-liquid separation.
  • drying may be performed under the above-mentioned temperature conditions to remove the complexing agent taken into the complex.
  • solid-liquid separation involves transferring a fluid to a container, precipitating the sulfide (or the complex if it contains a complexing agent (which can also be referred to as a precursor of a sulfide solid electrolyte), and then removing the supernatant. Decantation to remove the complexing agent and solvent, and filtration using a glass filter with a pore size of about 10 to 200 ⁇ m, preferably 20 to 150 ⁇ m, are easy.
  • Drying may be performed after mixing and before the hydrogen treatment described below, or after the hydrogen treatment.
  • the sulfide solid electrolyte obtained by performing the above mixing will basically become an amorphous sulfide solid electrolyte (glass component) unless it is mixed by pulverization using a pulverizer to the extent that it crystallizes. .
  • the sulfide solid electrolyte obtained by performing the above mixing may be an amorphous sulfide solid electrolyte (glass component) or a crystalline sulfide solid electrolyte. You can choose.
  • a crystalline sulfide solid electrolyte can be obtained by heating the amorphous sulfide solid electrolyte obtained by the above mixing.
  • amorphous components glass components are formed on the surface of the powder as a result of processing such as pulverization as described below.
  • sulfide solid electrolytes containing amorphous components include amorphous sulfide solid electrolytes, and crystalline sulfide solid electrolytes with sulfide solids on the surface of which amorphous components are formed. Also includes electrolytes.
  • a crystalline sulfide solid electrolyte When manufacturing a crystalline sulfide solid electrolyte, further heating may be included. If an amorphous sulfide solid electrolyte (glass component) is obtained by the above mixing, a crystalline sulfide solid electrolyte can be obtained by heating, and a crystalline sulfide solid electrolyte can also be obtained. In this case, a crystalline sulfide solid electrolyte with improved crystallinity can be obtained.
  • a complexing agent is used as a solvent during mixing, a complex containing the complexing agent is formed, but heating without drying as described above also removes the complexing agent from the complex. Upon removal, a sulfide solid electrolyte is obtained, which can be made either amorphous or crystalline depending on the heating conditions.
  • the heating temperature is determined according to the structure of the crystalline sulfide solid electrolyte obtained by heating the amorphous sulfide solid electrolyte.
  • the amorphous sulfide solid electrolyte is subjected to differential thermal analysis (DTA) using a differential thermal analyzer (DTA apparatus) under the temperature increasing condition of 10°C/min, and the lowest temperature side is Starting from the temperature at the top of the exothermic peak observed in , the range is preferably 5°C or lower, more preferably 10°C or lower, and even more preferably 20°C or lower, and there is no particular restriction on the lower limit, but The temperature at the top of the exothermic peak observed on the lowest temperature side may be about ⁇ 40° C. or higher. By setting the temperature within such a range, an amorphous sulfide solid electrolyte can be obtained more efficiently and reliably.
  • DTA differential thermal analysis
  • DTA apparatus differential thermal analyzer
  • the heating temperature for obtaining an amorphous sulfide solid electrolyte cannot be unconditionally defined as it varies depending on the structure of the crystalline sulfide solid electrolyte to be obtained, but is usually preferably 135°C or lower.
  • the temperature is more preferably 130°C or lower, even more preferably 125°C or lower, and although there is no particular restriction on the lower limit, it is preferably 90°C or higher, more preferably 100°C or higher, and still more preferably 105°C or higher.
  • the heating temperature can be determined according to the structure of the crystalline sulfide solid electrolyte.
  • the heating temperature is preferably higher than the above-mentioned heating temperature for obtaining a solid electrolyte, and specifically, the heating temperature is heated at 10° C./min using a differential thermal analyzer (DTA device). Differential thermal analysis (DTA) is performed under high temperature conditions, and starting from the peak top temperature of the exothermic peak observed at the lowest temperature, preferably 5°C or higher, more preferably 10°C or higher, and even more preferably 20°C or higher.
  • DTA differential thermal analyzer
  • the temperature may be within a certain range, and the upper limit is not particularly limited, but may be about 40°C or lower. By setting the temperature within this range, a crystalline sulfide solid electrolyte can be obtained more efficiently and reliably.
  • the heating temperature for obtaining a crystalline sulfide solid electrolyte cannot be unconditionally defined because it varies depending on the composition and structure of the crystalline sulfide solid electrolyte to be obtained, but it is usually preferably 130°C or higher.
  • the temperature is more preferably 135°C or higher, even more preferably 140°C or higher, and although there is no particular upper limit, it is preferably 600°C or lower, more preferably 550°C or lower, and even more preferably 500°C or lower.
  • the heating time is not particularly limited as long as the desired amorphous sulfide solid electrolyte or crystalline sulfide solid electrolyte can be obtained, but for example, 1 minute or more is preferable, and 10 minutes or more is preferable. More preferably, 30 minutes or more is even more preferable, and even more preferably 1 hour or more. Further, the upper limit of the heating time is not particularly limited, but is preferably 24 hours or less, more preferably 10 hours or less, even more preferably 5 hours or less, and even more preferably 3 hours or less.
  • the heating is preferably performed in an inert gas atmosphere (eg, nitrogen atmosphere, argon atmosphere) or a reduced pressure atmosphere (particularly in a vacuum).
  • an inert gas atmosphere containing a certain concentration of hydrogen may be used. This is because deterioration (for example, oxidation) of the crystalline sulfide solid electrolyte can be prevented.
  • the heating method is not particularly limited, and examples thereof include methods using a hot plate, a vacuum heating device, an argon gas atmosphere furnace, and a firing furnace.
  • a horizontal dryer having a heating means and a feeding mechanism, a horizontal vibrating fluidized dryer, etc. can be used, and the selection may be made depending on the processing amount to be heated.
  • the sulfide solid electrolyte used in this embodiment may be a commercially available product or a manufactured product.
  • the sulfide solid electrolyte obtained by the above method is an amorphous (glass component), crystalline sulfide solid electrolyte containing lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms, and is preferably used in this embodiment. Used as a sulfide solid electrolyte.
  • the sulfide solid electrolyte used in this embodiment has a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more. Despite having such a large specific surface area, the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has excellent coating suitability when applied as a paste, and efficiently exhibits excellent battery performance. The higher the BET specific surface area of the sulfide solid electrolyte, the more superior the effect can be demonstrated. From this viewpoint, the BET specific surface area is preferably 12 m 2 /g or more, more preferably 15 m 2 /g or more, and even more preferably 20 m 2 /g or more.
  • the BET specific surface area is a specific surface area measured using krypton as an adsorbate in accordance with JIS Z 8830:2013 (method for measuring the specific surface area of powder (solid) by gas adsorption).
  • the amorphous sulfide solid electrolyte obtained by the above method contains lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms, and typical examples include Li 2 SP 2 S 5 -LiI, It is composed of lithium sulfide, phosphorus sulfide and lithium halide, such as Li 2 S-P 2 S 5 -LiCl, Li 2 S-P 2 S 5 -LiBr, Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr, etc.
  • Solid electrolytes that further contain other atoms such as oxygen atoms and silicon atoms, such as Li 2 S-P 2 S 5 -Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI, etc. Solid electrolytes are preferred. From the viewpoint of obtaining higher ionic conductivity, Li 2 S-P 2 S 5 -LiI, Li 2 S-P 2 S 5 -LiCl, Li 2 S-P 2 S 5 -LiBr, Li 2 S-P 2 S Preferred examples include solid electrolytes composed of lithium sulfide, phosphorus sulfide, and lithium halide, such as 5 -LiI-LiBr. The types of atoms constituting the amorphous sulfide solid electrolyte can be confirmed using, for example, an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer.
  • ICP inductively coupled plasma
  • the shape of the amorphous sulfide solid electrolyte is not particularly limited, but may be, for example, particulate.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the particulate amorphous sulfide solid electrolyte can be, for example, within the range of 0.01 ⁇ m to 500 ⁇ m, or 0.1 to 200 ⁇ m.
  • Li 4-x Ge 1-x P x S 4 -based thio-LISICON Region II crystal structure (Kanno et al., Journal of The Electrochemical Society, 148 (7) A742-746 (200 1) Reference ), crystal structures similar to Li 4-x Ge 1-x P x S 4 -based thio-LISICON Region II (see Solid State Ionics, 177 (2006), 2721-2725), etc. Can be mentioned.
  • the crystal structure of the crystalline sulfide solid electrolyte obtained by the manufacturing method of the present embodiment is preferably a thiolisicone region II crystal structure among the above, since higher ionic conductivity can be obtained.
  • thio-LISICON Region II type crystal structure refers to Li 4-x Ge 1-x P x S 4 -based thio-LISICON Region II (thio-LISICON Region II) type crystal structure, Li 4-x Ge 1-x Indicates that it has a crystal structure similar to P x S 4 -based thio-LISICON Region II (thio-LISICON Region II) type.
  • the crystalline sulfide solid electrolyte obtained by the manufacturing method of the present embodiment may have the above-mentioned thiolisicone region II type crystal structure, or may have it as the main crystal, but more From the viewpoint of obtaining high ionic conductivity, it is preferable to have it as the main crystal.
  • the crystalline sulfide solid electrolyte obtained by the manufacturing method of this embodiment should not contain crystalline Li 3 PS 4 ( ⁇ -Li 3 PS 4 ) from the viewpoint of obtaining higher ionic conductivity. is preferred.
  • Li 4-x Ge 1-x P x S 4- based thiolysicone region II The diffraction peaks of the (thio-LISICON Region II ) type crystal structure
  • crystalline Li 3 PS 4 ( ⁇ -Li 3 PS 4 ) is not included.
  • only a very small peak can be detected compared to the diffraction peak of the thiolisicone region type II crystal structure.
  • the crystal structure represented by the above compositional formula Li 7-x PS 6-x Ha x (Ha is Cl or Br, x is preferably 0.2 to 1.8) is preferably cubic, and CuK ⁇ radiation In X-ray diffraction measurements using It has a peak that appears at the 0° position.
  • a crystal structure basically having a structural skeleton of Li 7 PS 6 is also called an argyrodite crystal structure. Note that these peak positions may be different within a range of ⁇ 0.5°.
  • the shape of the crystalline sulfide solid electrolyte is not particularly limited, but may be, for example, particulate.
  • the average particle diameter (D 50 ) of the particulate crystalline sulfide solid electrolyte can be, for example, within the range of 0.01 ⁇ m to 500 ⁇ m, or 0.1 to 200 ⁇ m.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more, and has a large specific surface area.
  • the BET specific surface area of the sulfide solid electrolyte is preferably 12 m 2 /g or more, and preferably 15 m 2 /g or more, from the viewpoint that the higher the BET specific surface area of the sulfide solid electrolyte, the more the superiority of the effect can be demonstrated. It is more preferable that the area is 20 m 2 /g or more.
  • the upper limit is 100 m 2 /g or less, preferably 75 m 2 /g or less, more preferably 50 m 2 /g or less. Even if lithium halide adheres to the surface, it does not have a large effect on the BET specific surface area of the sulfide solid electrolyte, and the BET specific surface area of the sulfide solid electrolyte used in this embodiment and the modified sulfide The BET specific surface area of the solid electrolyte is substantially the same.
  • the BET specific surface area of the modified sulfide solid electrolyte will naturally also be 10 m 2 /g or more.
  • the oil absorption amount is usually 1.10 mL/ml due to the effects of compounds (A) to (I) attached to the surface. g or less, and furthermore 1.00 mL/g or less, 0.95 mL/g or less, 0.90 mL/g or less, 0.85 mL/g or less, 0.80 mL/g or less, and 0.75 mL/g or less. Become.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has a large BET specific surface area, it has a small oil absorption amount, so when it is made into a paste, it is possible to suppress the increase in viscosity of the paste, and it is possible to suppress the increase in the viscosity of the paste.
  • the paste has excellent coating suitability, and since there is no need to use a solvent or the like to suppress an increase in the viscosity of the paste, it becomes easier to obtain excellent battery performance.
  • oil absorption is measured by using 1 g of the modified sulfide solid electrolyte as a sample, adding 1 drop of butyl butyrate in a mortar, etc., stirring with a spatula, and continuing the operation until the sample becomes paste-like.
  • the total amount of butyl butyrate added repeatedly was defined as the oil absorption (mL/g).
  • "paste” is defined in "7.2 Measurement” of JIS K5101-13-1:2004 (Pigment test method - Part 13: Oil absorption - Section 1: Refined linseed oil method) This refers to the condition of ⁇ something that can be spread out without cracking or becoming tattered, and that only lightly adheres to the measuring plate.''
  • Oil absorption index (%) Oil absorption B/Oil absorption A x 100 Oil absorption A: oil absorption of sulfide solid electrolyte before modification (mL/g) Oil absorption amount B: Oil absorption amount of modified sulfide solid electrolyte (mL/g)
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is usually 0.5 mS/cm or more, further 1.0 mS/cm or more, 1.5 mS/cm or more, 1.6 mS/cm or more, 1. It has an extremely high ionic conductivity of 7 mS/cm or more, and a lithium battery with excellent battery performance can be obtained.
  • the oxidation current of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is lower than that of the sulfide solid electrolyte used, it has excellent oxidation resistance.
  • the rate of decrease is usually 15% or more, further 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more.
  • the rate of decrease in oxidation current is calculated using the following formula.
  • Oxidation current (%) (oxidation current A - oxidation current B) / oxidation current A x 100
  • Oxidation current A Oxidation current of sulfide solid electrolyte before modification (mA)
  • Oxidation current B Oxidation current of modified sulfide solid electrolyte (mA)
  • Oxidation current index (%) Oxidation current B/Oxidation current A x 100
  • Oxidation current 1 Oxidation current of modified sulfide solid electrolyte (mA)
  • Oxidation current 2 Oxidation current of sulfide solid electrolyte before modification (mA)
  • the oxidation current of the crystalline solid electrolyte obtained by the manufacturing method of this embodiment cannot be definitively determined as an absolute value because it may vary depending on the measurement conditions, etc., but it was measured by the oxidation current measurement method in the example described later.
  • the current is usually as small as 0.55 mA or less, furthermore 0.45 mA or less, 0.43 mA or less, 0.41 mA or less, and 0.40 mA or less. Further, the lower limit value is about 0.20 mA.
  • the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment has excellent coating suitability and can be used for manufacturing batteries without using a solvent or the like, so it can efficiently exhibit excellent battery performance. In addition, it has high ionic conductivity and excellent battery performance, so it is suitably used in batteries.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment may be used for a positive electrode layer, a negative electrode layer, or an electrolyte layer. Note that each layer can be manufactured by a known method.
  • a current collector in addition to the positive electrode layer, electrolyte layer, and negative electrode layer, and a known current collector can be used.
  • a layer can be used in which a material such as Au, Pt, Al, Ti, or Cu that reacts with the solid electrolyte is coated with Au or the like.
  • the method for producing the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is as follows: A sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing a lithium atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom, and at least two compounds selected from the following compounds (A) to (I); mixing with an organic solvent; removing the organic solvent; It is a manufacturing method including.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment is It is preferable to manufacture by the manufacturing method of.
  • Compound (A) A compound having one heterocycle having a carbon atom and an oxygen atom
  • Compound (B) A compound having two or more heterocycles having a carbon atom and an oxygen atom
  • Organic halide 1 (the following compound (F) except for.)
  • Compound (F) Two or more -CH 2
  • Organic halide 2 having a halogen-containing group represented by X 1F (X 1F represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom) and an organic group Compound (G)
  • X 1F represents a fluorine atom, a chlorine atom, a
  • the 1F halogen atom is preferably a fluorine atom or a bromine atom.
  • the sulfide solid electrolyte having a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and containing lithium atoms, sulfur atoms, phosphorus atoms, and halogen atoms used in the manufacturing method of the present embodiment is the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment.
  • the same sulfide solid electrolytes described as those that can be used in the electrolyte are employed. Therefore, as the sulfide solid electrolyte, a commercially available product may be used, or one manufactured by the above-mentioned sulfide solid electrolyte method may be used.
  • Examples of the organic solvent used in the manufacturing method of this embodiment include the solvents described as those that can be used in the method for manufacturing the sulfide solid electrolyte. From the viewpoint of promoting the mixing of the sulfide solid electrolyte and the heteropolycyclic compound and efficiently obtaining a modified sulfide solid electrolyte containing the sulfide solid electrolyte and the heteropolycyclic compound, From the viewpoint of promoting the adhesion of compounds to the sulfide solid electrolyte, among the above solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, and ether solvents exemplified as complexing agents, Ester solvents and nitrile solvents are preferred, and aromatic hydrocarbon solvents are more preferred. In the manufacturing method of this embodiment, the organic solvent can be used alone or in combination of two or more of these.
  • the sulfide solid electrolyte, the heteropolycyclic compound, and the organic solvent are mixed by the same method as "mixing" in the method for manufacturing the sulfide solid electrolyte. It can be carried out.
  • the organic solvent can be removed by the same method as “drying” in the method for producing the sulfide solid electrolyte. Furthermore, in the manufacturing method of this embodiment, “heating” in the method for manufacturing the sulfide solid electrolyte described above may be performed.
  • the electrode composite material of this embodiment includes an electrode composite material containing the modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment described above and an electrode active material, and an electrode composite material containing the modified sulfide solid electrolyte of the above-mentioned another form and an electrode active material. It is an electrode composite material containing a substance.
  • Electrode active material As the electrode active material, a positive electrode active material and a negative electrode active material are employed depending on whether the electrode mixture is used as a positive electrode or a negative electrode, respectively.
  • any atom that can be adopted as an atom that develops ionic conductivity, preferably a lithium atom, can promote a battery chemical reaction that involves the movement of lithium ions. It can be used without any particular restrictions.
  • positive electrode active materials capable of intercalating and deintercalating lithium ions include oxide-based positive electrode active materials, sulfide-based positive electrode active materials, and the like.
  • Oxide-based positive electrode active materials include LMO (lithium manganate), LCO (lithium cobalt oxide), NMC (lithium nickel manganese cobalt oxide), NCA (lithium nickel cobalt aluminate), LNCO (lithium nickel cobalt oxide), and olivine type.
  • LMO lithium manganate
  • LCO lithium cobalt oxide
  • NMC lithium nickel manganese cobalt oxide
  • NCA lithium nickel cobalt aluminate
  • LNCO lithium nickel cobalt oxide
  • sulfide-based positive electrode active materials examples include titanium sulfide (TiS 2 ), molybdenum sulfide (MoS 2 ), iron sulfide (FeS, FeS 2 ), copper sulfide (CuS), nickel sulfide (Ni 3 S 2 ), etc. .
  • TiS 2 titanium sulfide
  • MoS 2 molybdenum sulfide
  • FeS, FeS 2 iron sulfide
  • CuS copper sulfide
  • Ni 3 S 2 nickel sulfide
  • the positive electrode active materials can be used alone or in combination.
  • the negative electrode active material is an atom employed as an atom that exhibits ionic conductivity, preferably a metal that can form an alloy with a lithium atom, an oxide thereof, an alloy of the metal with a lithium atom, etc., preferably a lithium atom. Any material can be used without particular limitation as long as it can promote the battery chemical reaction accompanied by the movement of lithium ions caused by .
  • the negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions any material known as a negative electrode active material in the field of batteries can be used without limitation.
  • negative electrode active materials include metal lithium, metals that can form alloys with metal lithium, such as metal lithium, metal indium, metal aluminum, metal silicon, and metal tin, oxides of these metals, and metals that can form alloys with metal lithium.
  • metal lithium metals that can form alloys with metal lithium
  • metals that can form alloys with metal lithium examples include alloys with metallic lithium.
  • the electrode active material used in this embodiment may have a coating layer on its surface.
  • the material forming the coating layer include atoms that exhibit ionic conductivity in the sulfide solid electrolyte, preferably ion conductors such as nitrides, oxides, or composites of lithium atoms.
  • lithium nitride (Li 3 N) a conductor having a lithicon type crystal structure such as Li 4-2x Zn x GeO 4 whose main structure is Li 4 GeO 4 , and a Li 3 PO 4 type skeleton
  • a conductor having a thiolisicone crystal structure such as Li 4-x Ge 1-x P x S 4
  • a conductor having a perovskite crystal structure such as La 2/3-x Li 3x TiO 3
  • a conductor having a perovskite crystal structure such as LiTi 2
  • Examples include conductors having a NASICON type crystal structure such as (PO 4 ) 3 and the like.
  • lithium titanate such as Li y Ti 3-y O 4 (0 ⁇ y ⁇ 3) and Li 4 Ti 5 O 12 (LTO), metals belonging to Group 5 of the periodic table such as LiNbO 3 and LiTaO 3 Lithium metal oxides, as well as Li 2 O-B 2 O 3 -P 2 O 5 series, Li 2 O-B 2 O 3 -ZnO series, Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 -P 2 O 5 -TiO Examples include oxide-based conductors such as 2 -based conductors.
  • a solution containing various atoms constituting the material forming the coating layer is deposited on the surface of the electrode active material, and the electrode active material after deposition is heated preferably at a temperature of 200°C or higher and 400°C or lower. It can be obtained by firing at
  • the solution containing various atoms a solution containing alkoxides of various metals such as lithium ethoxide, titanium isopropoxide, niobium isopropoxide, and tantalum isopropoxide may be used.
  • the solvent may be an alcoholic solvent such as ethanol or butanol, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane, heptane, or octane; or an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene, toluene, or xylene.
  • the above-mentioned attachment may be performed by dipping, spray coating, or the like.
  • the firing temperature is preferably 200°C or more and 400°C or less, more preferably 250°C or more and 390°C or less, and the firing time is usually about 1 minute to 10 hours. and preferably 10 minutes to 4 hours.
  • the coverage rate of the coating layer is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 100% based on the surface area of the electrode active material, that is, the entire surface is preferably covered.
  • the thickness of the coating layer is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and the upper limit is preferably 30 nm or less, more preferably 25 nm or less.
  • the thickness of the coating layer can be measured by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM), and the coverage rate can be calculated based on the thickness of the coating layer, elemental analysis value, BET specific surface area, It can be calculated from
  • the electrode composite material of this embodiment may also contain other components such as a conductive material and a binder. That is, in addition to the above-mentioned modified sulfide solid electrolyte and electrode active material, the electrode composite material of this embodiment may include other components such as a conductive material and a binder. Other components such as a conductive agent and a binder may be added to the modified sulfide solid electrolyte and electrode active material in mixing the modified sulfide solid electrolyte and electrode active material. They may be used in combination.
  • artificial graphite, graphite carbon fiber, resin sintered carbon, pyrolytic vapor grown carbon, coke, mesocarbon microbeads, furfuryl alcohol resin sintered carbon are used as conductive materials, from the viewpoint of improving battery performance by improving electronic conductivity.
  • polyacene, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, natural graphite, non-graphitizable carbon, and other carbon-based materials are used as conductive materials, from the viewpoint of improving battery performance by improving electronic conductivity.
  • the binder is not particularly limited as long as it can provide functions such as binding properties and flexibility, and examples thereof include fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, butylene rubber, and styrene-butadiene rubber.
  • fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, butylene rubber, and styrene-butadiene rubber.
  • Various resins such as thermoplastic elastomers, acrylic resins, acrylic polyol resins, polyvinyl acetal resins, polyvinyl butyral resins, and silicone resins are exemplified.
  • the blending ratio (mass ratio) of the electrode active material and the modified sulfide solid electrolyte in the electrode mixture is preferably 99.5:0.5 to 40 in order to improve battery performance and take production efficiency into consideration. :60, more preferably 99:1 to 50:50, still more preferably 98:2 to 60:40.
  • the content of the conductive material in the electrode mixture is not particularly limited, but in order to improve battery performance and consider manufacturing efficiency, it is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more.
  • the content is at least 1.5% by mass, more preferably at least 1.5% by mass, and the upper limit is preferably at most 10% by mass, preferably at most 8% by mass, and even more preferably at most 5% by mass.
  • the content of the binder in the electrode mixture is not particularly limited, but in order to improve battery performance and take production efficiency into consideration, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. is 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and the upper limit is preferably 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less.
  • the lithium ion battery of this embodiment includes at least one selected from the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment described above and the electrode composite material described above, and the modified sulfide solid electrolyte of another form described above and the above-mentioned modified sulfide solid electrolyte. It is a lithium ion battery containing at least one selected from electrode composite materials.
  • the lithium ion battery of this embodiment uses any one of the above-described modified sulfide solid electrolyte of this embodiment, an electrode mixture containing the same, another form of modified sulfide solid electrolyte, and an electrode mixture containing the same. There is no particular restriction on its configuration as long as it includes the configuration of a commonly used lithium ion battery.
  • the lithium ion battery of this embodiment preferably includes, for example, a positive electrode layer, a negative electrode layer, an electrolyte layer, and a current collector.
  • the electrode mixture of this embodiment is preferably used as the positive electrode layer and the negative electrode layer, and the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment or another modified sulfide solid electrolyte is preferably used as the electrolyte layer. It is preferable that it be used.
  • a known current collector may be used.
  • a layer can be used in which a material such as Au, Pt, Al, Ti, or Cu that reacts with the solid electrolyte is coated with Au or the like.
  • amorphous sulfide solid electrolyte was heated at 140°C under vacuum for 2 hours to obtain crystalline sulfide solid electrolyte 1 (heating temperature for obtaining crystalline sulfide solid electrolyte).
  • 140°C is sometimes referred to as the "crystallization temperature").
  • Example 1 Weighed and added 3 g of the crystalline sulfide solid electrolyte obtained in the above production example to a Schlenk (capacity: 100 mL) containing a stirrer under a nitrogen atmosphere, and added 22 g of toluene and stirred to form a slurry fluid. . 2-ethylhexyl glycidyl ether as Compound 1 and bisphenol A diglycidyl ether as Compound 2 were added to the slurry fluid at a mass ratio of 20:80 (that is, the content of Compound 1 was 20% by mass relative to the total amount of the compounds used). %) in an amount of 5 parts by mass (i.e.
  • Examples 2 to 5 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that the ratio of Compound 1 and Compound 2 was set to the ratio shown in Table 1.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the following methods.
  • oil absorption amount (index) and oxidation current (index) were calculated based on the following method. The measurement results and calculation results are shown in Table 1.
  • Comparative example 1 Regarding the sulfide solid electrolyte obtained in the above production example, oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the following methods. The measurement results are shown in Table 1. The oil absorption amount of the sulfide solid electrolyte was 1.03 mL/g, and the oxidation current was 0.60 mA.
  • Comparative examples 2 and 3 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that the ratio of Compound 1 and Compound 2 was set to the ratio shown in Table 1.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the following methods.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the following method. The measurement results and calculation results are shown in Table 1.
  • the specific surface area was measured by the BET method using krypton (Kr) adsorption using a gas adsorption amount measuring device.
  • Oil absorption amount (index) Oil absorption amount (index)
  • the ionic conductivity was measured as follows. A circular pellet with a diameter of 10 mm (cross-sectional area S: 0.785 cm 2 ) and a height (L) of 0.1 to 0.3 cm was molded from a sulfide solid electrolyte to serve as a sample. Electrode terminals were taken from the top and bottom of the sample, and measurement was performed at 25° C. by the AC impedance method (frequency range: 1 MHz to 100 Hz, amplitude: 10 mV) to obtain a Cole-Cole plot.
  • AC impedance method frequency range: 1 MHz to 100 Hz, amplitude: 10 mV
  • the electrolyte for the separator described above was synthesized under the following conditions. 20.5 g of Li 2 S, 33.1 g of P 2 S 5 , 10.0 g of LiI, and 6.5 g of LiBr were added to a 1 L reaction vessel equipped with stirring blades under a nitrogen atmosphere. After rotating the stirring blade, 630 g of toluene was introduced, and the slurry was stirred for 10 minutes.
  • the reaction vessel was connected to a bead mill (“Star Mill LMZ015 (trade name)”, manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., bead material: zirconia, bead diameter: 0.5 mm ⁇ , bead usage amount: 456 g) capable of circulating operation, and the reaction vessel was heated for 45 hours.
  • Pulverization treatment (pump flow rate: 650 mL/min, bead mill circumferential speed: 12 m/s, mill jacket temperature: 45° C.) was performed.
  • the obtained slurry was dried under vacuum at room temperature (25°C) and then heated (80°C) to obtain a white powder of an amorphous solid electrolyte. Further, the obtained white powder was heated at 195° C.
  • an InLi foil On the opposite side of the electrolyte measurement powder (1) for the separator layer is an InLi foil (forming a layered structure, "/" means between each layer. In: 10mm ⁇ 0.1mm/Li: 9mm ⁇ 0. 08 mm/SUS: 10 mm ⁇ 0.1 mm) and pressed once at 6 MPa/cm 2 . The cell was fixed with four screws sandwiching an insulator to prevent a short circuit between the measurement powder (1) and the InLi foil, and the screws were fixed with a torque of 8 N ⁇ m to obtain a measurement cell.
  • the obtained measurement cell was connected to a measuring device ("VMP-300 (model number)", manufactured by Biologic), and a CV curve was obtained under the following conditions.
  • the maximum current in the CV curve was defined as the oxidation current.
  • Measurement temperature 25°C Sweep speed: 0.1mV/s
  • Potential measurement range Open circuit voltage (+2.1V) ⁇ +5.0V ⁇ +2.1V Number of cycles: 2 times
  • the oxidation current index is a value calculated by the following formula using the oxidation current A of the sulfide solid electrolyte and the oxidation current B of the sulfide solid electrolyte obtained in the above examples and comparative examples. It was used as an index of quantity.
  • Oxidation current index Oxidation current B/Oxidation current A x 100 (%)
  • Oxidation current index Oxidation current B/Oxidation current A x 100 (%)
  • Compound 2 Bisphenol A diglycidyl ether (molecular weight: 340.42), a compound represented by the general formula (1B), in which one hydrogen atom is removed from each of the two hydroxyl groups of bisphenol A, where X 1B is the basic structure. It is a divalent aromatic group in which m 1B is 2, and l 1B and n 1B are 0.
  • the structural formula is as follows.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has an oil absorption amount (index) of 60 to 84%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oil absorption amount is reduced. It was confirmed that although the specific surface area was as large as 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 57 to 69%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. This was also confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 to 1.8 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used. However, it was confirmed that it had high ionic conductivity.
  • the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 3 using Compound 1 alone has a high oxidation current (index) of 78%
  • the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 2 using Compound 2 alone has an oil absorption ( index) was high at 88%.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment using Compounds 1 and 2 has low oil absorption and excellent coating suitability, and also has a low oxidation current and excellent oxidation resistance. It was confirmed that it also has
  • the method for producing a modified sulfide solid electrolyte of the present embodiment can reduce oil absorption and improve coating suitability for those with a large specific surface area of 10 m 2 /g or more. It was confirmed that this is a suitable manufacturing method.
  • Figure 1 shows the oil absorption amount (index) and oxidation current (index) of Examples and Comparative Examples, and the content of Compound 1 relative to the total amount of the compound (in the graph of Figure 1, "ratio of Compound 1 (mass%)"). ) is plotted on the horizontal axis. From this graph, it can be seen that the sulfide solid electrolyte of Comparative Examples 2 and 3 (in the graph of FIG. 1, the proportion of compound 1 is 0% by mass and 100% by mass, respectively) using one type of compound, It can be said that the modified sulfide solid electrolyte of the embodiment achieves both a reduction in oil absorption and a reduction in oxidation current in a well-balanced manner.
  • Compound 1 has an effect by reducing oil absorption
  • Compound 2 has an effect by reducing oxidation current.
  • by adjusting the ratio of Compound 1, which is effective by reducing oil absorption, and Compound 2, which is effective by reducing oxidation current it is possible to create a modified sulfide solid electrolyte with desired performance. It is possible.
  • Example 6 and Comparative Example 4 A modified sulfide solid electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1, except that Compounds 1 and 2 were replaced with Compounds 3 and 4, and the proportions of these compounds were set as shown in Table 2. was created. Regarding the obtained modified sulfide solid electrolyte, oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method. In addition, oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 2.
  • Compound 3 4-tert-butylphenyl glycidyl ether (molecular weight: 206.29), an epoxy compound 2A represented by the general formula (2A), where X 21A is a group represented by the general formula (2Aa), and 22A and X 23A are hydrogen atoms, and in general formula (2Aa), R 21A is a methylene group and R 22A is a 4-tert-butylphenyl group.
  • the structural formula is as follows.
  • Tri-n-octylphosphine oxide (molecular weight: 386.64), a compound represented by the general formula (1H), in which R 11H to R 13H are octyl groups.
  • the structural formula is as follows.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 59%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 73%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity. Furthermore, the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 4 in which Compound 4 was used alone had a high oxidation current (index) of 104%, which was increased compared to the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1.
  • Example 7 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 2 was replaced with Compound 5 and the proportions of these compounds were as shown in Table 3.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 3.
  • ⁇ Compound 5 Bisphenol A propoxylate diglycidyl ether (molecular weight: 358.43), a compound represented by the general formula (1B), 2,2-bis(4-propoxyphenyl)propane in which X 1B is the basic structure is a divalent aromatic group obtained by removing one hydrogen atom from each of two propyl groups, n 1B is 2, and l 1B and m 1B are 0.
  • the structural formula is as follows.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has an oil absorption amount (index) of 67 to 85%, with the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 being 100. It was confirmed that the oil absorption amount was small and the coating properties were excellent despite the large specific surface area of 10 m 2 /g or more.
  • the oxidation current (index) is 55 to 65% with respect to the sulfide solid electrolyte before modification in Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced and has excellent oxidation resistance. This was also confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 to 1.8 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used. However, it was confirmed that it had high ionic conductivity.
  • Example 5 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was replaced with Compound 6 and the proportions of these compounds were as shown in Table 4.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 4.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has an oil absorption amount (index) of 82 to 85% when the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 is taken as 100. It was confirmed that the oil absorption amount was small and the coating properties were excellent despite the large specific surface area of 10 m 2 /g or more.
  • the oxidation current (index) is 48 to 66%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. This was also confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity. Furthermore, the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 5 in which Compound 6 was used alone had a high oxidation current (index) of 109%, which was increased compared to the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1.
  • Example 14 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was replaced with Compound 7 and the proportions of these compounds were as shown in Table 5.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 5.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 79%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 77%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity.
  • Example 15 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was replaced with Compound 8 and the proportions of these compounds were as shown in Table 6.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 6.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 79%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 77%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity.
  • Example 16 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was replaced with Compound 9 and the proportions of these compounds were as shown in Table 7.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 7.
  • Tri-n-octadecyl borate (molecular weight: 386.64), a compound represented by the general formula (1I), in which R 11I to R 13I are octadecyloxy groups.
  • the structural formula is as follows.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 83%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 68%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.8 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity.
  • Example 17 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 1 was replaced with Compound 10 and the proportions of these compounds were as shown in Table 8.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 8.
  • ⁇ Compound 10 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoroheptyloxirane (molecular weight: 376.12), represented by general formula (1A) is a compound in which X 11A is a 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-tridecafluoroheptyl group, and X 11B and X 11C are hydrogen atoms. It is.
  • the structural formula is as follows.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has an oil absorption amount (index) of 63 to 77%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100. It was confirmed that the oil absorption amount was small and the coating properties were excellent despite the large specific surface area of 10 m 2 /g or more.
  • the oxidation current (index) is 65 to 68%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. This was also confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.7 to 1.9 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used. However, it was confirmed that it had high ionic conductivity.
  • Example 19 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 2 was replaced with Compound 11 and the proportions of these compounds were as shown in Table 9. Regarding the obtained modified sulfide solid electrolyte, oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method. In addition, oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 9.
  • ⁇ Compound 11 Tris(4-hydroxyphenyl)methane triglycidyl ether (molecular weight: 460.52), a compound represented by the general formula (1B), where X 1B is the basic structure of the three hydroxyl groups of methylidinetrisphenol It is a trivalent group obtained by removing one hydrogen atom from each of the above, l 1B and m 1B are 0, and n 1B is 3.
  • the structural formula is as follows.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 78%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 55%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.5 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 in which no compound was used, but it had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity.
  • Example 20 A modified sulfide solid electrolyte was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound 2 was replaced with Compound 12 and the proportions of these compounds were as shown in Table 10.
  • oil absorption, ionic conductivity, and oxidation current were measured based on the above method.
  • oil absorption (index) and oxidation current (index) were calculated based on the above method. The measurement results and calculation results are shown in Table 10.
  • Compound 12 1,3-bis[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-3-yl)ethyl]-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (molecular weight: 382. 69) is a compound represented by the general formula (1B), in which X 1B is the three carbon atoms connected to the terminal carbon atoms of 1,3-ethylhexyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, which is the basic structure. It is a divalent group obtained by removing one hydrogen atom from each hydrogen atom, l 1B is 2, and m 1B and n 1B are 0.
  • the structural formula is as follows.
  • the oil absorption (index) of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 73%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, indicating that the oil absorption was reduced. It was confirmed that although the specific surface area was large at 10 m 2 /g or more, the oil absorption amount was small and the coating suitability was excellent.
  • the oxidation current (index) is 47%, taking the sulfide solid electrolyte before modification of Comparative Example 1 as 100, and the oxidation current is also reduced, indicating that it has excellent oxidation resistance. confirmed.
  • the ionic conductivity of the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment was 1.3 mS/cm, which was lower than that of the sulfide solid electrolyte of Comparative Example 1 that did not use a compound, but had a high ionic conductivity. It was confirmed that it has conductivity.
  • the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has excellent coating suitability when applied as a paste and can efficiently exhibit excellent battery performance even if it is a sulfide solid electrolyte with a large specific surface area. It is something. Furthermore, since the modified sulfide solid electrolyte of this embodiment has high ionic conductivity, it can be used in batteries, especially in information-related equipment and communication equipment such as personal computers, video cameras, and mobile phones. It is suitable for use in batteries that

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Abstract

比表面積が大きい硫化物固体電解質であっても、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得る、BET比表面積が10m2/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、特定の化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、を含む、改質硫化物固体電解質及びその製造方法、またこれを用いた電極合材及びリチウムイオン電池を提供する。

Description

改質硫化物固体電解質及びその製造方法並びに電極合材及びリチウムイオン電池
 本発明は、改質硫化物固体電解質及びその製造方法並びに電極合材及びリチウムイオン電池に関する。
 近年におけるパソコン、ビデオカメラ、及び携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として利用される電池の開発が重要視されている。中でもエネルギー密度が高いという観点から、リチウムイオン電池が注目を浴びている。
 従来、このような用途に用いられる電池において可燃性の有機溶媒を含む電解液が用いられていたため、短絡時の温度上昇を抑制する安全装置の取付、短絡防止のための構造、材料面での改善が必要となる。これに対して、電解液を固体電解質にかえて、電池を全固体化することで、電池内に可燃性の有機溶媒を用いず、安全装置の簡素化が図れ、製造コスト、生産性に優れることから、電解液を固体電解質層に換えた電池の開発が行われている。
 固体電解質層に用いられる固体電解質として、従来から硫化物固体電解質が知られており、硫化物固体電解質には第一にイオン伝導度の向上が望まれており、さらにリチウムイオン電池に用いた場合の電池性能の向上も求められるようになっている。これらの性能を向上させる手法として、例えば固体電解質の表面を被覆する技術、固体電解質と有機化合物とを含む組成物として用いる技術等が検討されている。
 例えば、特許文献1には、イオン伝導度を向上させるため、硫化物系固体電解質の表面を、所定のハロゲン化炭化水素化合物をコーティング材として被覆した複合固体電解質の製造方法が提案されている。特許文献2には、リチウムイオン電池を製造する際の負極、正極等に用いられる活物質と硫化物固体電解質の親和性を高めてサイクル特性を向上させるため、当該固体電解質の表面にC=O結合を有する化合物、S=O結合を有する化合物により被膜を形成した固体電解質組成物が開示されている。特許文献3には、優れた電池容量を示す全固体二次電池を製造し得る固体電解質組成物として、ケトン化合物、アルコール化合物等の分散媒体を含む固体電解質組成物が開示されている。
 また例えば、特許文献4には、良好なサイクル特性を実現させるため、フッ素原子及びP=O又はC=Oを含有する含フッ素化合物を含有させた固体電解質組成物が開示されている。特許文献5には、リチウムデンドライトの成長を抑制し、短絡が発生しにくく、電池電圧の低下を高いレベルで抑制できる全固体二次電池として、固体電解質層として、無機固体電解質とフッ素以外の非イオン性の1価のハロゲン原子を有する有機化合物とを含む固体電解質組成物を用いる技術が開示されている。
 さらに、例えば特許文献6には、リチウム元素、リン元素及び硫黄元素を含み、かつカルボン酸とアルコールとのエステル化合物も含有する硫化物固体電解質において、当該エステル化合物が当該伝導性硫化物の表面に結合ないし吸着しており、固体電池のサイクル特性を向上し得ること、また当該硫化物固体電解質が、リチウムイオン伝導性硫化物と有機溶媒とエステル化合物とを含むスラリーを湿式粉砕する工程を有する製造方法により得られることが開示されている。特許文献7には、ハロゲン元素を官能基として有する所定の有機化合物をコーティング剤として用いて、硫化物系固体電解質を被覆することで、イオン伝導度を向上させる技術が開示され、特許文献8には、リン酸エステル等のリン化合物を含有させることで、イオン電導性と成形性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献9には、スルホコハク酸エステル塩、ベンゼンスルホン酸塩等のモノマー又はオリゴマーであるアニオン系の界面活性剤と、溶媒と、硫化物固体電解質とを混合し、次いで溶媒を除去する、固体電解質の製造方法、当該界面活性剤を比表面積当たりで所定の量を含む固体電解質が開示されている。そして、界面活性剤を用いることで、硫化水素の発生と粒子径の粗大化が抑制された硫化物固体電解質となることが開示されている。
 このように、近年リチウムイオン電池の実用化に向けて、単に硫化物固体電解質自体のイオン伝導度を向上させるだけにとどまらず、それ以外の性能、例えば固体電解質をリチウムイオン電池に適用する際の性能等の向上まで、要望が多様化している。そして、そのような要望に対応するため、固体電解質の表面を被覆する技術、固体電解質と有機化合物とを含む組成物とする技術等が検討されている状況にある。
特開2020-87633号公報 特開2017-147173号公報 国際公開第2019/151373号パンフレット 特開2017-157300号公報 特開2019-067523号公報 国際公開第2020/203231号パンフレット 特開2020-087633号公報 特開2020-166994号公報 国際公開第2021/029315号パンフレット
 本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得る、改質硫化物固体電解質及びその製造方法を提供すること、また優れた電池性能を発現する電極合材及びリチウムイオン電池を提供することを目的とする。
 本発明に係る改質硫化物固体電解質は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、以下の化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、を含む、改質硫化物固体電解質、
である。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 本発明に係る改質硫化物固体電解質の製造方法は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、以下の化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、有機溶媒と、を混合すること、
 前記有機溶媒を除去すること、を含む改質硫化物固体電解質の製造方法、
である。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 本発明に係る電極合材は、
 上記本発明に係る改質硫化物固体電解質と、電極活物質と、を含む電極合材、
である。
 また、本発明に係るリチウムイオン電池は、
 上記本発明に係る改質硫化物固体電解質及び上記本発明に係る電極合材の少なくとも一方を含む、リチウムイオン電池、
である。
 本発明によれば、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得る、改質硫化物固体電解質及びその製造方法を提供すること、また優れた電池性能を発現する電極合材及びリチウムイオン電池を提供することができる。
実施例及び比較例の吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を示すグラフである。
 以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」と称することがある。)について説明する。なお、本明細書において、「以上」、「以下」、「~」の数値範囲に係る上限及び下限の数値は任意に組合せできる数値であり、また実施例の数値を上限及び下限の数値として用いることもできる。
(本発明に至るために本発明者が得た知見)
 本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記の事項を見出し、本発明を完成するに至った。
 特許文献1~9のように、硫化物固体電解質の表面に何らかの化合物を被覆させる、又は含有させる技術は従来から存在している。特許文献1~9では、当該技術を用いて、イオン伝導度を向上させる、リチウムイオン電池とした場合の電池容量、電池電圧の低下の抑制、充放電を繰り返した場合の放電容量の維持等に関するサイクル特性を向上させる、といった電池性能の向上を課題としている。
 ところで、リチウムイオン電池(「全固体電池」とも称される。)は、その製造過程において、固体電解質、その他の所定成分及び溶媒を混合したペーストを調製し、当該ペーストを塗工してセパレータ層、電極合材層を形成する。これらの層の性能向上のためには、これらの層を構成する固体電解質の密度を向上させることが必要となり、当該密度の向上には比表面積の大きい固体電解質を用いることが有効である。
 このように、固体電解質として比表面積の大きいものを用いたいという要望があるところ、固体電解質の比表面積が大きいと、ペーストの粘度が高くなり、塗工適性が著しく低下するといった製造上の問題が生じる。他方、溶媒を多量に用いてペーストの粘度を低くすることで、ペーストの塗工適性を向上させることも可能であるが、乾燥時間が長くなるという問題、また層を構成する固体電解質の密度の低下による電池性能の低下といった問題が発生する。そのため、ペーストの塗工適性と、高い電池性能を得ることとは、二律背反の関係にある。このように、比表面積が10m/g以上と大きい硫化物固体電解質は、既述のように、ペーストにすると粘度が高くなり、塗工適性の低下が顕著となるだけでなく、ペーストの粘度を低くするには多量の溶媒が必要となるため、乾燥時間の長期化、密度低下による電池性能の低下も顕著となる。
 特許文献1~9のように、イオン伝導度、電池性能の向上を課題とする手法は多数研究されてきている。しかし、リチウムイオン電池の実用化が急速に進みつつある状況下、量産化に着目して、ペーストの塗工適性等の製造過程における性能を向上させる手法について何ら検討されていないことに着目した。
 本発明者らは、特許文献1~9に開示される硫化物固体電解質の表面に何らかの化合物を被覆させる技術を踏襲しながら、表面に被覆させる化合物に着目し鋭意研究を続けてきたところ、比表面積として10m/g以上と大きいものである硫化物固体電解質であっても、その表面に複数種の所定の化合物を組合せて付着させることにより、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得る硫化物固体電解質となり得ることを見出すに至った。本発明で用いられる複数種の所定の化合物を組合せて硫化物固体電解質の表面に付着させることで、比表面積として10m/g以上と大きいものである硫化物固体電解質であってもペーストとして塗工する際の塗工適性に優れるという効果が得られることは、これまで全く認知されていない、驚くべき事象である。
 本明細書において、「固体電解質」とは、窒素雰囲気下25℃で固体を維持する電解質を意味する。本実施形態の製造方法により得られる「硫化物固体電解質」は、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含み、リチウム原子に起因するイオン伝導度を有する固体電解質である。
 「硫化物固体電解質」には結晶構造を有する結晶性硫化物固体電解質と、非晶性硫化物固体電解質と、の両方が含まれる。本明細書において、結晶性硫化物固体電解質とは、粉末X線回折(XRD)測定においてX線回折パターンに、固体電解質由来のピークが観測される固体電解質であって、これらにおいての固体電解質の原料由来のピークの有無は問わない材料である。すなわち、結晶性硫化物固体電解質は、固体電解質に由来する結晶構造を含み、その一部が該固体電解質に由来する結晶構造であっても、その全部が該固体電解質に由来する結晶構造であってもよい、ものである。そして、結晶性硫化物固体電解質は、上記のようなX線回折パターンを有していれば、その一部に非晶性硫化物固体電解質(「ガラス成分」とも称される。)が含まれていてもよいものである。したがって、結晶性硫化物固体電解質には、非晶性固体電解質(ガラス成分)を結晶化温度以上に加熱して得られる、いわゆるガラスセラミックスが含まれる。
 また、本明細書において、非晶性硫化物固体電解質(ガラス成分)とは、粉末X線回折(XRD)測定においてX線回折パターンが実質的に材料由来のピーク以外のピークが観測されないハローパターンであるもののことであり、固体電解質の原料由来のピークの有無は問わないものであることを意味する。
 上記結晶性及び非晶性の区別は、本実施形態において、硫化物固体電解質、改質硫化物固体電解質のいずれにも適用される。
(本実施形態の各種形態について)
 本実施形態の第一の形態に係る改質硫化物固体電解質は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、を含む、改質硫化物固体電解質、
である。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質としては、従来法で得られる、例えば原料として硫化リチウム、五硫化二リン、ハロゲン化リチウム、単体ハロゲン等を原料として用いて得られる、硫化物固体電解質が典型的に挙げられる。すなわち、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、従来法によるBET比表面積が10m/g以上と比表面積が大きい硫化物固体電解質と、上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物(以下、単に「複数種の特定の化合物」とも称する。)と、を含むものである。
 従来のBET比表面積が10m/g以上と比表面積が大きい硫化物固体電解質では、所定の電池性能を発現するために、層中の固体電解質の密度を確保するのに必要な含有量で含有させたペーストは塗布性能が著しく低下し、効率的に正極、負極、電解質層を形成することは極めて困難であった。本実施形態の硫化物固体電解質は、従来の硫化物固体電解質と、複数種の特定の化合物とを含有させることで、塗工適性は劇的に向上している、すなわち「改質」していることから、「改質硫化物固体電解質」と称すべきものとなっている。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質において用いられる上記複数種の特定の化合物は、いずれも酸素原子、ハロゲン原子、硫黄原子、リン原子、ホウ素原子のようなヘテロ原子を含む化合物である点で共通するものである。本実施形態の改質硫化物固体電解質は、ヘテロ原子を含む化合物の中でも、上記化合物(A)~(I)という特定の化合物を複数種を組合せて用いることを要する。このような特定の化合物を複数種を組合せて用いることで、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得るという効果が発現する。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質において、上記化合物(A)~(I)がどのように含有されているかは定かではないが、これらの化合物はその構造を保持したまま、硫化物固体電解質の表面に付着しているものと推察される。
 上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物を含有させた硫化物固体電解質は、これらの化合物を含有させない硫化物固体電解質に比べて吸油量がより低くなっていることが、実施例により確認されている。吸油量の低減は、複数種の特定の化合物が硫化物固体電解質の表面に付着し当該硫化物固体電解質が有する細孔の少なくとも一部を塞ぐことによるものと考えるのが自然である。一般に塗工適性の向上には、比表面積と同様に、吸油量が関係することが知られている。複数種の特定の化合物が硫化物固体電解質の表面に付着することで、吸油量は低減することとなり、塗工適性が向上するものと推察される。
 硫化物固体電解質の表面における複数種の特定の化合物の付着について、いかなる態様により付着しているか、すなわち物理的な付着なのか、化学的な付着なのかについての詳細も不明である。しかし、酸素原子等のヘテロ原子はリチウム原子、ハロゲン原子等と結合しやすい性状を有するため、上記化合物(A)~(I)に含まれるヘテロ原子が、硫化物固体電解質を構成するリチウム原子、ハロゲン原子等と結合し、表面に付着する、すなわち化学的な付着である可能性が高いが、既述の推察を考慮すれば、化学的な付着であっても、物理的な付着であっても、吸油量は低減し、塗工適性は向上するものと考えられる。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、付着が上記のいずれであったとしても、その表面に上記化合物(A)~(I)という特定の化合物が複数種を組合せて付着していれば、吸油量が低減しやすく、その結果として塗工適性は向上し、電池性能の向上を図ることができると考えられる。
 本実施形態の第二の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一の形態において、
 前記化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、前記化合物(A)及び(C)~(I)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を含む、
というものであり、第三の形態は、上記第一又は第二の形態において、
 前記化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、前記化合物(A)、(C)及び(F)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を含む、
というものである。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質において、上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物を用いれば、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得るという効果が発現するが、中でも、化合物(A)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、化合物(B)~(I)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を組合せて用いると、更に化合物(A)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、化合物(A)、(C)及び(F)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を組合せて用いると、塗工適性がより向上し、より効率的に優れた電池性能を発現する。化合物(B)は、上記化合物(A)~(I)の中でも、耐酸化性の発現に対してより優れた効果を有する化合物であり、他の化合物(A)及び(C)~(I)は吸油性の低減に対してより優れた効果を有する化合物である。よって、化合物(B)と、他の化合物(A)及び(C)~(I)と、を組合せて用いることで、吸油性の低減により塗工適性を向上させて、固体電解質の密度の向上により電池性能を向上させるとともに、電池性能の一つである耐酸化性という性能の向上を期待することができる。
 耐酸化性とは、固体電解質の酸化されにくさに関する性能であり、耐酸化性が向上することは、後述するサイクリックボルタンメトリー測定(CV測定(酸化電流測定))により測定される酸化電流がより小さくなることを意味する。上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物を用いることで、吸油量の低減による電池性能の向上だけでなく、耐酸化性の向上による電池性能の向上も期待できるが、耐酸化性の向上による電池性能の向上は、上記第二及び第三の態様に規定される組合せとすることで、より一層期待できる。
 本実施形態の第四の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第三の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(A)及び(B)の炭素原子及び酸素原子を有する複素環が、オキシラン環である、
というものである。
 化合物(A)及び(B)としては、複素環を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、複素環としてオキシラン環を採用することで、すなわちオキシラン環を一つ、又は二つ以上有する化合物を用いることで、化合物(A)及び(B)は硫化物固体電解質に付着しやすくなり、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第五の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第四の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(C)が、-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物、ハロゲン化ホルミル基(CX1C(=O)-(X1Cは、ハロゲン原子を示す。))を有する化合物及びハロゲン化シリル基(-SiX1c1C(X1Cは、ハロゲン原子を示し、n1Cは1~3の整数を示す。))を有する化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
というものである。
 化合物(C)としては、有機ハロゲン化物、すなわち一部にハロゲン原子を有する有機化合物であり、後述する化合物(F)以外の化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。化合物(C)としては、化合物(F)以外の有機ハロゲン化物として、上記三つのハロゲン原子含有基から選ばれる少なくとも一種の化合物であると、化合物(C)は硫化物固体電解質に付着しやすくなることで、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(C)について、上記-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物は、2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す)で示されるハロゲン含有基を有するものではないから、化合物(F)に該当しないものである。また、上記ハロゲン化ホルミル基を有する化合物及びハロゲン化シリル基を有する化合物は、化合物(F)に該当しないものであるから、2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す)で示されるハロゲン含有基を有する化合物は含まれない。
 本実施形態の第六の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第四又は第五の形態において、
 前記化合物(A)が、下記一般式(1A)で示されるエポキシ化合物1A、下記一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2A及び下記一般式(3A)で示されるエポキシ化合物3Aから選ばれる少なくとも一種の化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(A)としては、複素環を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、複素環としてオキシラン環を採用することで、すなわちオキシラン環を一つ有する化合物を用いることで、化合物(A)は硫化物固体電解質に付着しやすくなることで、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(A)の付着は、適度な付着であることが好ましいと考えられる。適度な付着であると、吸油量の低減効果により塗工適性が向上することで電池性能が向上し、他方イオン伝導度の低下を抑制し、塗工適性の向上による電池性能の向上効果の低減を抑制できるからである。そのためには、化合物(A)としては上記一般式で示されるような特定の構成を有する化合物であることが好ましい。適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるからである。
 本実施形態の第七の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第四~第六の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(B)が、下記一般式(1B)で示される、エポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基から選ばれる少なくとも2以上の基を有するエポキシ化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(B)としては、複素環を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、複素環としてオキシラン環を採用し、オキシラン環を二つ以上有する化合物、より具体的にはオキシラン環を有する基として、エポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基のいずれかを有する化合物を用いることで、化合物(B)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 また、化合物(B)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられる。そのため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第八の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第五~第七の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(C)が、下記一般式(1C)で示される有機ハロゲン化物1a、下記一般式(2C)で示される有機ハロゲン化物1b、下記一般式(3C)で示される有機ハロゲン化物1c及び下記一般式(4C)で示される有機ハロゲン化物1dから選ばれる少なくとも一種の化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(C)としては、有機ハロゲン化物、すなわち一部にハロゲン原子を有する有機化合物であり、後述する化合物(F)以外の化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(C)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(C)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 上記一般式に示される化合物(C)は、上記第五の形態で述べたように、-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物、ハロゲン化ホルミル基を有する化合物及びハロゲン化シリル基を有する化合物のいずれかに該当するものである。典型的には、上記一般式(1C)及び(2C)で示される化合物は、-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物に該当し、一般式(3C)で示される化合物はハロゲン化ホルミル基を有する化合物に該当し、一般式(4C)で示される化合物はハロゲン化シリル基を有する化合物に該当する。ここで、「典型的」については、例えば一般式(3C)のX31C又はX32Cの脂肪族炭化水素基が、その末端の炭素に接続する1つの水素原子がハロゲン原子で置換された基である場合、ハロゲン化ホルミル基を有し、かつ-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物となり得る、すなわち一般式(3C)で示される化合物は-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物に該当し得ることがあること等を考慮したものである。
 本実施形態の第九の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第八の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(D)が、下記一般式(1D)で示される化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(D)としては、ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(D)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 また、化合物(D)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第九の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(E)が、下記一般式(1E)で示される化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(E)としては、2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(E)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 また、化合物(E)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十一の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第十の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(F)が、下記一般式(1F)で示される化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(F)としては、2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(F)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(F)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十二の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第十一の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(G)が、下記一般式(1G)で示されるチオール化合物1及び下記一般式(2G)で示されるチオール化合物2から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(G)としては、チオール化合物、すなわちチオール基を有する化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(G)は硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(G)として上記一般式に示される特定の構造を有するチオール化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十三の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第十二の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(H)が、下記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1H、下記一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2H及び下記一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hから選ばれる少なくとも一種の金属非含有リン化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(H)としては、金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(H)は硫化物固体電解質に付着しやすくなり、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなるので、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(H)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十四の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第十三の形態のいずれか一の形態において、
 前記化合物(I)が、下記一般式(1I)で示される化合物である、
というものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(一般式についての説明は後述する。)
 化合物(I)としては、金属非含有ホウ素化合物であれば特に制限なく使用し得る、すなわち優れた塗工適性は得られる。中でも、上記一般式で示される化合物であると、化合物(I)は硫化物固体電解質に付着しやすくなり、吸油量はより低減し、優れた塗工適性が得られやすくなるので、かつより効率的に優れた電池性能が得られると考えられる。
 化合物(I)として上記一般式に示される特定の構造を有する化合物を採用することで、上記化合物(A)について説明したように、適度な立体障害により、適度な化学的又は物理的な付着の状態が得られると考えられるため、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の第十五の形態に係る改質硫化物固体電解質は、上記第一~第十四のいずれか一の形態において、
 前記少なくとも二種の化合物の含有量が、前記硫化物固体電解質100質量部に対して0.03質量部以上25質量部以下である、
というものである。
 上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物の含有量が、前記硫化物固体電解質100質量部に対して0.03質量部以上25質量部以下であると、これらの化合物が適度に硫化物固体電解質の表面に分散して付着して吸油量を低減するとともに、イオン伝導度を適正に保つことができるため、塗工適性が向上しやすく、また効率的に優れた電池性能を発現しやすくなる。化合物の含有量は、改質硫化物固体電解質を製造する際に用いる化合物の使用量が分かれば、当該使用量がそのまま含有量となる。
 本実施形態の第十六の形態に係る改質硫化物固体電解質の製造方法は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、有機溶媒と、を混合すること、
 前記有機溶媒を除去すること、
を含む、
というものである。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 既述のように、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物を含有するものとなれば、その製造方法は特に制限されるものではないが、本実施形態の第十六の形態に係る改質硫化物固体電解質の製造方法によれば、その特徴からみて化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物が硫化物固体電解質の表面に付着するように存在するものとなり得るため、塗工適性に優れ、効率的に優れた電池性能を発現するものとなり、そのような本実施形態の改質硫化物固体電解質をより効率的に製造することが可能となる。
 硫化物固体電解質と、化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、有機混合と、の混合により、溶液状又はスラリー状の混合物が得られるが、このままでは改質硫化物固体電解質を使用することはできないため、当該溶液又はスラリーより有機溶媒を除去することが含まれる。
 本実施形態の第十七の形態に係る改質硫化物固体電解質の製造方法は、前記第十六の形態の製造方法において用いられる有機溶媒が、
 脂肪族炭化水素溶媒、脂環族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒及びニトリル溶媒から選ばれる少なくとも一種の溶媒である、
というものである。
 有機溶媒として、前記溶媒を用いることにより、複数種の特定の化合物の硫化物固体電解質の表面への付着を促進することができ、塗工適性を向上させやすくなる。
 本実施形態の第十八の形態に係る電極合材は、前記第一~第十五のいずれか一の形態の改質硫化物固体電解質等と、電極活物質と、を含む、
というものである。
 また、本実施形態の第十九の形態に係るリチウムイオン電池は、前記第一~第十五のいずれか一の形態の改質硫化物固体電解質等及び前記第十八の形態の電極活物質の少なくとも一方を含む、
というものである。
 既述のように、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得る、というものである。そのため、本実施形態の改質硫化物固体電解質を含む電極合材も塗工適性に優れるものであることから、効率的にリチウムイオン電池を製造することができ、得られるリチウムイオン電池は優れた電池性能を有するものとなる。
〔改質硫化物固体電解質〕
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、を含むもの、
である。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 以下、本実施形態の改質硫化物固体電解質が含む、化合物(A)~(I)から説明する。
(化合物(A))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(A)は、炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物(「複素単環式化合物」とも称し得る。)である。
 化合物(A)が有する炭素原子及び酸素原子を有する複素環としては、オキシラン、オキセタン、テトラヒドロフラン、ジヒドロフラン、フラン、ジオキソラン、テトラヒドロピラン、ピラン等の飽和又は不飽和の単環の含酸素複素環式化合物が有する複素環が好ましく挙げられる。このような複素環を有することで、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 上記の複素環の中でも入手容易性も考慮すると、オキシランが有する複素環、すなわちオキシラン環が好ましい。よって、本実施形態で用いられる化合物(A)の複素単環式化合物としては、オキシラン環を一つ有する化合物が好ましく、特に下記一般式(1A)で示されるエポキシ化合物1A、一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2A、一般式(3A)で示されるエポキシ化合物3Aが好ましく挙げられる。本実施形態の改質硫化物固体電解質において、化合物(A)は、これら一般式で示される化合物を単独で、又は複数種を組合せて用いることができる(例えば、一般式(1A)で示される化合物の複数種を組合せて用いることもできる。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(エポキシ化合物1A)
 エポキシ化合物1Aは、上記一般式(1A)で示される化合物である。
 一般式(1A)において、X11A~X13Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、X11A~X13Aの少なくとも一つは炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。
 X11A~X13Aの炭化水素基は、1価の炭化水素基であり、例えば脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられ、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく挙げられ、アルキル基が好ましい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、アルキル基の場合は好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上、より更に好ましくは6以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは16以下である。またアルケニル基の場合は、2以上、好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは16以下である。
 X11A~X13Aの脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。また、脂肪族炭化水素基は、水酸基等により一部が置換されていてもよい。X11A~X13Aの複数が脂肪族炭化水素基の場合、複数の脂肪族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X11A~X13Aの脂環族炭化水素基としては、シクロアルキル基、シクロアルケニル基が好ましく挙げられ、シクロアルキル基が好ましい。脂環族炭化水素基の炭素数は、3以上、好ましくは4以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下である。
 X11A~X13Aの脂環族炭化水素基は、水酸基、上記脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により一部が置換されていてもよい。また、X11A~X13Aの複数が脂環族炭化水素基の場合、複数の脂環族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X11A~X13Aの芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ジフェニルメチル基、トリチル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基等が挙げられる。
 X11A~X13Aの芳香族炭化水素基は、水酸基、上記脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により一部が置換されていてもよい。また。X11A~X13Aの複数が芳香族炭化水素基である場合、複数の芳香族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X11A~X13Aのハロゲン化炭化水素基としては、上記X11A~X13Aの炭化水素基として例示した炭化水素基の一部がハロゲン原子により置換された基が挙げられる。ハロゲン原子により置換される炭化水素基としては、上記の炭化水素基の中でも、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。
 X11A~X13Aのハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、フッ素、塩素、臭素がより好ましく、フッ素が更に好ましい。
 ハロゲン化炭化水素基中のハロゲン原子の数は、炭化水素基の炭素数に応じてかわるため一概にはいえないが、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上、より更に好ましくは6以上であり、上限として好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは9以下である。
 X11A~X13Aのハロゲン原子としては、上記ハロゲン化炭化水素基に含まれ得るハロゲン原子と同じく、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、フッ素、塩素、臭素がより好ましく、フッ素が更に好ましい。
 X11A~X13Aの少なくとも一つは炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である、すなわちX11A~X13Aの1つ、2つ、3つが炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であってもよく、塗工適性の向上の観点から1つが炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であることが好ましい。
 一般式(1A)で示されるエポキシ化合物1Aとしては、中でもX11Aが炭素数1~24の炭化水素基又は炭素数1~24のハロゲン化炭化水素基であり、X12A及びX13Aが水素原子であるものが好ましく、炭化水素基としては既述のように脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基、アルケニル基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。また炭素数についても既述の通りであり、アルキル基である場合は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上、より更に好ましくは6以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは16以下である。
 また、ハロゲン化炭化水素基について、末端(オキシラン環と接続する炭素原子とは反対側の末端のことである。)の炭素原子に3つのハロゲン原子が接続したもの(当該炭素原子に接続する水素原子の全てがハロゲン原子で置換されたもの、である。)であることが好ましい。このようなハロゲン化炭化水素基としては、例えば脂肪族基が基本構造となるヘプタンの13つの水素原子がフッ素原子で置換された、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-トリデカフルオロヘプタンから1つの水素を除いた基(1-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-オクタフルオロヘキシル基)等が挙げられる。
 X11A~X13Aがハロゲン化炭化水素基であると、エポキシ化合物1Aは、後述する化合物(C)及び(F)のような有機ハロゲン化物と称し得る化合物となり得る場合がある。しかし、本明細書においては、炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物は、化合物(A)に該当する化合物とし、化合物(C)及び(F)の有機ハロゲン化物として扱わないものとする。よって、X11A~X13Aがハロゲン化炭化水素基である場合、化合物(A)は、後述する化合物(C)及び(F)には該当せず、これらの化合物は除かれるものとする。また、後述するエポキシ化合物2A及び3Aにおいても、その一部にハロゲン原子を有する場合があるが(例えば、ハロゲン化炭化水素基を有する場合等)、この場合のエポキシ化合物2A及び3Aも、エポキシ化合物1Aと同様である。
(エポキシ化合物2A)
 エポキシ化合物2Aは、上記一般式(2A)で示される化合物である。
 一般式(2A)において、X21A~X23Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基又は一般式(2Aa)で示される基であり、X21A~X23Aの少なくとも一つは一般式(2Aa)で示される基である。一般式(2Aa)において、R21Aは2価の炭化水素基であり、R22Aは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。
 X21A~X23Aの炭化水素基としては、上記X11A~X13Aの炭化水素基として例示した、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基と同じものが挙げられ、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。脂肪族炭化水素基の中でも、アルキル基、アルケニル基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。
 X21A~X23Aのハロゲン化炭化水素基としては、上記X11A~X13Aのハロゲン化炭化水素基として例示したものが挙げられ、ハロゲン原子も上記X11A~X13Aの炭化水素基として例示したものが挙げられる。
 X21A~X23Aは、それらの少なくとも一つが一般式(2Aa)で示される基である。すなわち、X21A~X23Aのうち、1つ、2つ又は3つが一般式(2Aa)で示される基であってもよく、好ましくは1つである。
 X21A~X23Aの一般式(2Aa)で示される基について、R21Aの2価の炭化水素としては、上記X21A~X23Aの炭化水素基から水素原子を一つ除去した炭化水素基が挙げられる。よって、R21Aの2価の炭化水素としては、2価の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられ、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。
 2価の脂肪族炭化水素基としては、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。アルカンジイル基の場合の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。アルケンジイル基の場合は、炭素数は好ましくは2以上であり、上限はアルカンジイル基と同じである。
 X21A~X23Aの一般式(2Aa)で示される基について、R22Aの1価の炭化水素としては、上記X21A~X23Aの1価の炭化水素基と同じもの、すなわち1価の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられ、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、脂肪族炭化水素基は直鎖状でも分岐状でもよい。また、脂肪族炭化水素基がアルキル基の場合、炭素数は好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下であり、より更に好ましくは10以下である。
 また芳香族炭化水素基としては、中でもフェニル基、ビフェニル基、ジフェニルメチル基、トリチル基が好ましく挙げられ、フェニル基、ジフェニルメチル基、トリチル基がより好ましく、フェニル基、トリチル基が更に好ましい。また、これらの芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、水酸基、1価の脂肪族炭化水素基(アルキル基、アルケニル基)等で置換されたものであってもよい。
 R22Aのハロゲン化炭化水素としては、上記R22Aの炭化水素化水素基の一部がハロゲン原子により置換された基が挙げられる。R22Aのハロゲン化炭化水素に含まれるハロゲン原子、またR22のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、フッ素、塩素、臭素がより好ましく、フッ素が更に好ましい。
 一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2Aとしては、中でもX21Aが一般式(2Aa)で示される基であり、X22A及びX23Aが水素原子であり、一般式(2Aa)において、R21Aが炭素数1~8の炭化水素基であり、R22Aが炭素数1~24の炭化水素基であるものが好ましく、R21Aの2価の炭化水素基、R22Aの炭化水素基は、既述の通りである。
 また、R22Aの1価の炭化水素基がフェニル基の場合、1価の脂肪族炭化水素基で置換されていることが好ましく、アルキル基で置換されていることが好ましい。アルキル基としては、炭素数は好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下であり、より更に好ましくは6以下である。この場合、脂肪族炭化水素基は直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、分岐状であることが好ましい。R22Aとしては、これらの中でも第四級炭素原子を有する脂肪族炭化水素基が好ましく、特にtert-ブチル基が好ましい。
(エポキシ化合物3A)
 エポキシ化合物3Aは、上記一般式(3A)で示される化合物である。
 一般式(3A)において、X31A~X33Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基又は一般式(3Aa)で示される基であり、X31A~X33Aの少なくとも一つは一般式(3Aa)で示される基である。一般式(3Aa)において、R31A及びR32Aは各々独立に単結合又は2価の炭化水素基であり、X34A~X36Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、-OR33A又は一般式(3Ab)で示される基である。R33A~R36Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。
 X31A~X33Aの炭化水素基としては、上記X11A~X13Aの炭化水素基として例示した、1価の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基と同じものが挙げられ、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。脂肪族炭化水素基の中でも、アルキル基、アルケニル基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。
 X31A~X33Aのハロゲン化炭化水素基としては、上記X11A~X13Aのハロゲン化炭化水素基として例示したものが挙げられ、ハロゲン原子も上記X11A~X13Aの炭化水素基として例示したものが挙げられる。
 X31A~X33Aは、それらの少なくとも一つが一般式(3Aa)で示される基である。すなわち、X31A~X33Aのうち、1つ、2つ又は3つが一般式(3Aa)で示される基であってもよく、好ましくは1つである。
 X31A~X33Aの一般式(3Aa)で示される基について、R31A及びR32Aの2価の炭化水素としては、上記X31A~X33Aの1価の炭化水素基から水素原子を一つ除去した炭化水素基が挙げられる。よって、R31Aの2価の炭化水素としては、2価の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられ、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。
 2価の脂肪族炭化水素基としては、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。アルカンジイル基の場合の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。アルケンジイル基の場合は、炭素数は好ましくは2以上であり、上限はアルカンジイル基と同じである。
 X34A~X36Aの炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基としては、上記X31A~X33Aの1価の炭化水素基、ハロゲン化炭化水素として例示したものと同じものが挙げられる。
 X34A~X36Aの-OR33AにおけるR33A、一般式(3Ab)のR34A~R36Aの炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基についても、上記X34A~X36Aの炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基と同じものが挙げられる。
 一般式(3A)で示されるエポキシ化合物3Aとしては、中でもX31Aが一般式(3Aa)で示される基であり、X32A及びX33Aが水素原子であり、一般式(3Aa)において、R31Aが炭素数1~8の2価の炭化水素基であり、R32Aが炭素数1~8の2価の炭化水素基であり、X34A及びX36Aが一般式(3Ab)で示される基であり、X35Aが炭素数1~24の炭化水素基であり、一般式(3Ab)において、R34A~R36Aが炭素数1~24の炭化水素基であるものが好ましい。
 この場合、R31A及びR32Aの2価の炭化水素基は既述の通りであるが、R31Aの2価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。また、R32Aの2価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下である。X35A、R34A~R36Aの炭化水素基は既述の通りであるが、X35Aの炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは4以下、特に好ましくは2以下である。また、R34A~R36Aの炭化水素基の炭素数も、X35Aの炭化水素基の炭素数と同じである。
 また、一般式(3A)で示されるエポキシ化合物3Aとしては、中でもX31Aが一般式(3Aa)で示される基であり、X22A及びX23Aが水素原子であり、一般式(3Aa)において、R31Aが炭素数1~8の炭化水素基であり、R32Aが単結合であり、X34A~X36Aが炭素数1~24の炭化水素基であるものが好ましい。
 この場合、R31Aの炭化水素基は既述の通りであるが、R31Aの炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。X34A~X36Aの炭化水素基は既述の通りであるが、X34A、X36Aの炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは4以下、特に好ましくは2以下である。また、X35Aの1価の炭化水素基の炭素数としては、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下であり、より更に好ましくは6以下である。またこの場合、X35Aの炭化水素基は直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、分岐状であることが好ましく、第四級炭素原子を有する脂肪族炭化水素基が好ましく、特にtert-ブチル基が好ましい。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質に含まれる化合物(A)としては、分子量は60以上が好ましく、70以上がより好ましく、また上限としては、好ましくは400以下、より好ましくは380以下、更に好ましくは350以下である。このような分子量の化合物(A)を用いると、塗工適性を効率よく向上させることが可能となる。
(化合物(B))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(B)は、炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物であり、上記化合物(A)の複素単環式化合物に対して、「複素多環式化合物」とも称し得る化合物である。
 化合物(B)が有する炭素原子及び酸素原子を有する複素環としては、オキシラン、オキセタン、テトラヒドロフラン、ジヒドロフラン、フラン、ジオキソラン、テトラヒドロピラン、ピラン等の飽和又は不飽和の単環の含酸素複素環式化合物が有する複素環が好ましく挙げられる。このような複素環を有することで、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 上記の複素環の中でも入手容易性も考慮すると、オキシランが有する複素環、すなわちオキシラン環が好ましい。よって、本実施形態で用いられる化合物(B)としては、オキシラン環を二以上有する化合物が好ましく、特に下記一般式(1B)で示される、エポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基から選ばれる少なくとも2以上の基を有するエポキシ化合物(以下、「エポキシ化合物1B」と称することがある。)が好ましく挙げられる。
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 一般式(1B)において、X1Bは単結合又は脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基若しくはこれらの組み合わせからなる有機基であり、l1B、m1B及びn1Bは各々0以上16以下の整数であり、l1B+m1B+n1B≧2を満たす。また、X1Bの有機基が前記脂環基を有する場合、エポキシ基は、前記脂環基における脂環と縮合したものであってもよい。
(単結合)
 一般式(1B)のX1Bが単結合の場合、エポキシ化合物1Bとしては、2つのエポキシ基が結合したブタジエンジエポキシド、2つのグリシジル基が結合したヘキサジエンジエポキシド等が好ましく挙げられる。また、2つのグリシジル基が結合したヘキサジエンジエポキシドは、上記一般式(1B)において、X1Bが単結合、m1Bが2、l1B及びn1Bが0であるエポキシ化合物ととらえてもよいし、エチレン基の両端に2つのエポキシ基が結合したものとして、上記一般式(1B)において、X1Bがエチレン基、l1Bが2、m1B及びn1Bが0であるエポキシ化合物ととらえてもよい。
(脂肪族基)
 一般式(1B)のX1Bについて、脂肪族基としては、アルカン、アルケン、アルキンからエポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基から選ばれる少なくとも2以上の基の基数分(l1B+m1B+n1B)の水素原子を除いた部分を結合手として有する基が好ましく挙げられる。例えば、アルカンから2つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基(2価の脂肪族基)は、アルカンジイル基、3つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基(3価の脂肪族基)は、アルカントリイル基となる。
 このように、本実施形態では、X1Bの結合手の数(すなわち、X1Bに結合するエポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基から選ばれる少なくとも2以上の基の基数分(l1B+m1B+n1B))の数に応じて、基の呼称が変わり得る。よって、本明細書では、以下、脂肪族基その他の基のもととなる基本構造(例えば、上記のアルカン、アルケン、アルキンが該当する。)について、説明することとする。
 脂肪族基の基本構造としては、既述のようにアルカン、アルケン、アルキンが好ましく挙げられる。吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。また、入手の容易性を考慮すると、中でもアルカン、アルケンがより好ましく、アルカンが更に好ましい。
 これらの脂肪族基の炭素数としては、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、上限としては24以下、好ましくは16以下、より好ましくは10以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下である。脂肪族の炭素数として上記範囲内であると、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 一般式(1B)のX1Bとして脂肪族基を有するエポキシ化合物1Bとしては、例えば脂肪族基がエチレン基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するエチレングリコールジグリシジルエーテル、脂肪族基がブチレン基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するブタンジオールジグリシジルエーテル、脂肪族基がへキシレン基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するヘキサンジオールジグリシジルエーテル、脂肪族基がエチレン基であり、2つのグリシジル基(m1Bが2である。)を有するオクタジエンジエポキシド等が代表的に好ましく挙げられる。
 なお、本明細書において、例えば上記「ブタンジオールジグリシジルエーテル」のように表記した場合、ブタン(炭素数4のアルカン)として直鎖状、分岐状のいずれも含むものとし、またジグリシジルエーテル基が連結する炭素原子の位置(ジオールの位置)はとり得るものは全て含むものとする。
 より具体的には、「ブタンジオールジグリシジルエーテル」には、ブタンジオールの1及び4位の炭素に各々1つのグリシジルエーテルが連結した1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテルの他、グリシジルエーテル基が他の炭素に連結するもの、例えばブタンジオールの1及び2位の炭素に各々1つのグリシジルエーテルが連結した1,2-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ブタンジオールの1及び3位の炭素に各々1つのグリシジルエーテルが連結した1,3-ブタンジオールジグリシジルエーテルも含まれるものとする。また、1,3-ブタンジオールのブタンが分岐状の2-メチルプロパンとなった、2-メチル-1,3-プロパンジオールの1及び3位の炭素に各々1つのグリシジルエーテルが連結した2-メチル-1,3-プロパンジオールジグリシジルエーテル等も含まれる。
 これらの脂肪族基は、直鎖状でも分岐状でもよい。
 また、水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されたものであってもよい。この場合、ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましい。水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換された脂肪族基を有する場合、上記エポキシ化合物1A~3Aと同様に、エポキシ化合物1Bが後述する化合物(C)及び(F)のような有機ハロゲン化物と称し得る化合物となり得る場合があるが、炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物は、化合物(B)に該当する化合物とし、化合物(C)及び(F)の有機ハロゲン化物として扱わないものとする。また、エポキシ化合物1Bがハロゲン原子で置換された脂肪族基以外の基を有する場合も、ハロゲン原子で置換された脂肪族基を有する場合と同様である。
 一般式(1B)のX1Bとして分岐状の脂肪族基を有するエポキシ化合物1Bとしては、例えば脂肪族基がネオペンチレン基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、脂肪族基が基本構造となる分岐状のアルカンである2,2-ジメチルブタンから3つの水素を除いた基であり、3つのグリシジルエーテル基(n1Bが3である。)を有するトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、脂肪族基が基本構造となるペンタエリスリトール4つの水素を除いた基であり、4つのグリシジル基(m1Bが4である。)を有するペンタエリスリトールトリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(脂肪族基が基本構造となる2,2-ジメチルブタンから水素原子を4つ除いた基であり、4つのグリシジルエーテル基(n1Bが4である。)を有する化合物ともいえる。)等が代表的に好ましく挙げられる。
 また、一般式(1B)のX1Bとして水素原子の少なくとも一部が置換された脂肪族基を有するエポキシ化合物1Bとしては、脂肪族基が基本構造となるヘキサンの8つの水素原子がフッ素原子で置換された、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサンから2つの水素を除いた基(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン-1,6-ジイル基)であり、2つのエポキシ基(lが2である。)を有する、2,2’-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン-1,6-ジイル)ビスオキシランが、代表的に好ましく挙げられる。
 上記の2,2’-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン-1,6-ジイル)ビスオキシランは、実施例で使用した化合物であるため、フッ素原子で置換された位置等を明記している。しかし、本明細書において、位置を明記した化合物については、実施例で記載した場合はそのものを意味するが、実施例で記載した場合以外については、上記の位置を特定せずに化合物を表記した場合と同様に、ヘキサン(炭素数6のアルカン)として直鎖状、分岐状のいずれも含むものとし、フッ素で置換される炭素原子の位置、オキシラン環(エポキシ基)が連結する炭素原子の位置としては、とり得るものは全て含むものとする。
(脂環基)
 一般式(1B)のX1Bについて、脂環基の基本構造としては、シクロアルカン、シクロアルケンが好ましく挙げられる。吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。また、入手の容易性を考慮すると、シクロアルカンがより好ましい。
 脂環基の基本構造としては、複数の脂環を含むものも挙げられ、例えばビシクロヘキシルのような結合多脂環構造;ヘキサヒドロナフタレン、オクタヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン等の2以上の脂環が縮合した構造;ノルボルナン、ノルボルネン、アダマンタン、トリシクロデカン、ピネンのような橋かけ環式構造;も好ましく挙げられる。これらの他、脂環内に二重結合を有する基本構造として、ペンタレン、アズレン等の基本構造も挙げられる。
 さらに、上記の単数の脂環の基本構造、複数の脂環の基本構造、及び後述する芳香族環の基本構造のいずれかが結合、縮合した構造も、基本構造として好ましく挙げられる。
 脂環基の基本構造としては、上記の例示した基本構造において、炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等のヘテロ原子に置換された、複素環を有するものであってもよい。
 また、上記の例示した基本構造において、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、アミノ基、また上記脂肪族基に置換されたものであってもよい。また、ケイ素原子、ケイ素原子と脂肪族基とを含む基に置換されたものであってもよい。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 脂環基の炭素数は、3以上、好ましくは4以上、より好ましくは6以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは12以下である。
 X1Bが脂環基である場合、エポキシ基(オキシラン環)は、脂環基における脂環と縮合して存在していてもよい。
 このようなエポキシ基(オキシラン環)と縮合し得る脂環基の基本構造としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が代表的に好ましく挙げられ、入手容易性の観点からシクロヘキサンが好ましい。例えば、脂環基の基本構造がシクロヘキサンの場合、エポキシ基と縮合すると、エポキシシクロヘキサンを形成するため、多官能エポキシ化合物としては、その一部にエポキシシクロヘキサンを有する化合物となる。このような多官能エポキシ化合物としては、例えば、実施例で使用される1,3-ビス〔2-(7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン-3-イル)エチル〕-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(上記一般式(1)において、X1Dの基本構造が1,3-エチルシクロヘキシル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(テトラメチルジシロキサンにおいて、ケイ素原子に接続する水素原子がプロピル基で置換された化合物である。)であり、l1Bが2であり、m1B及びn1Bが0であり、エポキシ基がシクロヘキサンに縮合してエポキシシクロヘキサンとして存在する。)が代表的に好ましく挙げられる。
(芳香族基)
 一般式(1B)のX1Bについて、芳香族基の基本構造としては、ベンゼン、トルエン、スチレン等の単環芳香族化合物;複数の芳香環が結合した、ビフェニル、ジフェニルメタン(ベンジルベンゼン)、ジフェニルエタン(ビベンジル)、メチリジントリスフェノール、トリフェニルシクロヘキサン等の結合多環芳香族化合物;複数の芳香環が縮合した、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、トリフェニレン、テトラセン、ペンタセン等、また芳香環と脂環とが縮合した、インデン、インダセン、アセナフテン、ジヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン、ビフェニレン、フルオレン、フルオランテン等の縮合多環芳香族化合物;等が好ましく挙げられる。
 さらに、これらの芳香族環の基本構造、上記の単数の脂環の基本構造及び複数の脂環の基本構造のいずれかが結合、縮合した構造、例えば代表的にはジフェニルフルオレン(9,9-ジフェニル-9H-フルオレン)のようなフルオレンの9位に二つのベンゼンが単結合した化合物も基本構造として好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bとして芳香族基を有するエポキシ化合物1Bとしては、芳香族基がフェニレン基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するジグリシジルレゾルシノールエーテル(1,3-フェニレン基を有する化合物である。)及び1,4-ジグリシジルオキシベンゼン(1,4-フェニレン基を有する化合物である。)、芳香族基が基本構造となる結合多環芳香族化合物のメチリジントリスフェノールから3つの水素を除いた基であり、3つのグリシジル基(m1Bが3である。)を有する、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテルが、代表的に好ましく挙げられる。
 また、芳香族基が、基本構造となる縮合多環芳香族化合物の9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレンから2つの水素原子を除いた基であり、2つのグリシジル基(m1Bが2である。)を有する、9,9-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)フルオレンも、代表的に好ましく挙げられる。
 芳香族基の基本構造として好ましいものとして、ビスフェノール化合物も挙げられる。主なビスフェノール化合物としては、ビスフェノールA(2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン)、ビスフェノールAP(1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン)、ビスフェノールB(2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン)、ビスフェノールBP(ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン)、ビスフェノールM(1,3-ビス(2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-プロピル)ベンゼン)、ビスフェノールPH(5,5’-(1-メチルエチリデン)-ビス〔1,1’-(ビスフェニル)-2-オール〕プロパン)、ビスフェノールZ(1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン)等のビスフェノール化合物、またこれらのビスフェノール化合物を含む化合物が好ましく挙げられる。
 ビスフェノール化合物としては、上記化合物の他、例えばビスフェノールAF(2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン)のように、その一部がフッ素原子等のハロゲン原子で置換された化合物、また分子中に酸素原子及び硫黄原子を含むビスフェノールS(ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン)等も好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bとして芳香族基を有するエポキシ化合物1Bにおいて、芳香族基の基本構造がビスフェノール化合物であるものとしては、芳香族基が基本構造となるビスフェノールAの水酸基から水素原子を除いた基であり、2つのグリシジル基(m1Bが2である。)を有するビスフェノールAジグリシジルエーテル、芳香族基が基本構造となるビスフェノールAの水酸基の水素原子をプロピル基で置換した2,2-ビス((4-プロポキシフェニル)プロパン)のプロピル基から水素原子を除いた基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するビスフェノールAプロポキシレートジグリシジルエーテル等が代表的に好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bの芳香族基の基本構造としては、上記の例示した基本構造において、炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等のヘテロ原子に置換された、複素環を有するものであってもよい。リン原子で置換された複素環を有する場合、化合物(B)(エポキシ化合物1B)は、後述する化合物(H)には該当せず、化合物(H)は除かれるものとする。
 上記の例示した基本構造において、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、アミノ基、また上記脂肪族基に置換されたものであってもよい。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 芳香族基の基本構造においては、これらの置換基の中でもアミノ基及び水酸基が好ましい。芳香族基がアミノ基で置換されている場合、アニリン、ジメチルアニリン等が好ましく挙げられ、水酸基で置換されている場合、フェノール、ベンゼンジオール等が好ましく挙げられる。また、アミノ基及び水酸基で置換されている、ヒドロキシアニリン(アミノフェノール)等も好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bとして芳香族基を有するエポキシ化合物1Bにおいて、芳香族基の基本構造がアミノ基、水酸基等により置換されたものとしては、芳香族基が基本構造となるヒドロキシアニリン(ベンゼンの2つの水素原子がアミノ基及び水酸基により置換された化合物である。)のアミノ基及び水酸基から水素原子を除いた基であり、2つのグリシジル基(m1Bが3である。)を有するN,N-ジグリシジル-4-グリシジルオキシアニリン、芳香族基が基本構造となる4,4’-メチレンビス(N,N-ジメチルアニリン)(ジフェニルメタンの2つの水素原子がアミノ基により置換された化合物である。)のアミノ基から水素原子を除いた基であり、4つのグリシジル基(m1Bが4である。)を有する4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)等が代表的に好ましく挙げられる。
 また、上記具体例として挙げた、ジグリシジルレゾルシノールエーテル及び1,4-ジグリシジルオキシベンゼンは、芳香族基が基本構造となるベンゼンの2つの水素原子が水酸基に置換された化合物(ベンゼンジオール)の水酸基から水素原子を除いた基であり、2つのグリシジル基(m1Bが2である。)を有する化合物ととらえると、一般式(1)のX1Bとして芳香族基を有するエポキシ化合物1Bにおいて、芳香族基の基本構造がアミノ基、水酸基等により置換されたものと考えることもできる。
 芳香族基の炭素数は、6以上、好ましくは8以上、より好ましくは10以上であり、上限として好ましくは36以下、より好ましくは32以下、更に好ましくは28以下である。
(シロキサン構造を有する有機基)
 一般式(1B)のX1Bについて、シロキサン構造を有する有機基の基本構造としては、少なくとも-Si-O-結合を有するものであれば特に制限なく用いることができ、例えばジメチルメトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、テトラメトキシシラン等のケイ素原子を一つ有するアルコキシシラン;テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ジビニルテトラメチルジシロキサン等のケイ素原子を二つ有するジシロキサン化合物;等の鎖状シロキサン化合物が好ましく挙げられる。
 また、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等の環状シロキサン化合物、シルセスキオキサン等のカゴ型シロキサン化合物も好ましく挙げられる。
 上記鎖状シロキサン化合物、環状シロキサン化合物について、ケイ素原子に結合する基及びアルコキシ基におけるアルキル基がメチル基である化合物を例示しているが、メチル基以外の基、すなわちエチル基、プロピル基等の上記脂肪族基、脂環基、芳香族基が結合した化合物も含まれ得ることはいうまでもない。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 上記の鎖状シロキサン化合物について、メチル基以外の基が含まれる化合物としては、例えばヘキサメチルジシロキサンにおいて、2つのケイ素原子に結合する1つのメチル基が各々プロピル基となる、1,3-ジプロピル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、また2つのケイ素原子に結合する1つのメチル基が各々がシクロヘキサンエチルとなる、1,3-ジシクロヘキサンエチル-1,1,3,3-テトラメチルジプロピルジシロキサン等のシロキサン化合物を基本構造とする多官能エポキシ化合物は、入手しやすいことから、基本構造となる鎖状シロキサン化合物として好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bとしてシロキサン構造を有する有機基を有するエポキシ化合物1Bとしては、シロキサン構造を有する有機基が基本構造となる1,3-ジプロピル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンのプロピル基から水素原子を2つ除いた基であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが3である。)を有する1,3-ビス(3-グリシジルオキシプロピル)テトラメチルジシロキサンが代表的に好ましく挙げられる。
 また、脂環基とエポキシ基とが縮合したエポキシシクロヘキサンを有する化合物として説明した、1,3-ビス〔2-(7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン-3-イル)エチル〕-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンも、一般式(1B)のX1Bとしてシロキサン構造を有する有機基を有するエポキシ化合物1Bとして代表的に好ましく挙げられる。
 また、上記の環状シロキサン化合物について、例えばオクタメチルシクロテトラシロキサンにおいて、4つのケイ素原子に結合する1つのメチル基が各々プロピル基となる、2,4,6,8-テトラメチル-2,4,6,8-テトラプロピルシクロテトラシロキサンを基本構造とするエポキシ化合物1Bは、入手しやすいことから、基本構造となる環状シロキサン化合物として好ましく挙げられる。
 一般式(1B)のX1Bとして基本構造が環状シロキサン化合物であるシロキサン構造を有する有機基を有する多官能エポキシ化合物としては、シロキサン構造を有する有機基が基本構造となる2,4,6,8-テトラメチル-2,4,6,8-テトラプロピルシクロテトラシロキサンのプロピル基から水素原子を4つ除いた基であり、4つのグリシジルエーテル基(n1Bが4である。)を有する1,3-ビス(3-グリシジルオキシプロピル)テトラメチルジシロキサンが代表的に好ましく挙げられる。
 また例えば、一般式(1B)のX1Bとして基本構造がかご型シロキサン化合物であるシロキサン構造を有する有機基を有するエポキシ化合物1Bとしては、シロキサン構造を有する有機基が、基本構造となるシルセスキオキサン(PSS-オクタメチル置換体)が有する8つのケイ素原子に、各々1つ(合計8つ)のプロピルジメチルシロキシ基が結合した化合物(「PSS-オクタ[プロピルジメチルシロキシ]置換」とも称し得る化合物である。)における8つのプロピル基から各々1つの水素原子を除いた基であり、8つのグリシジルエーテル基(n1Bが8である。)を有するPSS-オクタ[(3-グリシジルオキシプロピル)ジメチルシロキシ]置換が代表的に好ましく挙げられる。
 シロキサン構造を有する基本構造が有するケイ素原子数としては、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
(結合基)
 エポキシ化合物1Bにおいて、X1Bは、これらの組み合わせからなる基が、上記脂肪族基、上記脂環基、上記芳香族基及び上記シロキサン構造を有する有機基から選ばれる少なくとも2の基が、単結合又は-O-、-SO2-、-CO-、-C(=O)O-、-N-及び-S-から選ばれる結合基により結合してなる基であってもよい。なお、本明細書では、X1Bの脂肪族基、脂環基、芳香族基及びシロキサン構造を有する有機基に関して、これらの基を含む基本構造に置き換えて説明していることから、上記の基本構造が単結合、-O-等の結合基により結合するととらえることもできる。
 X1Bが脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基から選ばれる少なくとも2つの基が単結合により結合してなる基である場合としては、既述のような、一の基が他の基により置換されている場合、また基本構造として、上記のジフェニルフルオレン(9,9-ジフェニル-9H-フルオレン)のような一の基本構造となるフルオレンの9位に、他の基本構造となるベンゼンが2つ単結合した場合、等が好ましく挙げられる。
 また、X1Bが単結合により結合してなる基である場合としては、アニリンを含む基本構造である、アニリンと4-メチルアニリンとが単結合した4,4-メチレンジアニリン(p-トルイジン)、ジメチルアニリンと4,N,N-トリメチルアニリンとが単結合した4,4’-メチレンビス(N,N-ジメチルアニリン)等の基本構造も好ましく挙げられる。
 X1Bが、結合基として-O-を有する場合としては、例えば複数の脂肪族基が-O-で結合された場合、より具体的には、例えばオキシエチレン、オキシプロピレン等の-R1BO-(R1Bは2価の脂肪族基、好ましくはアルカンジイル基である。)で示される繰り返し単位を有する基本構造が代表的に好ましく挙げられる。
 基本構造が-R1BO-を有する場合、-R1BO-は1つ有するものであってもよいし、2以上有するものであってもよい。2以上有する場合は、平均繰り返し数(n)として、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上であり、上限として好ましくは200以下、より好ましくは180以下、更にこのましくは170以下である。
 また、この場合のエポキシ化合物1Bの数平均分子量は、-R1BO-におけるR1Bを何にするかによってかわり得るため一概にはいえないが、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは350以上であり、上限として好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下、更に好ましくは7000以下、より更に好ましくは6500以下である。
 X1Bが、結合基として-O-を有する場合の多官能エポキシ化合物としては、-R1BO-としてオキシプロピレン基(R1Bがプロピレン基である)であり、1つのグリシジル基及びグリシジルエーテル基(m1Bが1であり、n1Bが1である。)を有するポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、-R1BO-としてオキシエチレン基(R1Bがエチレン基である)であり、1つのグリシジル基及びグリシジルエーテル基(m1Bが1であり、n1Bが1である。)を有するポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等が、代表的に好ましく挙げられる。また、これらのポリエチレングリコールジグリシジルエーテル及びポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルにおける平均繰り返し数(n)は、上記範囲から適宜選択される。
 X1Bが、結合基として-O-を有する場合の基本構造として、ジエチレングリコール、ジグリセリン等の脂肪族基が-O-を介して結合する化合物も好ましく挙げられる。
 また、X1Bが、結合基として-O-を有する場合の基本構造として、ジシクロヘキシルエーテル等の脂環が-O-を介して結合した化合物;ジヒドロキシジフェニルエーテル、フェニルビフェニルエーテル等の芳香環が-O-を介して結合した化合物;等が好ましく挙げられる。
 X1Bが、結合基として-O-を有する場合のエポキシ化合物1Bとしては、結合基として-O-を有するX1Bの基が2つのエチレン基が-O-で結合した-CHCH-O-CHCH-(基本構造がジエチレングリコールであり、2つの水素原子が除去された基である。)であり、2つのグリシジルエーテル基(n1Bが2である。)を有するジエチレングリコールジグリシジルエーテル等が代表的に好ましく挙げられる。
 X1Bが、結合基として-C(=O)O-を有する場合としては、例えばシクロヘキサンカルボン酸シクロヘキシルメチル等の二つの脂環が-C(=O)O-を介して結合する化合物等が好ましく挙げられる。
(l1B、m1B及びn1Bについて)
 l1B、m1B及びn1Bは各々0以上16以下の整数であり、l1B+m1B+n1B≧2を満たす。
 l1B、m1B及びn1Bは、その合計(l1B+m1B+n1B)が2以上であれば特に制限はないが、1以上の場合、好ましくは2以上であり、上限として好ましくは10以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下である。
 また、l1B+m1B+n1Bとしては、2以上であれば特に制限はなく、好ましくは2以上、上限として好ましくは10以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下である。
 l1B、m1B及びn1Bが上記範囲を満足すると、吸油量は低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。また、入手の容易性を考慮すると、l1B、m1B及びn1Bのいずれか一が2以上であり、かつ他の二が0であることが好ましい。すなわち、本実施形態で用いられるエポキシ化合物1Bは、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルエーテル基のいずれか一の基を2以上有することが、入手の容易性の観点から好ましい。
 また、入手の容易性を考慮すると、l1B、m1B及びn1Bのいずれか一が1であり、かつ他の二のいずれか一が1以上である多官能エポキシ基も好ましい。この場合、これと同様の観点から、1つのグリシジルエーテル基と、1つ以上のグリシジル基とを有するエポキシ化合物1Bが好ましく、1つのグリシジルエーテル基と2つのグリシジル基を有するエポキシ化合物1Bがより好ましい。
(その他の複素多環式化合物)
 化合物(B)の炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する複素多環式化合物として、上記エポキシ化合物1Bのような複素環としてオキシラン環を二以上有する化合物以外の化合物としては、3の原子により構成される複素環のうち、オキシラン環以外の複素環を有する化合物、また4以上の原子により構成される複素環を有する化合物が挙げられる。このようなエポキシ化合物1B以外の複素多環式化合物としては、下記一般式(2B)で示される化合物が好ましく挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 一般式(2B)において、X2Bは単結合又は脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基若しくはこれらの組み合わせからなる有機基であり、R2Ba、R2Bb及びR2Bcは、各々独立して炭素数1以上の脂肪族基である。R2Ba、R2Bb及びR2Bcを含む複素環は、-O-、-SO2-、-CO-、-C(=O)O-、-N-及び-S-から選ばれる結合基を含むものであってもよい。
 l2B、m2B及びn2Bは各々0以上16以下の整数であり、l2B+m2B+n2B≧2を満たす。また、X2Bの有機基が前記脂環基を有する場合、複素環基は、前記脂環基における脂環と縮合したものであってもよい。
 上記一般式(2B)において、X2Bの単結合又は脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基若しくはこれらの組み合わせからなる有機基は、上記一般式(1B)のX1Bの単結合又は脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基若しくはこれらの組み合わせからなる有機基として説明したものと同じである。
 また、l2B、m2B及びn2Bについては、上記一般式(1)の各々l1B、m1B及びn1Bとして説明したものと同じである。
 上記一般式(2B)において、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基は、酸素原子とともに脂環構造を形成するものである。R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基としては、上記一般式(1B)のX1Bの脂肪族基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、アルカンジイル基、アルケンジイル基、アルキンジイル基等の2価の脂肪族基が挙げられる。本実施形態においては、これらのいずれであってもよく、入手容易性を考慮すると、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。
 また、これと同様の観点から、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基の炭素数としては、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下である。
 一般式(2B)に示される化合物(B)は、上記エポキシ化合物1Bのような複素環としてオキシラン環を二以上有する化合物以外の複素多環式化合物である。そのため、例えばR2Ba、R2Bb及びR2Bcが炭素数2の脂肪族基であり、かつ各々l2B、m2B及びn2Bが1である場合は、炭素数2の脂肪族基はアルカンジイル基以外の基、すなわち、アルケンジイル基、アルキンジイル基となる。なお、R2Ba、R2Bb及びR2Bcが炭素数2の脂肪族基であり、かつ各々l2B、m2B及びn2Bが1であっても、複素環が後述する結合基を含む場合は、炭素数2の脂肪族基はアルカンジイル基(すなわちエチレン基)であってもよい。例えば、炭素数2の脂肪族基はアルカンジイル基(すなわちエチレン基)であってもよい場合としては、R2Ba、R2Bb及びR2Bcがエチレン基であり、結合基として-S-を有するオキサチエタン環が挙げられる。
 複素環のR2Baがアルカンジイル基である場合の複素多環式化合物としては、X2Bが基本構造となるブタンジオールから2つの水素原子が除去された基であり、2つのテトラヒドロフラン環(R2Baがブチレン基である。)を有する(l2Bが2である。)、ビス(テトラヒドロフリロキシ)ブタン(特に1,4-ビス(2-テトラヒドロフリロキシ)ブタン)等が代表的に好ましく挙げられる。
 R2Ba、R2Bb及びR2Bcを含む複素環は、-O-、-SO-、-CO-、-C(=O)O-、-N-及び-S-から選ばれる結合基を含むものであってもよい。
 例えば、複素環がジオキシラン環である場合は、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基が炭素数1のメチレン基であり、メチレン基と複素環が有する酸素原子とが-O-により連結したものである。また例えば、複素環が1,3-ジオキソラン環である場合は、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基がメチレン基及びエチレン基であり、これらの基と複素環が有する酸素原子とが-O-により連結したものである。また例えば、複素環がオキサゾリジン環である場合は、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基がメチレン基及びエチレン基であり、これらの基と複素環が有する酸素原子とが-N-により連結したものである。結合基を含む複素環について幾つか例を挙げて説明したが、本実施形態においてはこれらの例に限定されるものではない。
 複素環が、結合基を有する場合の炭素数は、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基の炭素数の範囲内とすればよい。
 脂肪族基は、少なくとも一部の水素原子がハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されたものであってもよく、少なくとも一部の水素原子が1価の脂肪族基で置換されたものであってもよい。一般式(2B)で示される複素多環式化合物が、少なくとも一部の水素原子がハロゲン原子で置換された脂肪族基を有する場合、上記エポキシ化合物1A~3Aと同様に、化合物(C)及び(F)のような有機ハロゲン化物と称し得る化合物となり得る場合があるが、炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物は、化合物(B)に該当する化合物とし、化合物(C)及び(F)の有機ハロゲン化物として扱わないものとする。
 一般式(2B)における複素環は、脂環及び芳香環が結合、縮合したものであってもよい。ここで、結合したものは、一般式(2B)における複素環の少なくとも1つの炭素原子に、他の脂環、芳香環が結合したものであり、縮合したものは、一般式(2B)における複素環の少なくとも1つの炭素原子に他の脂環、芳香環が縮合したものである。一般式(2B)における複素環において、結合、縮合したものとしては、上記一般式(1B)のX1Bにおける脂環基、芳香族基において説明した縮合環、すなわち上記説明した単数の脂環の基本構造、複数の脂環の基本構造、また上記説明した芳香族環の基本構造のいずれかが結合、縮合したものが該当する。
 複素環が、脂環及び芳香環が結合、縮合したものである場合の炭素数は、1つの脂環、芳香環の炭素数を、R2Ba、R2Bb及びR2Bcの脂肪族基の炭素数の範囲内とすればよい。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質において、化合物(B)は、上記化合物(B)として説明した化合物、例えば一般式(1B)及び(2B)で示される化合物を、単独で、又は複数種を組合せて用いることができる。
(化合物(C))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(C)は、有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)であり、一部にハロゲン原子を有する有機化合物であり、後述する化合物(F)以外の化合物であれば特に制限なく使用し得る。
 化合物(C)としては、-CX1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物、ハロゲン化ホルミル基(CX1C(=O)-(X1Cは、ハロゲン原子を示す。))を有する化合物及びハロゲン化シリル基(-SiX1c1C(X1Cは、ハロゲン原子を示し、n1Cは1~3の整数を示す。))を有する化合物が好ましく挙げられる。これらのハロゲン原子を含有する基は、いずれも有機ハロゲン化物1の末端に存在する基である。化合物(C)が、その末端にこれらにハロゲン原子含有基を有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。また、これらのハロゲン原子含有基を有する有機ハロゲン化物1は、既述のように、化合物(F)(有機ハロゲン化物2)とは異なるものであり、化合物(C)は化合物(F)を除く化合物である。
 化合物(C)として、より具体的には、下記一般式(1C)で示される有機ハロゲン化物1a、下記一般式(2C)で示される有機ハロゲン化物1b、下記一般式(3C)で示される有機ハロゲン化物1c及び下記一般式(4C)で示される有機ハロゲン化物1dが好ましく挙げられる。本実施形態の改質硫化物固体電解質において、化合物(C)は、上記ハロゲン原子含有基を有する化合物、またこれら一般式で示される化合物を単独で、又は複数種を組合せて用いることができる(例えば、上記ハロゲン化ホルミル基を有する化合物の複数種を組合せて用いることができ、また例えば下記一般式(1C)で示される化合物の複数種を組合せて用いることもできる。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(有機ハロゲン化物1a)
 有機ハロゲン化物1aは、上記一般式(1C)で示される化合物である。
 一般式(1C)において、X11Cはハロゲン原子であり、X12C~X14Cは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。また、上記一般式(1C)において、X11Cのハロゲン原子は塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X12C~X14Cのハロゲン原子はフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子である。
 X11Cのハロゲン原子は、上記のように塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、好ましくは臭素原子、ヨウ素原子であり、より好ましくは臭素原子である。また、X12C~X14Cのハロゲン原子は、上記のようにフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子がより好ましい。X11C~X14Cの複数がハロゲン原子の場合、複数のハロゲン原子は同じでも異なっていてもよい。
 有機ハロゲン化物1aを用いる場合、硫化物固体電解質との付着は、ハロゲン原子であるX11Cに主に起因するものと考えられ、またX12C~X14Cがハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である場合は、X12C~X14Cに起因する場合もあると考えられる。ただし、フッ素原子よりも他のハロゲン原子の方が硫化物固体電解質との付着が生じやすい傾向にあることが分かっている。これを考慮すると、X12C~X14Cがフッ素以外のハロゲン原子を有する場合は、硫化物固体電解質との付着は、X11Cに起因する傾向が強くなるといえる。この傾向は、後述する一般式(2C)~(4C)で示される有機ハロゲン化物1b~1dについても同様である。
 X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基としては、上記一般式(1B)のX1Bの脂肪族基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、アルキル基、アルケニル基が好ましく挙げられ、アルキル基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基の炭素数は、アルキル基の場合は好ましくは1以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下である。またアルケニル基の場合は、2以上、好ましくは3以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下である。
 X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基等により置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X12C~X14Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、ハロゲン原子としては上記X12C~X14Cのハロゲン原子と同じものを例示することができる。また、X12C~X14Cの複数が脂肪族炭化水素基の場合、複数の脂肪族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X12C~X14Cの脂環族炭化水素基としては、上記一般式(1B)のX1Bの脂環基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、シクロアルキル基、シクロアルケニル基が好ましく挙げられ、シクロアルキル基が好ましい。
 脂環族炭化水素基の炭素数は、3以上、好ましくは4以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下である。
 X12C~X14Cの脂環族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基、上記脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により一部が置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X12C~X14Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、X12C~X14Cの脂環族炭化水素基を置換するハロゲン原子としては上記X12C~X14Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示される。また、X12C~X14Cの複数が脂環族炭化水素基の場合、複数の脂環族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X12C~X14Cの芳香族炭化水素基としては、上記一般式(1B)のX1Bの芳香族基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、ベンゼン、トルエン、スチレン等の単環芳香族化合物;複数の芳香環が結合した、ビフェニル、ジフェニルメタン(ベンジルベンゼン)、ジフェニルエタン(ビベンジル)、メチリジントリスフェノール、トリフェニルシクロヘキサン等の結合多環芳香族化合物;複数の芳香環が縮合した、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、トリフェニレン、テトラセン、ペンタセン等、また芳香環と脂環とが縮合した、インデン、インダセン、アセナフテン、ジヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン、ビフェニレン、フルオレン、フルオランテン等の縮合多環芳香族化合物;等の基本構造から1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基が好ましく挙げられる。
 さらに、これらの芳香族環の基本構造、上記の単数の脂環の基本構造及び複数の脂環の基本構造のいずれかが結合、縮合した構造、例えば代表的にはジフェニルフルオレン(9,9-ジフェニル-9H-フルオレン)のようなフルオレンの9位に二つのベンゼンが単結合した化合物も基本構造として好ましく挙げられる。
 X12C~X14Cの芳香族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基、上記脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により一部が置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X12C~X14Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、X12C~X14Cの芳香族炭化水素基を置換するハロゲン原子としては上記X12C~X14Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示される。また、X12C~X14Cの複数が芳香族炭化水素基の場合、複数の脂環族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 芳香族基の炭素数は、6以上、好ましくは8以上であり、上限として好ましくは36以下、より好ましくは28以下、更に好ましくは20以下、より更に好ましくは14以下である。
 一般式(1C)で示される有機ハロゲン化物1aとしては、中でもX11Cがハロゲン原子であり、X12Cが炭素数2~24の脂肪族炭化水素基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基であり、X13C及びX14Cが水素原子である化合物が好ましい。ここで、X12Cとしては芳香族炭化水素基であることがより好ましい。また、既述のようにハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子がより好ましく、臭素原子が更に好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基が好ましく、またアルキル基の炭素数としては2以上が好ましく、3以上がより好ましく、上限としては16以下が好ましく、12以下がより好ましい。また、芳香族炭化水素基としては、既述のように、フェニル基、フェニルアルキル基が好ましく、フェニルアルキル基がより好ましい。
 また、一般式(1C)で示される有機ハロゲン化物1aとしては、X11Cがハロゲン原子であり、X12C及びX13Cが炭素数1~24の脂肪族炭化水素基であり、X14Cが水素原子である化合物も好ましい。ここで、既述のようにハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子がより好ましく、臭素原子が更に好ましい。脂肪族炭化水素基としては、アルキル基が好ましく、またアルキル基の炭素数としては1以上が好ましく、上限としては24以下が好ましく、16以下がより好ましく、8以下が更に好ましく、3以下がより更に好ましい。
 既述のように、上記一般式(1C)で示される化合物は、典型的には、-CX1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物に該当する。この場合、例えば一般式(1C)におけるX11Cがハロゲン原子であり、X12C及びX14Cが水素原子であり、X13Cが脂肪族炭化水素基である化合物であってもよいし、また例えばX11Cがハロゲン原子であり、X12C及びX14Cが脂肪族炭化水素であり、X13Cが少なくとも末端の炭素原子に接続する一つの水素原子がハロゲン原子で置換された脂肪族炭化水素基である化合物であってもよい。すなわち、X11Cのハロゲン原子が-CX1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を形成していてもよいし、X12C~X14Cに含まれるハロゲン原子が-CX1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を形成していてもよい。
(有機ハロゲン化物1b)
 有機ハロゲン化物1bは、上記一般式(2C)で示される化合物である。
 一般式(2C)において、X21C~X26Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、X21C~X26Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、X21C~X26Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。また、上記一般式(2C)において、X21Cのハロゲン原子は塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X22C~X26Cのハロゲン原子はフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子である。
 X21Cのハロゲン原子は、上記X11Cのハロゲン原子として説明したものが好ましく例示され、X22C~X26Cのハロゲン原子は、上記X12C~X14Cのハロゲン原子として説明したものと同じものが好ましく例示される。X22C~X26Cのハロゲン原子については、フッ素原子がより好ましい。X21C~X26Cの複数がハロゲン原子である場合、複数のハロゲン原子は同じでも異なっていてもよい。
 X21C~X26Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基と同じものが好ましく例示され、脂肪族炭化水素基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。アルキル基の場合、炭素数は好ましくは1以上、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは2以下であり、アルケニル基の場合、炭素数は好ましくは2以上であり、上限はアルキル基と同じである。また、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基と同様に、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、X22C~X26Cの複数が脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の場合、複数の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X21C~X26Cの脂肪族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基等により置換されていてもよい。脂環族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基、上記の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X21Cにおけるハロゲン原子が塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X22C~X26Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、X21Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X21Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示され、X22C~X26Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X22C~X26Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示される。
 一般式(2C)で示される有機ハロゲン化物1bとしては、中でもX21C~X26Cがハロゲン原子又は少なくとも一の水素原子がハロゲン原子で置換されたハロゲン化炭化水素基であり、X21C~X26Cの少なくとも一つがハロゲン化炭化水素基である化合物が好ましい。既述のようにハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、脂肪族炭化水素基としては、アルキル基が好ましく、またアルキル基の炭素数としては1以上が好ましく、上限として16以下が好ましく、8以下がより好ましく、4以下が更に好ましく、2以下がより更に好ましい。
 X21C~X26Cのうち1つがハロゲン化炭化水素基である場合、他の少なくとも一つはハロゲン原子又は水素原子であることが好ましく、ハロゲン原子又は水素原子はより好ましくは2つ以上、更に好ましくは3つ以上、より更に好ましくは4つ以上、特に好ましくは5つ、すなわちX21C~X26Cの一つがハロゲン化炭化水素基である場合、残りは全てハロゲン原子であること、又は残りは全て水素原子であることが特に好ましい。
 X21C~X26Cのうち2つ以上がハロゲン化炭化水素基である場合、少なくとも1つはハロゲン原子を2つ以上有するものが好ましく、3つ有するものがより好ましく、他の少なくとも1つはハロゲン原子を1つ有するものが好ましい。また、その他については水素原子又はハロゲン原子であり、水素原子が好ましく、その他の全てが水素原子であることがより好ましい。このような化合物は、入手しやすい点でも有利である。
(有機ハロゲン化物1c)
 有機ハロゲン化物1cは、上記一般式(3C)で示される化合物である。
 一般式(3C)において、X31C及びX32Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は一般式(3Ca)で示される基であり、一般式(3Ca)において、R31Cは単結合又は脂肪族炭化水素基であり、R32Cは水素原子、ハロゲン原子又は脂肪族炭化水素基である。脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、X31C及びX32Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。また、上記一般式(3C)において、X31Cのハロゲン原子は塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X32Cのハロゲン原子はフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子である。
 X31Cのハロゲン原子は、上記X11Cのハロゲン原子として説明したものが好ましく例示さられ、X32Cのハロゲン原子は、上記X12C~X14Cのハロゲン原子として説明したものと同じものが好ましく例示される。X32Cのハロゲン原子については、フッ素原子、塩素原子、臭素原子がより好ましく、塩素原子が更に好ましい。X31C及びX32Cがハロゲン原子である場合、複数のハロゲン原子は同じでも異なっていてもよい。
 X31C及びX32Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基と同じものが好ましく例示され、脂肪族炭化水素基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。アルキル基の場合、炭素数は好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下であり、より更に好ましくは10以下である。アルケニル基の場合、好ましくは2以上、より好ましくは4以上であり、上限はアルキル基と同じである。また、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基と同様に、直鎖状、分岐状のいずれであってもよい。また、X31C及びX32Cが脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の場合、複数の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基は同じでも異なっていてもよく、複数の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の少なくとも一は、その水素原子がハロゲン原子で置換された基である。
 X31C及びX32Cの脂肪族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基等により置換されていてもよい。脂環族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基、上記の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X31Cにおけるハロゲン原子が塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X32Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、X31Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X31のハロゲン原子として例示したものと同じものが例示され、X32Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X32Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示される。
 一般式(3Ca)におけるR31Cの2価の脂肪族炭化水素基としては、上記X31C及びX32Cの脂肪族炭化水素基から水素原子を一つ除去したものが挙げられる。よって、2価の脂肪族炭化水素基としては、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。
 2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下である。
 一般式(3Ca)における、R32Cの脂肪族炭化水素基としては、上記X31C及びX32Cの脂肪族炭化水素基と同じものを好ましく例示することができる。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、脂肪族炭化水素基は直鎖状でも分岐状でもよいが、分岐状であることが好ましい。また、脂肪族炭化水素基がアルキル基の場合、炭素数は好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下であり、より更に好ましくは10以下である。
 R31C、R32Cの炭化水素基は、X31C及びX32Cの炭化水素基と同様に、ハロゲン原子により置換されたものでもよく、その場合のハロゲン原子は一般式(3Ca)がX31C及びX32Cのいずれであるかにより決定される。X31Cが一般式(3Ca)である場合は、ハロゲン原子はX31Cのハロゲン原子に対応する、すなわち塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択され、X32Cが一般式(3Ca)である場合は、ハロゲン原子はX32Cのハロゲン原子に対応する、すなわちフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される。
 一般式(3C)で示される有機ハロゲン化物1cとしては、中でもX31Cがハロゲン原子であり、X32Cが炭素数2以上の脂肪族炭化水素基又は一般式(3Ca)で示される基である化合物が好ましい。ここで、X31Cのハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。X32Cの脂肪族炭化水素基としてはアルキル基が好ましく、炭素数は4以上がより好ましく、上限としては好ましくは12以下、より好ましくは10以下である。
 また、一般式(3Ca)の中でも、R31Cとしては、単結合、2価の脂肪族炭化水素基が好ましく、単結合がより好ましい。また、R32Cとしては脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基、アルケニル基がより好ましく、アルキル基が更に好ましい。
(有機ハロゲン化物1d)
 有機ハロゲン化物1dは、上記一般式(4C)で示される化合物である。
 一般式(4C)において、X41C~X44Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子を置換されていてもよく、X41C~X44Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。また、上記一般式(4C)において、X41Cのハロゲン原子は塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X42C~X44Cのハロゲン原子はフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子である。
 X41Cのハロゲン原子は、上記X11Cのハロゲン原子として説明したものが好ましく例示され、X42C~X44Cのハロゲン原子は、上記X12C~X14Cのハロゲン原子として説明したものと同じものが好ましく例示される。X41Cのハロゲン原子については、好ましくは塩素原子、臭素原子であり、より好ましくは塩素原子であり、X42C~X44Cの好ましいハロゲン原子も同様である。X41C~X44Cの複数がハロゲン原子である場合、複数のハロゲン原子は同じでも異なっていてもよい。
 X41C~X44Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基と同じものが好ましく例示され、脂肪族炭化水素基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。アルキル基の場合、炭素数は好ましくは1以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは4以下、特に好ましくは2以下であり、アルケニル基の場合、炭素数は好ましくは2以上であり、上限はアルキル基と同じである。また、上記X12C~X14Cの脂肪族炭化水素基と同様に、直鎖状、分岐状のいずれであってもよい。また、X41C~X44Cが脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の場合、複数の脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基は同じでも異なっていてもよい。
 X41C~X44Cの脂肪族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基等により置換されていてもよい。脂環族炭化水素基は、その水素原子がハロゲン原子により置換されていてもよく、また水酸基、上記の脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基)等により置換されていてもよい。ハロゲン原子により置換されている場合、X41Cにおけるハロゲン原子が塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X42C~X44Cにおけるハロゲン原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であると規定されるように、X41Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X41Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが例示され、X42C~X44Cの炭化水素を置換するハロゲン原子としては上記X42C~X44Cのハロゲン原子として例示したものと同じものが好ましく例示される。
 一般式(4C)で示される有機ハロゲン化物1dとしては、中でもX41Cがハロゲン原子であり、X42C~X44Cが1価の脂肪族炭化水素基である化合物が好ましい。ここで、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。X42C~X44Cの1価の脂肪族炭化水素基としてはアルキル基が好ましく、炭素数は1以上が好ましく、上限としては好ましくは8以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2以下である。
(化合物(D))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(D)は、ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物である。化合物(D)としては、下記一般式(1D)で示される化合物が好ましく挙げられる。化合物(D)が、ホルミル基を有しており、さらにホルミル基を下記一般式(1D)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 一般式(1D)中、R11D及びR12Dは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Dは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示し、n11Dは0又は1を示す。
 R11Dの有機基は2価の基であり、R12Dの有機基はn11Dが0の場合は1価の基、n11Dが1の場合は2価の基となる。R11D及びR12Dは有機基としては、脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、中でも脂肪族及び芳香族基が好ましい。
(脂肪族基)
 1価の脂肪族基としては、上記一般式(1B)のX1Bの脂肪族基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基が挙げられ、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、アルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
 これと同様の観点から、1価の脂肪族基の炭素数としては、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、上限として好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下である。
 このような1価の脂肪族基としては、メチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基等が代表的に好ましく挙げられる。本明細書において、「各種」は、直鎖状、分岐状、及びこれらの異性体までを含むことを意味し、例えば各種プロピル基であれば、炭素数3の直鎖状及び分岐状の飽和脂肪族基である1-プロピル基、2-プロピル基、1-メチルエチル基が含まれる。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。
 2価の脂肪族基としては、上記1価の脂肪族基において、1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基、すなわちアルカンジイル基、アルケンジイル基、アルキンジイル基が挙げられる。吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。
 2価の脂肪族基の炭素数は、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは3以下である。その他については、上記1価の脂肪族基と同様である。
 また、脂肪族基は、水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されたものであってもよい。
(脂環基)
 1価の脂環基としては、上記一般式(1B)のX1Bの脂環基基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基が挙げられ、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、シクロアルキル基、シクロアルケニル基が好ましく、シクロアルキル基がより好ましい。
 これと同様の観点から、1価の脂環基の炭素数としては、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、上限として好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下である。
 脂環基としては、複数の脂環を含むものも挙げられ、例えばビシクロヘキシルのような結合多脂環構造;ヘキサヒドロナフタレン、オクタヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン等の2以上の脂環が縮合した構造;ノルボルナン、ノルボルネン、アダマンタン、トリシクロデカン、ピネンのような橋かけ環式構造;等の基本構造から1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基も好ましく挙げられる。これらの他、脂環内に二重結合を有する基本構造として、ペンタレン、アズレン等の基本構造も挙げられる。
 さらに、上記の単数の脂環の基本構造、複数の脂環の基本構造、及び後述する芳香族環の基本構造のいずれかが結合、縮合した構造も、基本構造として好ましく挙げられる。
 脂環基の上記基本構造から除く1つの水素原子について、当該1つの水素原子は脂環の水素原子であってもよいし、脂環に接続するアルキル基等の置換基(置換基については後述する。)の水素原子であってもよい。
 脂環基の基本構造としては、上記の例示した脂環基において、炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等のヘテロ原子に置換された、複素環を有するものであってもよい。
 また、脂環基の基本構造の例示はあくまで代表的に好ましいものを例示したものであり、これらに限られるものではない。例えば、上記基本構造に基づく脂環基に、後述する芳香族基、複素環基が結合したもの、また縮合したものも含まれ得る。
 上記の例示した脂環基、また基本構造において、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、アミノ基、また上記脂肪族基等の置換基で置換されたものであってもよい。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 2価の脂環基としては、上記1価の脂環基において、1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基が挙げられる。ここで、当該1つの水素原子としては、脂環の水素原子であってもよいし、脂環に接続するアルキル基等の置換基の水素原子であってもよい。
(芳香族基)
 1価の芳香族基としては、上記一般式(1B)のX1Bの芳香族基として説明したものと同様の基が挙げられる。例えば、ベンゼン、トルエン、スチレン等の単環芳香族化合物;複数の芳香環が結合した、ビフェニル、ジフェニルメタン(ベンジルベンゼン)、ジフェニルエタン(ビベンジル)、メチリジントリスフェノール、トリフェニルシクロヘキサン等の結合多環芳香族化合物;複数の芳香環が縮合した、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、トリフェニレン、テトラセン、ペンタセン等、また芳香環と脂環とが縮合した、インデン、インダセン、アセナフテン、ジヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン、ビフェニレン、フルオレン、フルオランテン等の縮合多環芳香族化合物;等の基本構造から1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基が好ましく挙げられる。
 芳香族基の上記基本構造から除く1つの水素原子について、当該1つの水素原子は芳香環(上記縮合多環等も含む。)の水素原子であってもよいし、芳香環(上記縮合多環等も含む。)に接続するアルキル基等の置換基(置換基については後述する。)の水素原子であってもよい。吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、芳香環(上記縮合多環等も含む。)に接続するアルキル基等の置換基の水素原子から1つの水素原子を除いた基が好ましい。
 芳香族基としては、上記の中でも、単環芳香族化合物を基本構造とする芳香族基が好ましく、フェニル基、メチルフェニル基、ビニルフェニル基等の芳香環の水素原子を1つ除いた部分を結合手として有する基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等の芳香環に接続するアルキル基の水素原子を1つ除いた部分を結合手として有する基;が好ましく挙げられ、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等の芳香環に接続するアルキル基の水素原子を1つ除いた部分を結合手として有する基がより好ましい。
 1価の芳香族基の炭素数としては、好ましくは6以上、より好ましくは7以上であり、上限として好ましくは36以下、より好ましくは24以下、更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下である。
 芳香族基の基本構造としては、上記の例示した基本構造において、芳香環(上記縮合多環等も含む。)の炭素原子が窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子等のヘテロ原子に置換された、複素環を有するものであってもよい。
 また、芳香族基の基本構造の例示はあくまで代表的に好ましいものを例示したものであり、これらに限られるものではない。例えば、上記基本構造に基づく芳香族基に、上記の脂環基、また後述する複素環基が結合したもの、また縮合したものも含まれ得る。
 上記の例示した基本構造において、芳香環(上記縮合多環等も含む。)の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、アミノ基、また上記脂肪族基等の置換基で置換されたものであってもよい。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 芳香環(上記縮合多環等も含む。)の水素原子の少なくとも一部が置換される場合、置換基としては上記の中でも脂肪族基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
 2価の芳香族基としては、上記1価の芳香族基において、1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基が挙げられる。ここで、当該1つの水素原子としては、芳香族環の水素原子であってもよいし、芳香族環に接続するアルキル基等の置換基の水素原子であってもよい。
(複素環基)
 1価の複素環基としては、オキセタン、テトラヒドロフラン、ジヒドロフラン、フラン、ジオキソラン、テトラヒドロピラン、ピラン等の飽和又は不飽和の単環の含酸素複素環式化合物;ピロリジン、ピロリン、イミダゾリジン、イミダゾリン、イミダゾール、ピペリジン、ピリジン、ピペラジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等の飽和又は不飽和の単環の含窒素複素環式化合物;チエタン、テトラヒドロチオフェン、チオフェン、チアン、チオピラン等の飽和又は不飽和の単環の含硫黄複素環式化合物;テトラヒドロオキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、スクシンイミド、モルフォリン、オキサジン等の飽和又は不飽和の単環の含酸素-窒素複素環式化合物;テトラヒドロチアゾール、チアゾール、チオモルフォリン、チアジン等の飽和又は不飽和の単環の含窒素-硫黄複素環式化合物;オキサチオラン、スルフォラン、チオキサン、ジオキソオキサチアン等の飽和の単環の含酸素-硫黄複素環式化合物;等の単環の複素環式化合物の基本構造から1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する単環の複素環基が挙げられる。
 また例えば、ベンゾフラン、オクタヒドロベンゾフラン、ベンゾピラン、ベンゾジオキサン、ジベンゾフラン、キサンテン、ジベンゾジオキシン等の飽和又は不飽和の縮合多環の含酸素複素環式化合物;インドリン、インドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、アザインドール、デカヒドロキノリン、キノリン、キノサリン、カルバゾール、アクリジン、フェナジン、アザアダマンタンの等の飽和又は不飽和の縮合多環の含窒素複素環式化合物;ベンゾチオフェン、ベンゾチオピラン、ドデカヒドロジベンゾチオフェン、ヘキサヒドロジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン等の飽和又は不飽和の縮合多環の含硫黄複素環式化合物;フロピロール、ベンゾオキサゾール、ベンゾオキサジン、ジヒドロベンゾオキサジンフェノキサジン等の縮合多環の含酸素-窒素複素環式化合物;ベンゾチアゾール、ベンゾチアジアゾール、フェノチアジン等の縮合多環の含窒素-硫黄複素環式化合物;フェニルチオクロメンオン、フェノキサチイン等の結合多環又は縮合多環の含酸素-硫黄複素環式化合物;等の多環の複素環式化合物の基本構造から1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する多環の複素環基が挙げられる。
 1価の複素環基の炭素数としては、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、上限として好ましくは36以下、より好ましくは24以下、更に好ましくは18以下である。
 多環の複素環式化合物として、縮合多環のものを中心に例示しているが、あくまで代表的に好ましいものを例示したものであり、例えば結合多環の複素環式化合物が基本構造として含まれることはいうまでもない。また、上記複素環基に、例えば上記の脂環基、芳香族基が結合したもの、また縮合したものも含まれ得る。
 複素環基の上記基本構造から除く1つの水素原子について、当該1つの水素原子は複素環式環の水素原子であってもよいし、複素環式環に接続するアルキル基等の置換基(置換基については後述する。)の水素原子であってもよい。
 上記の例示した基本構造において、複素環基の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子等のハロゲン原子、水酸基、アミノ基、また上記脂肪族基等の置換基で置換されたものであってもよい。この場合、脂肪族基としてはアルキル基、アルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましく、炭素数としては好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは6以下、より更に好ましくは4以下である。
 2価の複素環基としては、上記1価の複素環基において、1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基が挙げられる。ここで、当該1つの水素原子としては、複素環基の水素原子であってもよいし、複素環基に接続するアルキル基等の置換基の水素原子であってもよい。
 X11Dは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示す。吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、X11Dは酸素原子、単結合が好ましい。
 n11Dは0又は1を示し、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、0であることが好ましい。
 上記一般式(1D)におけるR11D、R12D、X11D、n11Dについて好ましい組合せとしては、X11Dが単結合である場合、R11Dは単結合であり、R12Dは脂肪族基であり、n11Dは0であることが好ましく、R12Dの脂肪族基としてはアルキル基が好ましく、アルキル基の炭素数は、既述のとおりである
 このような化合物(D)としては、代表的には、ヘプタナール(一般式(1D)において、R11D及びX11Dが単結合であり、n11Dが0であり、R12Dがヘキシル基である。)、ウンデカナール(一般式(1D)において、R11D及びX11Dが単結合であり、n11Dが0であり、R12Dがデシル基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 また、上記一般式(1D)におけるR11D、R12D、X11D、n11Dについて好ましい組合せとしては、X11Dが酸素原子である場合、R11Dは脂肪族基であり、R12Dは芳香族基であり、n11Dは0であることが好ましく、R11Dの脂肪族基としてはアルキル基が好ましく、アルキル基の炭素数は、既述のとおりである。R12Dの芳香族基としては、単環芳香族化合物を基本構造とする芳香族基が好ましく、芳香環に、脂肪族基(好ましくはアルキル基)が接続し、当該脂肪族基(好ましくはアルキル基)の水素原子を1つ除いた部分を結合手として有する基がより好ましく、中でもベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基が好ましく、ベンジル基がより好ましい。
 このような化合物(D)としては、代表的には、ベンジルオキシアセトアルデヒド(一般式(D)において、X11Dが酸素原子であり、R11がメチレン基であり、n11Dが0であり、R12Dがベンジル基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(D)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
(化合物(E))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(E)は、2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物である。化合物(E)としては、下記一般式(1E)で示される化合物が好ましく挙げられる。化合物(E)が、2以上のアセチル基を有しており、さらに2以上のアセチル基を下記一般式(1E)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 一般式(1E)中、R11E及びR12Eは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Eは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示す。
 R11E及びR12Eの有機基は、2価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、2価の脂肪族基が好ましい。2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 上記一般式(1E)におけるR11E、R12E、X11Eについて好ましい組合せとしては、R11E及びR12Eのいずれか一方が脂肪族基であり、他方が単結合であり、X11Eは単結合であることが好ましく、R11E及びR12Eのいずれか一方の脂肪族基としてはアルカンジイル基が好ましい。
 アルカンジイル基の炭素数は、上記R11D及びR12Dの2価の脂肪族基の炭素数として説明した内容、すなわち好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは3以下である。
 X11Eは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示す。吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、X11Eは単結合が好ましい。
 このような化合物(E)としては、代表的には、アセチルアセトン(一般式(1E)において、R11E及びX11Eが単結合であり、R12Eがメチレン基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(E)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
(化合物(F))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(F)は、2つ以上の-CHX(Xは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2である。化合物(F)の有機ハロゲン化物2は、2つ以上の-CHX(Xは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有しており、さらに2つ以上の-CHX(Xは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを、下記一般式(1F)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 一般式(1F)中、R11Fは有機基又は単結合を示し、X11F及びX12Fは各々独立にフッ素原子又は臭素原子を示す。
 R11Fの有機基は、2価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、2価の脂肪族基が好ましい。
 2価の脂肪族基としては、上記R11D及びR12Dの2価の脂肪族基と同じく、上記1価の脂肪族基において、1つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基、すなわちアルカンジイル基、アルケンジイル基、アルキンジイル基が挙げられる。吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、アルカンジイル基、アルケンジイル基が好ましく、アルカンジイル基がより好ましい。
 2価の脂肪族基の炭素数は、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下である。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 また、R11Fの有機基となり得る2価の脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基における脂環基、芳香族基及び複素環基として説明したものと同じである。
 R11Fは上記有機基であってもよいし、単結合であってもよいが、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、上記有機基であることが好ましい。
 X11F及びX12Fは各々独立にフッ素原子又は臭素原子を示し、X11F及びX12Fは同じでも異なっていてもよく、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、同じであることが好ましい。
 また、フッ素原子、臭素原子のいずれであってもよいが、これと同様の観点から、臭素原子が好ましい。
 このような化合物(F)としては、代表的には、1,3-ジブロモプロパン(一般式(3)において、R11Fがメチレン基、X11F及びX12Fが臭素原子である。)、1,4-ジブロモブタン(一般式(1F)において、R11Fがメチレン基、X11F及びX12Fが臭素原子である。)、1,6-ジブロモヘキサン(一般式(1F)において、R11Fが1,4-ブタンジイル基、X11F及びX12Fが臭素原子である。)、1,10-ジブロモデカン(一般式(3)において、R11Fが1,8-オクタンジイル基、X11F及びX12Fが臭素原子である。)等のジブロモアルカンが好ましく挙げられる。これらの化合物のように、両末端の炭素原子にハロゲン原子として臭素原子が一つ結合した、ジハロゲン化アルキルが特に好ましい。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(F)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
(化合物(G))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(G)は、チオール化合物である。化合物(G)のチオール化合物は、チオール基を有する化合物であり、チオール基を、下記一般式(1G)及び(2G)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。すなわち、化合物(G)が、下記一般式(1G)及び(2G)で示される各々チオール化合物1及びチオール化合物2であると、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 一般式(1G)中、R11G、R12G及びR13Gは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Gは水素原子又はチオール基を示し、n11Gは0~3の整数を示す。ただし、R11G、R12G及びR13Gの少なくとも一つは有機基である。
 一般式(2G)中、R21G、R22G及びR23Gは各々独立に有機基を示す。n21G、n22Gは0~3の整数を示し、n21G及びn22Gはn21G+n22G=3を満たす。ただし、R21G、R22G及びR23Gの少なくとも一つは有機基である。
 一般式(1G)におけるR11G、R12G及びR13Gの有機基は、2価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、2価の脂肪族基が好ましい。
 R11G及びR13Gの2価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは24以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは12以下である。
 これと同様の観点から、R12Gの2価の脂肪族基の炭素数は、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは8以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。また、複数のR12Gが存在する場合(n11Gが2~3の整数である場合)、複数のR12Gは同じでも異なっていてもよく、同じであることが好ましい。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 また、R11G、R12G及びR13Gの有機基となり得る2価の脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基における脂環基、芳香族基及び複素環基として説明したものと同じである。
 R11G、R12G及びR13Gは上記単結合であってもよいが、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、少なくとも一つは上記の有機基であることが好ましい。
 X11Gは水素原子又はチオール基を示し、いずれであってもよく、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、水素原子であることが好ましい。すなわち、化合物(G)のチオール化合物は、チオール基を1つ有するモノチオール化合物であってもよいし、チオール基を2つ有するジチオール化合物であってもよく、モノチオール化合物が好ましい。
 また、n11Gは0~3の整数を示し、これと同様の観点から、0、1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
 一般式(2G)におけるR21Gの有機基は、2価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、2価の脂肪族基、芳香族基が好ましく、2価の芳香族基がより好ましい。2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R21Gの2価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下である。
 また、一般式(2G)について、R22G及びR23Gは1価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、1価の脂肪族基が好ましい。1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R22G及びR23Gの1価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上であり、上限として好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは4以下、より更に好ましくは2以下である。
 また、複数のR22G又はR23Gが存在する場合(n21Gが1又は2の整数である場合)、複数のR22G又はR23Gは同じでも異なっていてもよく、同じであることが好ましい。
 R21G、R22G及びR23Gの脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 また、R21G、R22G及びR23Gの有機基となり得る1価又は2価の脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基における脂環基、芳香族基及び複素環基として説明したものと同じである。
 このような化合物(G)として、上記一般式(1G)で示されるチオール化合物1として代表的には、1-ドデカンチオール(一般式(1G)において、R11Gが単結合、n11Gが0、R13Gが1,12-ドデカンジイル基であり、X11Gが水素原子である。)、1,10-デカンジチオール(一般式(1G)において、R11Gが単結合、n11Gが0、R13Gが1,10-デカンジイル基であり、X11Gがチオール基である。)が好ましく挙げられる。また、上記一般式(2G)で示されるチオール化合物2として代表的には、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(一般式(2G)において、R21Gが1,3-プロパンジイル基、R23Gがメチル基であり、n21Gが0、n22Gが3である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(G)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができ、上記一般式(1G)で示される化合物及び一般式(2G)で示される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物を用いることができる。例えば、上記一般式(1G)で示される化合物を単独で用いてもよいし、上記一般式(1G)で示される化合物の二種を組み合わせて用いてもよく、上記一般式(2G)で示される化合物も同様である。また、例えば上記一般式(1G)で示される化合物を単独又は複数種と一般式(2G)で示される化合物を単独又は複数種とを組み合わせて用いてもよい。
(化合物(H))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(H)は、金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)である。化合物(H)は、金属原子を含有しないリン化合物であればよく、ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。すなわち、化合物(H)には、リン原子に酸素を介して炭化水素基が結合する、例えばリン原子にアルコキシ基、あるいはエーテル結合を介して各種有機基等が結合するような化合物は含まれない。
 化合物(H)は、金属原子を含有せず、かつリン原子を含有する化合物であり、リン原子を、下記一般式(1H)~(3H)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。すなわち、化合物(H)としては、下記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1H、下記一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2H及び下記一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hが好ましく挙げられる。本実施形態の改質硫化物固体電解質において、化合物(H)としては、これら一般式で示される金属非含有リン化合物を単独で、又は複数種を組合せて用いることができる(例えば、下記一般式(1H)で示される化合物の複数種を組合せて用いることができる。)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 一般式(1H)中、R11H、R12H及びR13Hは各々独立に有機基を示す。
 一般式(2H)中、R21H、R22H及びR23Hは各々独立に有機基を示す。
 一般式(3H)中、R31H、R32H、R35H及びR36Hは各々独立に有機基を示す。R33H及びR34Hは、各々独立に単結合又は有機基を示し、X31Hは単結合又は酸素原子を示す。また、R33H及びR34Hの少なくとも一つは有機基であり、R33HとR34Hとは互いに結合して縮合環を形成してもよい。
(金属非含有リン化合物1H)
 金属非含有リン化合物1Hは、上記一般式(1H)で示される化合物である。
 一般式(1H)中、R11H、R12H及びR13Hは各々独立に有機基を示す。
 R11H、R12H及びR13Hの有機基は、1価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、1価の脂肪族基が好ましい。1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R11H、R12H及びR13Hの1価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、上限として好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下である。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 また、R11H、R12H及びR13Hの有機基となり得る1価の脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基における脂環基、芳香族基及び複素環基として説明したものと同じである。
 また、R11H、R12H及びR13Hは、酸素原子を有する有機基であってもよく、例えば酸素原子を介して、上記1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基、複素環基から選択される基を有する基であってもよい。この場合、酸素原子を介して有する1価の有機基としては、酸素原子と脂肪族基とを有する基が好ましい。
 このような一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1Hとしては、代表的には、トリ-n-オクチルホスフィンオキシド(一般式(1H)において、R11H、R12H及びR13Hが1-オクチル基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
(金属非含有リン化合物2H)
 金属非含有リン化合物2Hは、上記一般式(2H)で示される化合物である。
 一般式(2H)中、R21H、R22H及びR23Hは各々独立に有機基を示す。
 R21H、R22H及びR23Hの有機基は、1価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、1価の脂肪族基、芳香族基が好ましい。1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R21H、R22H及びR23Hの1価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、上限として好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下である。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 R21H、R22H及びR23Hの1価の芳香族基としては、上記R11D及びR12Dの芳香族基として説明した芳香族基のうち、単環芳香族化合物を基本構造とする芳香族基が好ましく、中でもフェニル基が好ましい。
 また、R21H、R22H及びR23Hは、酸素原子を有する有機基であってもよく、例えば酸素原子を介して、上記1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基、複素環基から選択される基を有する基であってもよい。この場合、酸素原子を介して有する1価の有機基としては、酸素原子と脂肪族基とを有する基が好ましい。
 このような一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2Hとしては、代表的には、トリ-n-オクチルホスフィン(一般式(2H)において、R21H、R22H及びR23Hが1-オクチル基である。)、トリフェニルホスフィン(一般式(2H)において、R21H、R22H及びR23Hがフェニル基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
(金属非含有リン化合物3H)
 金属非含有リン化合物3Hは、上記一般式(3H)で示される化合物である。
 一般式(3H)中、R31H、R32H、R35H及びR36Hは各々独立に有機基を示す。R33H及びR34Hは、各々独立に単結合又は有機基を示し、X31Hは単結合又は酸素原子を示す。また、R33H及びR34Hの少なくとも一つは有機基であり、R33HとR34Hとは互いに結合して縮合環を形成してもよい。
 R31H、R32H、R35H及びR36Hの有機基は、1価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、1価の脂肪族基、芳香族基が好ましく、1価の芳香族基がより好ましい。1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R31H、R32H、R35H及びR36Hの1価の芳香族基としては、上記R11D及びR12Dの芳香族基として説明した芳香族基のうち、単環芳香族化合物を基本構造とする芳香族基が好ましく、中でもフェニル基が好ましい。
 また、R31H、R32H、R35H及びR36Hは、酸素原子を有する有機基であってもよく、例えば酸素原子を介して、上記1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基、複素環基から選択される基を有する基であってもよい。この場合、酸素原子を介して有する1価の有機基としては、酸素原子と脂肪族基とを有する基、酸素原子と芳香族基とを有する基が好ましい。
 R33H及びR34Hの有機基は、2価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、2価の脂肪族基、芳香族基が好ましく、2価の芳香族基がより好ましい。2価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R33H及びR34Hの2価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、上限として好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下である。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 R33H及びR34Hの2価の芳香族基としては、上記R11D及びR12Dの芳香族基として説明した芳香族基のうち、2価の芳香族基を採用することができ、上記の単環芳香族化合物、結合多環芳香族化合物、縮合多環芳香族化合物の基本構造から2つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基から採用すればよく、好ましくは上記の単環芳香族化合物、縮合多環芳香族化合物の基本構造から2つの水素原子を除いた部分を結合手として有する基である。
 R33H及びR34Hの少なくとも一つは有機基である。
 R33H及びR34Hとは互いに結合して縮合環を形成してもよい。この場合は、X31Hは単結合となる。この場合の縮合環としては、上記R11D及びR12Dの脂環基、芳香族基及び複素環基において説明した、縮合環が挙げられる。
 また、X31Hが酸素原子の場合、R33HとX31HとR34Hとは互いに結合して縮合環を形成してもよい。この場合の縮合環としては、上記R11D及びR12Dの複素環基において説明した、酸素を含む縮合多環の複素環式化合物が挙げられる。
 このような一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hとしては、代表的には、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(一般式(3H)において、R31H、R32H、R35H及びR36Hがフェニル基であり、R33Hが1,4-ブタンジイル基であり、R34H及びX31Hが単結合である。)、ビス〔(2-ジフェニルホスフィノ)フェニル〕エーテル(一般式(3H)において、R31H、R32H、R35H及びR36Hがフェニル基であり、R33H及びR34Hがベンゼンジイル基であり、X31Hが酸素原子である。)、4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)-9,9-ジメチルキサンテン(一般式(3H)において、R31H、R32H、R35H及びR36Hがフェニル基であり、R33H及びがキサンテン-4,5-ジイル基、R34H及びX31Hが単結合である。また、R33Hがジヒドロベンゾピラン基であり、R34Hがフェニル基であり、R33HとR34Hとが互いに縮合してキサンテン-4,5-ジイル基を形成しているともいえる。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(H)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができ、上記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1H、一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2H及び一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hから選ばれる少なくとも一種の金属非含有リン化合物を用いることができる。例えば、上記一般式(1H)で示される化合物を単独で用いてもよいし、上記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1Hの二種を組み合わせて用いてもよく、上記一般式(2H)、(3H)で示される金属非含有リン化合物2H、3Hも同様である。また、例えば上記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1Hを単独又は複数種と一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2Hを単独又は複数種とを組み合わせて用いてもよく、一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2Hと一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hとについて、また一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1Hと一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hとについても同様である。
 化合物(H)の分子量は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下、更に好ましくは1500以下、より更に好ましくは1000以下である。
(化合物(I))
 本実施形態の改質硫化物固体電解質で用いられる化合物(I)は、金属非含有ホウ素化合物である。化合物(I)は、金属を含有しないホウ素化合物であればよい化合物である。化合物(I)の金属非含有ホウ素化合物は、金属原子を含有せず、かつホウ素原子を含有する化合物であり、ホウ素原子を、下記一般式(1I)で示されるように有することで、硫化物固体電解質に付着しやすくなるので、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られやすくなり、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。すなわち、化合物(I)としては、下記一般式(1I)で示される金属非含有ホウ素化合物が好ましく挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 一般式(1I)中、R11I、R12I及びR13Iは各々独立に有機基を示す。
 R11I、R12I及びR13Iの有機基は、1価の有機基であり、上記R11D及びR12Dの有機基として説明した有機基のうち、1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基が挙げられ、1価の脂肪族基が好ましい。1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基及び複素環基については、上記R11D及びR12Dの有機基として説明したものと同じである。
 R11I、R12I及びR13Iの1価の脂肪族基の炭素数は、吸油量を低減させて、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは4以上、より更に好ましくは6以上であり、上限として好ましくは28以下、より好ましくは24以下、更に好ましくは20以下であり、より更に好ましくは18以下である。
 脂肪族基は、直鎖状でも、分岐状でもよいが、直鎖状であることが好ましい。その他については、上記R11D及びR12Dの脂肪族基と同様である。
 また、R11I、R12I及びR13Iは、酸素原子を有する有機基であることも好ましい。酸素原子を介する有機基としては、例えば酸素原子を介して、上記1価の脂肪族基、脂環基、芳香族基、複素環基から選択される基を有する基が挙げられる。この場合、酸素原子を介して有する1価の有機基としては、酸素原子と脂肪族基とを有する基が好ましく、特に酸素原子とアルキル基とを有する基、すなわちアルコキシ基が好ましい。脂肪族基の炭素数は、上記R11I、R12I及びR13Iの1価の脂肪族基の好ましい炭素数と同じである。
 このような一般式(1I)で示される化合物(I)としては、代表的には、ホウ酸トリn-オクチル(一般式(1I)において、R11I、R12I及びR13Iがオクチルオキシ基である。)、ホウ酸トリn-オクタデシル(一般式(1I)において、R11I、R12I及びR13Iがオクタデシルオキシ基である。)が好ましく挙げられる。なお、これに準ずる構造を有する化合物も同様の効果が得られることはいうまでもない。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質においては、上記化合物(I)を単独で、又は複数種を組み合わせて用いることができる。
(化合物(A)~(I)の含有量等)
 本実施形態の改質硫化物固体電解質に含まれる、上記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物の含有量は、使用する化合物の種類によってかわり得るため一概にはいえないものの、硫化物固体電解質100質量部に対して、好ましくは0.03質量部以上、より好ましくは0.05質量部、更に好ましくは0.1質量部以上、より更に好ましくは0.5質量部であり、上限として好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、ペーストとして塗工する際の塗工適性を効率よく向上させることができ、かつより効率的に優れた電池性能が得られる。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質において用いられる化合物(A)~(I)について、これらの化合物から選ばれる少なくとも二種の化合物を用いれば、吸油量が低減し、優れた塗工適性が得られ、かつ効率的に優れた電池性能が得られる。
 これらの化合物(A)~(I)の中でも、既述のように化合物(B)は、上記化合物(A)~(I)の中でも、耐酸化性の向上に対してより優れた効果を有する化合物であり、他の化合物(A)及び(C)~(I)は吸油性の低減に対してより優れた効果を有する化合物である。よって、吸油性の低減により塗工適性を向上させて、固体電解質の密度の向上により電池性能を向上させるとともに、電池性能の一つである耐酸化性という性能の向上させるため、耐酸化性の向上に優れる化合物と、吸油性の低減に優れる化合物と、を組合せて用いることが好ましい。より具体的には、化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、化合物(A)及び(C)~(I)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を組合せて用いることが好ましく、更に化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、化合物(A)、(C)及び(F)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を組合せて用いることがより好ましい。
 耐酸化性の向上に優れる化合物(以下、「化合物α」とも称する。)と、吸油性の低減に優れる化合物(以下、「化合物β」とも称する。)と、を組合せて用いる場合、化合物α及びβの合計量に対する化合物βの割合としては、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは35質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、上限として好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。吸油性の低減と、耐酸化性の向上と、のバランスをより高いレベルで両立しやすくなる。
 上記化合物(A)~(I)について、特に分子量についての記載を行っていない化合物(具体的には化合物(B)~(G)及び(I)が該当し、化合物(B)については数平均分子量を説明しているエポキシ化合物1Bを除く。)は、上記化合物(H)と同様に、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、所定の分子量を有する化合物であることが好ましい。具体的には、これらの化合物について、優れた塗工適性が得られやすく、かつより効率的に優れた電池性能を得る観点から、その分子量は、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下、更に好ましくは1500以下、より更に好ましくは1000以下である。
 改質硫化物固体電解質に含まれる化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも一の化合物の全量に対する、化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも一の化合物であって、その分子量が3000以下である化合物の含有量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、更に好ましくは99質量%以上であり、より更に好ましくは100質量%、すなわちその全量が数平均分子量が3000以下である化合物であることがより更に好ましい。
 逆に、改質硫化物固体電解質に含まれる化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも一の化合物の全量に対する、化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも一の化合物であって、その分子量が3000超である化合物の含有量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは1質量%以下であり、より更に好ましくは0質量%、すなわちその分子量が3000超である化合物は含まれないことがより更に好ましい。
(硫化物固体電解質の製造)
 次に、本実施形態の改質硫化物固体電解質を形成する硫化物固体電解質について説明する。本実施形態で用いられ得る硫化物固体電解質は、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含み、BET比表面積が10m/g以上のものであれば特に制限なく用いることが可能であり、市販品をそのまま用いることもできるし、製造して用いることもできる。
 本実施形態において用いられ得る硫化物固体電解質を製造して用いる場合について、その製造方法を説明する。本実施形態において用いられ得る硫化物固体電解質は、例えば、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子の少なくとも一の原子を含む化合物から選ばれる二種以上の原料を混合することを含む、製造方法により得られる。
(原料)
 原料としては、リチウム原子、硫黄原子、リン原子、ハロゲン原子の少なくとも一つの原子を含む化合物から選ばれる二種以上の化合物を採用し得る。
 原料として用い得る化合物は、リチウム原子、硫黄原子、リン原子、ハロゲン原子の少なくとも一つの原子を含むものであり、より具体的には、硫化リチウム;フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム;ヨウ化ナトリウム、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム等のハロゲン化ナトリウムなどのハロゲン化アルカリ金属;三硫化二リン(P)、五硫化二リン(P)等の硫化リン;各種フッ化リン(PF、PF)、各種塩化リン(PCl、PCl、PCl)、各種臭化リン(PBr、PBr)、各種ヨウ化リン(PI、P)等のハロゲン化リン;フッ化チオホスホリル(PSF)、塩化チオホスホリル(PSCl)、臭化チオホスホリル(PSBr)、ヨウ化チオホスホリル(PSI)、二塩化フッ化チオホスホリル(PSClF)、二臭化フッ化チオホスホリル(PSBrF)等のハロゲン化チオホスホリル;などの上記四種の原子から選ばれる少なくとも二種の原子からなる原料、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等のハロゲン単体、好ましくは臭素(Br)、ヨウ素(I)が代表的に挙げられる。
 上記以外の原料として用い得る化合物としては、例えば、上記四種の原子から選ばれる少なくとも一種の原子を含み、かつ該四種の原子以外の原子を含む化合物、より具体的には、酸化リチウム、水酸化リチウム、炭酸リチウム等のリチウム化合物;硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム等の硫化アルカリ金属;硫化ケイ素、硫化ゲルマニウム、硫化ホウ素、硫化ガリウム、硫化スズ(SnS、SnS)、硫化アルミニウム、硫化亜鉛等の硫化金属;リン酸ナトリウム、リン酸リチウム等のリン酸化合物;ハロゲン化アルミニウム、ハロゲン化ケイ素、ハロゲン化ゲルマニウム、ハロゲン化ヒ素、ハロゲン化セレン、ハロゲン化スズ、ハロゲン化アンチモン、ハロゲン化テルル、ハロゲン化ビスマス等のハロゲン化金属;オキシ塩化リン(POCl)、オキシ臭化リン(POBr)等のオキシハロゲン化リン;などが挙げられる。
 本実施形態においては、より容易に高いイオン伝導度を有する硫化物固体電解質を得る観点から、ハロゲン原子の中でも塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子がより好ましい。また、これらの原子は単独で、又は複数種を組み合わせて用いてもよい。すなわち、ハロゲン化リチウムを例にとると、臭化リチウムを単独で用いてもよいし、ヨウ化リチウムを単独で用いてもよいし、臭化リチウムとヨウ化リチウムとを組み合わせて用いてもよい。
 また、同様の観点から、原料に用い得る化合物としては、上記の中でも、硫化リチウム;三硫化二リン(P)、五硫化二リン(P)等の硫化リン;フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等のハロゲン単体;フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム;が好ましく、硫化リンの中でも五硫化二リンが好ましく、ハロゲン単体の中でも塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)が好ましく、ハロゲン化リチウムの中でも塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウムが好ましい。
 原料に用い得る化合物の組合せとしては、例えば、硫化リチウム、五硫化二リン及びハロゲン化リチウムの組合せ、硫化リチウム、五硫化二リン及びハロゲン単体の組合せが好ましく、ハロゲン化リチウムとしては臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化リチウムが好ましく、ハロゲン単体としては塩素、臭素及びヨウ素が好ましい。
 本実施形態でリチウム原子を含む化合物として硫化リチウムが用いられる場合、硫化リチウムは粒子であることが好ましい。
 硫化リチウム粒子の平均粒径(D50)は、10μm以上2000μm以下であることが好ましく、30μm以上1500μm以下であることがより好ましく、50μm以上1000μm以下であることがさらに好ましい。本明細書において、平均粒径(D50)は、粒子径分布積算曲線を描いた時に粒子径の最も小さい粒子から順次積算して全体の50%に達するところの粒子径であり、体積分布は、例えば、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる平均粒径のことである。また、上記の原料として例示したもののうち固体の原料については、上記硫化リチウム粒子と同じ程度の平均粒径を有するものが好ましい、すなわち上記硫化リチウム粒子の平均粒径と同じ範囲内にあるものが好ましい。
 原料として、硫化リチウム、五硫化二リン及びハロゲン化リチウムを用いる場合、硫化リチウム及び五硫化二リンの合計に対する硫化リチウムの割合は、より高い化学的安定性を得る観点、またPS分率を向上させてた高いイオン伝導度を得る観点から、好ましくは60mol%以上、より好ましくは65mol%以上、更に好ましくは68mol%以上であり、上限として好ましくは80mol%以下、より好ましくは78mol%以下、更に好ましくは76mol%以下である。
 硫化リチウム、五硫化二リン、ハロゲン化リチウム、必要に応じて用いられる他の原料を用いる場合の、これらの合計に対する硫化リチウム及び五硫化二リンの含有量は、好ましくは60mol%以上、より好ましくは65mol%以上、更に好ましくは70mol%以上であり、上限として好ましくは100mol%以下、より好ましくは90mol%以下、更に好ましくは80mol%以下である。
 また、ハロゲン化リチウムとして、臭化リチウムとヨウ化リチウムとを組合せて用いる場合、PS分率を向上させて、また高いイオン伝導度を得る観点から、臭化リチウム及びヨウ化リチウムの合計に対する臭化リチウムの割合は、好ましくは1mol%以上、より好ましくは20mol%以上、更に好ましくは40mol%以上、より更に好ましくは50mol%以上であり、上限として好ましくは99mol%以下、より好ましくは90mol%以下、更に好ましくは80mol%以下、より更に好ましくは70mol%以下である。
 原料としてハロゲン単体を用いる場合であって、硫化リチウム、五硫化二リンを用いる場合、ハロゲン単体のモル数と同モル数の硫化リチウムを除いた硫化リチウム及び五硫化二リンの合計モル数に対する、ハロゲン単体のモル数と同モル数の硫化リチウムとを除いた硫化リチウムのモル数の割合は、60~90%の範囲内であることが好ましく、65~85%の範囲内であることがより好ましく、68~82%の範囲内であることが更に好ましく、72~78%の範囲内であることが更により好ましく、73~77%の範囲内であることが特に好ましい。これらの割合であれば、より高いイオン伝導度が得られるからである。また、これと同様の観点から、硫化リチウムと五硫化二リンとハロゲン単体とを用いる場合、硫化リチウムと五硫化二リンとハロゲン単体との合計量に対するハロゲン単体の含有量は、1~50mol%が好ましく、2~40mol%がより好ましく、3~25mol%が更に好ましく、3~15mol%が更により好ましい。
 硫化リチウムと五硫化二リンとハロゲン単体とハロゲン化リチウムとを用いる場合には、これらの合計量に対するハロゲン単体の含有量(αmol%)、及びハロゲン化リチウムの含有量(βmol%)は、下記式(1)を満たすことが好ましく、下記式(2)を満たすことがより好ましく、下記式(3)を満たすことが更に好ましく、下記式(4)を満たすことが更により好ましい。
   2≦2α+β≦100…(1)
   4≦2α+β≦80 …(2)
   6≦2α+β≦50 …(3)
   6≦2α+β≦30 …(4)
(混合)
 リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子の少なくとも一つの原子を含む化合物から選ばれる二種以上の原料を混合は、例えば当該原料を混合機を用いて行うことができる。また、撹拌機、粉砕機等を用いて行うこともできる。
 撹拌機を用いても原料の混合は起こり得るし、粉砕機を用いると原料の粉砕が生じることとなるが、同時に混合も生じるからである。すなわち、本実施形態で用いられる硫化物固体電解質は、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子の少なくとも一つの原子を含む化合物から選ばれる二種以上の原料を、撹拌、混合、粉砕、又はこれらのいずれかを組合せた処理により行うことができる、ともいえる。
 撹拌機、混合機としては、例えば反応槽内に撹拌翼を備えて撹拌(撹拌による混合、撹拌混合とも称し得る。)ができる機械撹拌式混合機が挙げられる。機械撹拌式混合機としては、高速撹拌型混合機、双腕型混合機等が挙げられる。また、高速撹拌型混合機としては、垂直軸回転型混合機、水平軸回転型混合機等が挙げられ、どちらのタイプの混合機を用いてもよい。
 機械撹拌式混合機において用いられる撹拌翼の形状としては、ブレード型、アーム型、アンカー型、パドル型、フルゾーン型、リボン型、多段ブレード型、二連アーム型、ショベル型、二軸羽型、フラット羽根型、C型羽根型等が挙げられ、より効率的に原料の反応を促進させる観点から、ショベル型、フラット羽根型、C型羽根型、アンカー型、パドル型、フルゾーン型等が好ましく、アンカー型、パドル型、フルゾーン型がより好ましい。
 機械撹拌式混合機を用いる場合、撹拌翼の回転数は、反応槽内の流体の容量、温度、撹拌翼の形状等に応じて適宜調整すればよく特に制限はないが、通常5rpm以上400rpm以下程度とすればよく、より効率的に原料の反応を促進させる観点から、10rpm以上300rpm以下が好ましく、15rpm以上250rpm以下がより好ましく、20rpm以上200rpm以下が更に好ましい。
 混合機を用いて混合する際の温度条件としては、特に制限はなく、例えば通常-30~120℃、好ましくは-10~100℃、より好ましくは0~80℃、更に好ましくは10~60℃である。また混合時間は、通常0.1~500時間、原料の分散状態をより均一とし、反応を促進させる観点から、好ましくは1~450時間、より好ましくは10~425時間、更に好ましくは20~400時間、より更に好ましくは40~375時間である。
 粉砕機を用いて、粉砕を伴う混合を行う方法は、従来より固相法(メカニカルミリング法)として採用されてきた方法である。粉砕機としては、例えば、粉砕媒体を用いた媒体式粉砕機を用いることができる。
 媒体式粉砕機は、容器駆動式粉砕機、媒体撹拌式粉砕機に大別される。容器駆動式粉砕機としては、撹拌槽、粉砕槽、あるいはこれらを組合せたボールミル、ビーズミル等が挙げられる。また、媒体撹拌式粉砕機としては、カッターミル、ハンマーミル、ピンミル等の衝撃式粉砕機;タワーミルなどの塔型粉砕機;アトライター、アクアマイザー、サンドグラインダー等の撹拌槽型粉砕機;ビスコミル、パールミル等の流通槽型粉砕機;流通管型粉砕機;コボールミル等のアニュラー型粉砕機;連続式のダイナミック型粉砕機;一軸又は多軸混練機などの各種粉砕機が挙げられる。中でも、得られる硫化物の粒径の調整のしやすさ等を考慮すると、容器駆動式粉砕機として例示したボールミル、ビーズミルが好ましく、中でも遊星型のものが好ましい。
 これらの粉砕機は、所望の規模等に応じて適宜選択することができ、比較的小規模であれば、ボールミル、ビーズミル等の容器駆動式粉砕機を用いることができ、また大規模、又は量産化の場合には、他の形式の粉砕機を用いてもよい。
 また、後述するように、混合の際に溶媒等の液体を伴う液状態、又はスラリー状態である場合は、湿式粉砕に対応できる湿式粉砕機であることが好ましい。
 湿式粉砕機としては、湿式ビーズミル、湿式ボールミル、湿式振動ミル等が代表的に挙げられ、粉砕操作の条件を自由に調整でき、より小さい粒径のものに対応しやすい点で、ビーズを粉砕メディアとして用いる湿式ビーズミルが好ましい。また、乾式ビーズミル、乾式ボールミル、乾式振動ミル等の乾式媒体式粉砕機、ジェットミル等の乾式非媒体粉砕機等の乾式粉砕機を用いることもできる。
 また、混合の対象物が液状態、スラリー状態である場合、必要に応じて循環させる循環運転が可能である、流通式の粉砕機を用いることもできる。具体的には、スラリーを粉砕する粉砕機(粉砕混合機)と、温度保持槽(反応容器)との間で循環させるような形態の粉砕機が挙げられる。
 上記ボールミル、ビーズミルで用いられるビーズ、ボールのサイズは、所望の粒径、処理量等に応じて適宜選択すればよく、例えばビーズの直径として、通常0.05mmφ以上、好ましくは0.1mmφ以上、より好ましくは0.3mmφ以上、上限として通常5.0mmφ以下、好ましくは3.0mmφ以下、より好ましくは2.0mmφ以下である。またボールの直径として、通常2.0mmφ以上、好ましくは2.5mmφ以上、より好ましくは3.0mmφ以上、上限として通常20.0mmφ以下、好ましくは15.0mmφ以下、より好ましくは10.0mmφ以下である。
 また、材質としては、例えば、ステンレス、クローム鋼、タングステンカーバイド等の金属;ジルコニア、窒化ケイ素等のセラミックス;メノウ等の鉱物が挙げられる。
 また、ボールミル、ビーズミルを用いる場合、回転数としては、その処理する規模に応じてかわるため一概にはいえないが、通常10rpm以上、好ましくは20rpm以上、より好ましくは50rpm以上であり、上限としては通常1,000rpm以下、好ましくは900rpm以下、より好ましくは800rpm以下、更に好ましくは700rpm以下である。
 また、この場合の粉砕時間としては、その処理する規模に応じてかわるため一概にはいえないが、通常0.5時間以上、好ましくは1時間以上、より好ましくは5時間以上、更に好ましくは10時間以上であり、上限としては通常100時間以下、好ましくは72時間以下、より好ましくは48時間以下、更に好ましくは36時間以下である。
 使用する媒体(ビーズ、ボール)のサイズ、材質、またロータの回転数、及び時間等を選定することにより、混合、撹拌、粉砕、これらのいずれかを組合せた処理を行うことができ、得られる硫化物の粒径等の調整を行うことができる。
(溶媒)
 上記の混合にあたり、上記の原料に、溶媒を加えて混合することができる。溶媒としては、広く有機溶媒と称される各種溶媒等を用いることができる。
 溶媒としては、固体電解質の製造において従来より用いられてきた溶媒を広く採用することが可能であり、例えば、脂肪族炭化水素溶媒、脂環族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒等の炭化水素溶媒が挙げられる。
 脂肪族炭化水素としては、例えば、ヘキサン、ペンタン、2-エチルヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン等が挙げられ、脂環族炭化水素としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等が挙げられ、芳香族炭化水素溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、ニトロベンゼン等が挙げられる。
 また、上記炭化水素溶媒の他、炭素原子、水素原子以外の原子、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む溶媒も挙げられる。このような溶媒は原料として用いられるリチウム原子、リン原子、硫黄原子及びハロゲン原子を含む化合物等と錯体を形成しやすいという性状を有しており(以下、このような溶媒を「錯化剤」とも称する。)、ハロゲン原子を硫化物固体電解質の構造内にとどめやすくさせるという性状を有するため、より高いイオン伝導度が得られる点で有用である。このような錯化剤としては、ヘテロ原子として酸素原子を含む、例えばエーテル溶媒、エステル溶媒の他、アルコール溶媒、アルデヒド溶媒、ケトン溶媒も好ましく挙げられる。
 エーテル溶媒としては、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、トリエチレンオキサイドグリコールジメチルエーテル(トリグリム)、またジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の脂肪族エーテル;エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジメトキシテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジオキサン等の脂環式エーテル;フラン、ベンゾフラン、ベンゾピラン等の複素環式エーテル;メチルフェニルエーテル(アニソール)、エチルフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテルが好ましく挙げられる。
 エステル溶媒としては、例えば蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル;プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル等の脂肪族エステル;シクロヘキサンカルボン酸メチル、シクロヘキサンカルボン酸エチル、シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル等の脂環式エステル;ピリジンカルボン酸メチル、ピリミジンカルボン酸メチル、アセトラクトン、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等の複素環式エステル;安息香酸メチル、安息香酸エチル、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、トリメチルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等の芳香族エステルが好ましく挙げられる。
 また、エタノール、ブタノール等のアルコール溶媒;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ジメチルホルムアミド等のアルデヒド溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶媒等が好ましく挙げられる。
 ヘテロ原子として窒素原子を含む溶媒としては、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ニトリル基等の窒素原子を含む基を有する溶媒が挙げられる。
 例えば、アミノ基を有する溶媒としては、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジメチルエチレンジアミン、ジエチルエチレンジアミン、ジメチルジアミノプロパン、テトラメチルジアミノメタン、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、テトラメチルジアミノプロパン(TMPDA)等の脂肪族アミン;シクロプロパンジアミン、シクロヘキサンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環式アミン;イソホロンジアミン、ピペラジン、ジピペリジルプロパン、ジメチルピペラジン等の複素環式アミン;フェニルジアミン、トリレンジアミン、ナフタレンジアミン、メチルフェニレンジアミン、ジメチルナフタレンジアミン、ジメチルフェニレンジアミン、テトラメチルフェニレンジアミン、テトラメチルナフタレンジアミン等の芳香族アミンが好ましく挙げられる。
 アセトニトリル、アクリロニトリル等のニトリル溶媒;ジメチルホルムアミド、ニトロベンゼン、ジメチルアセトアミド等の窒素原子を含む溶媒も好ましく挙げられる。
 ヘテロ原子としてハロゲン原子を含む溶媒として、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、クロロトルエン、ブロモベンゼン等が好ましく挙げられる。
 また、硫黄原子を含む溶媒としては、ジメチルスルホキシド、二硫化炭素等が好ましく挙げられる。
 溶媒を用いる場合、溶媒の使用量は、原料の合計量1kgに対して、好ましくは100mL以上、より好ましくは200mL以上、更に好ましくは250mL以上、より更に好ましくは300mL以上であり、上限として好ましくは3000mL以下、より好ましくは2500mL以下、更に好ましくは2000mL以下、より更に好ましくは1550mL以下である。溶媒の使用量が上記範囲内であると、効率よく原料を反応させることができる。
(乾燥)
 溶媒を用いて混合を行った場合は、混合を行った後、混合により得られた流体(通常、スラリー)を乾燥することを含んでもよい。溶媒として錯化剤を用いた場合は、錯化剤を含む錯体から当該錯化剤を除去することにより、錯化剤と溶媒とを併用した場合は、錯化剤を含む錯体から当該錯化剤を除去し、かつ溶媒を除去することにより、また錯化剤以外の溶媒を用いた場合は当該溶媒を除去することにより、硫化物固体電解質が得られる。得られた硫化物固体電解質は、リチウム原子に起因するイオン伝導度を発現するものである。
 乾燥は、混合により得られた流体を、溶媒の種類に応じた温度で行うことができる。例えば、錯化剤の沸点以上の温度で行うことができる。
 また、通常5~100℃、好ましくは10~85℃、より好ましくは15~70℃、より更に好ましくは室温(23℃)程度(例えば室温±5℃程度)で真空ポンプ等を用いて減圧乾燥(真空乾燥)して、錯化剤及び必要に応じて用いられる溶媒を揮発させて行うことができる。
 乾燥は、流体をガラスフィルター等を用いたろ過、デカンテーションによる固液分離、また遠心分離機等を用いた固液分離により行ってもよい。錯化剤以外の溶媒を用いた場合には、固液分離によって硫化物固体電解質が得られる。また、溶媒として錯化剤を用いた場合には、固液分離を行った後、上記の温度条件による乾燥を行い、錯体内に取り込まれた錯化剤を除去すればよい。
 固液分離は、具体的には、流体を容器に移し、硫化物(あるいは錯化剤を含む場合は錯体(硫化物固体電解質の前駆体とも称し得るものである。)が沈殿した後に、上澄みとなる錯化剤、溶媒を除去するデカンテーション、また例えばポアサイズが10~200μm程度、好ましくは20~150μmのガラスフィルターを用いたろ過が容易である。
 乾燥は、混合を行った後、後述する水素処理することの前に行ってもよいし、水素処理することを行った後に行ってもよい。
 上記混合を行って得られる硫化物固体電解質、また溶媒を用いた場合は上記乾燥により溶媒を除去して得られる硫化物固体電解質は、リチウム原子に起因するイオン伝導度を発現するものである。
 上記混合を行って得られる硫化物固体電解質は、例えば結晶化する程度に粉砕機を用いて粉砕による混合を行わない限り、基本的には非晶性の硫化物固体電解質(ガラス成分)となる。
 上記混合を行って得られる硫化物固体電解質は、非晶性の硫化物固体電解質(ガラス成分)であってもよいし、結晶性の硫化物固体電解質であってもよく、所望に応じて適宜選択することができる。結晶性の硫化物固体電解質を製造する場合、上記混合により得られる非晶性の硫化物固体電解質を加熱することで、結晶性の硫化物固体電解質とすることができる。
 硫化物固体電解質としては、結晶性の硫化物固体電解質の粉末の粒径を調整するために、例えば後述する粉砕等の処理を施した結果、その表面に非晶性の成分(ガラス成分)が形成した結晶性の硫化物固体電解質も含まれ得る。よって、非晶性成分を含む硫化物固体電解質には、非晶性の硫化物固体電解質、また結晶性の硫化物固体電解質であって、その表面に非晶性の成分が形成した硫化物固体電解質も含まれる。
(加熱)
 結晶性の硫化物固体電解質を製造する場合、さらに加熱することを含んでもよい。上記混合することにより非晶性の硫化物固体電解質(ガラス成分)が得られた場合は、加熱することにより結晶性の硫化物固体電解質が得られ、また結晶性の硫化物固体電解質が得られた場合は、より結晶化度を向上させた結晶性の硫化物固体電解質が得られる。
 また、混合を行う際に溶媒として錯化剤を用いた場合は、錯化剤を含む錯体が形成しているが、上記の乾燥を行わずに加熱することによっても、錯体より錯化剤を除去し、硫化物固体電解質が得られ、加熱の条件によって、非晶性のものとすることもできるし、結晶性のものとすることもできる。
 加熱温度は、例えば、非晶性の硫化物固体電解質を得る場合、該非晶性の硫化物固体電解質を加熱して得られる結晶性の硫化物固体電解質の構造に応じて加熱温度を決定すればよく、具体的には、該非晶性の硫化物固体電解質を、示差熱分析装置(DTA装置)を用いて、10℃/分の昇温条件で示差熱分析(DTA)を行い、最も低温側で観測される発熱ピークのピークトップの温度を起点に、好ましくは5℃以下、より好ましくは10℃以下、更に好ましくは20℃以下の範囲とすればよく、下限としては特に制限はないが、最も低温側で観測される発熱ピークのピークトップの温度-40℃以上程度とすればよい。このような温度範囲とすることで、より効率的かつ確実に非晶性の硫化物固体電解質が得られる。非晶性の硫化物固体電解質を得るための加熱温度としては、得られる結晶性の硫化物固体電解質の構造に応じてかわるため一概に規定することはできないが、通常、135℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、125℃以下が更に好ましく、下限としては特に制限はないが、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは105℃以上である。
 また、非晶性の硫化物固体電解質を加熱して結晶性の硫化物固体電解質を得る場合、結晶性の硫化物固体電解質の構造に応じて加熱温度を決定すればよく、非晶性の硫化物固体電解質を得るための上記加熱温度よりも高いことが好ましく、具体的には、該非晶性の硫化物固体電解質を、示差熱分析装置(DTA装置)を用いて、10℃/分の昇温条件で示差熱分析(DTA)を行い、最も低温側で観測される発熱ピークのピークトップの温度を起点に、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは20℃以上の範囲とすればよく、上限としては特に制限はないが、40℃以下程度とすればよい。このような温度範囲とすることで、より効率的かつ確実に結晶性の硫化物固体電解質が得られる。結晶性の硫化物固体電解質を得るための加熱温度としては、得られる結晶性の硫化物固体電解質の組成、構造に応じてかわるため一概に規定することはできないが、通常、130℃以上が好ましく、135℃以上がより好ましく、140℃以上が更に好ましく、上限としては特に制限はないが、好ましくは600℃以下、より好ましくは550℃以下、更に好ましくは500℃以下である。
 加熱時間は、所望の非晶性の硫化物固体電解質、結晶性の硫化物固体電解質が得られる時間であれば特に制限されるものではないが、例えば、1分間以上が好ましく、10分以上がより好ましく、30分以上が更に好ましく、1時間以上がより更に好ましい。また、加熱時間の上限は特に制限されるものではないが、24時間以下が好ましく、10時間以下がより好ましく、5時間以下が更に好ましく、3時間以下がより更に好ましい。
 また、加熱は、不活性ガス雰囲気(例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気)、または減圧雰囲気(特に真空中)で行なうことが好ましい。例えば一定濃度の水素を含む不活性ガス雰囲気でもよい。結晶性の硫化物固体電解質の劣化(例えば、酸化)を防止できるからである。
 加熱の方法は、特に制限されるものではないが、例えば、ホットプレート、真空加熱装置、アルゴンガス雰囲気炉、焼成炉を用いる方法等を挙げることができる。また、工業的には、加熱手段と送り機構を有する横型乾燥機、横型振動流動乾燥機等を用いることもでき、加熱する処理量に応じて選択すればよい。
(硫化物固体電解質)
 既述のように、本実施形態で用いられる硫化物固体電解質は、市販品を用いても、製造したものを用いてもよい。
 上記の方法により得られる硫化物固体電解質は、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む、非晶性(ガラス成分)、結晶性の硫化物固体電解質であり、好適に本実施形態における硫化物固体電解質として用いられる。
(BET比表面積)
 本実施形態で用いられる硫化物固体電解質の比表面積はBET比表面積が10m/g以上のものである。本実施形態の改質硫化物固体電解質は、このように比表面積が大きいものであるにもかかわらず、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現するという効果を奏するものであり、硫化物固体電解質のBET比表面積は高ければ高いほど、当該効果の優位性をより示すことが可能となる。このような観点から、BET比表面積は12m/g以上のものが好ましく、15m/g以上のものがより好ましく、20m/g以上のものが更に好ましい。同様の観点から上限としては特に制限はないが、現実的には100m/g以下、好ましくは75m/g以下、より好ましくは50m/g以下である。
 本明細書において、BET比表面積は、JIS Z 8830:2013(ガス吸着による粉体(固体)の比表面積測定方法)に準拠し、吸着質としてクリプトンを用いて測定される比表面積である。
(非晶性硫化物固体電解質)
 上記の方法により得られる非晶性硫化物固体電解質としては、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含み、代表的なものとしては、例えば、LiS-P-LiI、LiS-P-LiCl、LiS-P-LiBr、LiS-P-LiI-LiBr等の、硫化リチウム、硫化リン及びハロゲン化リチウムとから構成される固体電解質;さらに酸素原子、珪素原子等の他の原子を含む、例えば、LiS-P-LiO-LiI、LiS-SiS-P-LiI等の固体電解質が好ましく挙げられる。より高いイオン伝導度を得る観点から、LiS-P-LiI、LiS-P-LiCl、LiS-P-LiBr、LiS-P-LiI-LiBr等の硫化リチウムと硫化リンとハロゲン化リチウムとから構成される固体電解質が好ましく挙げられる。
 非晶性硫化物固体電解質を構成する原子の種類は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置により確認することができる。
 非晶性硫化物固体電解質の形状としては、特に制限はないが、例えば、粒子状を挙げることができる。粒子状の非晶性硫化物固体電解質の平均粒径(D50)は、例えば、0.01μm~500μm、0.1~200μmの範囲内を例示できる。
(結晶性硫化物固体電解質)
 上記の方法により得られる結晶性硫化物固体電解質は、非晶性固体電解質を結晶化温度以上に加熱して得られる、いわゆるガラスセラミックスであってもよく、その結晶構造としては、LiPS結晶構造、Li結晶構造、LiPS結晶構造、Li11結晶構造、2θ=20.2°近傍及び23.6°近傍にピークを有する結晶構造(例えば、特開2013-16423号公報)等が挙げられる。
 また、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型結晶構造(Kannoら、Journal of The Electrochemical Society,148(7)A742-746(2001)参照)、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型と類似の結晶構造(Solid State Ionics,177(2006),2721-2725参照))等も挙げられる。本実施形態の製造方法により得られる結晶性硫化物固体電解質の結晶構造は、より高いイオン伝導度が得られる点で、上記の中でもチオリシコンリージョンII型結晶構造であることが好ましい。ここで、「チオリシコンリージョンII型結晶構造」は、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型結晶構造、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型と類似の結晶構造のいずれかであることを示す。また、本実施形態の製造方法で得られる結晶性硫化物固体電解質は、上記チオリシコンリージョンII型結晶構造を有するものであってもよいし、主結晶として有するものであってもよいが、より高いイオン伝導度を得る観点から、主結晶として有するものであることが好ましい。本明細書において、「主結晶として有する」とは、結晶構造のうち対象となる結晶構造の割合が80%以上であることを意味し、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。また、本実施形態の製造方法により得られる結晶性硫化物固体電解質は、より高いイオン伝導度を得る観点から、結晶性LiPS(β-LiPS)を含まないものであることが好ましい。
 CuKα線を用いたX線回折測定において、LiPS結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=17.5°、18.3°、26.1°、27.3°、30.0°付近に現れ、Li結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=16.9°、27.1°、32.5°付近に現れ、LiPS結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=15.3°、25.2°、29.6°、31.0°付近に現れ、Li11結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=17.8°、18.5°、19.7°、21.8°、23.7°、25.9°、29.6°、30.0°付近に現れ、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=20.1°、23.9°、29.5°付近に現れ、Li4-xGe1-x系チオリシコンリージョンII(thio-LISICON Region II)型と類似の結晶構造の回折ピークは、例えば2θ=20.2、23.6°付近に現れる。なお、これらのピーク位置については、±0.5°の範囲内で前後していてもよい。
 上記したとおり、本実施形態においてチオリシコンリージョンII型結晶構造が得られる場合には、結晶性LiPS(β-LiPS)を含まないものであることが好ましい。本実施形態の製造方法により得られる硫化物固体電解質は、結晶性LiPSに見られる2θ=17.5°、26.1°の回折ピークを有しないか、有している場合であってもチオリシコンリージョンII型結晶構造の回折ピークに比べて極めて小さいピークが検出される程度である。
 上記のLiPSの構造骨格を有し、Pの一部をSiで置換してなる組成式Li7-x1-ySi及びLi7+x1-ySi(xは-0.6~0.6、yは0.1~0.6)で示される結晶構造は、立方晶又は斜方晶、好ましくは立方晶で、CuKα線を用いたX線回折測定において、主に2θ=15.5°、18.0°、25.0°、30.0°、31.4°、45.3°、47.0°、及び52.0°の位置に現れるピークを有する。上記の組成式Li7-x-2yPS6-x-yCl(0.8≦x≦1.7、0<y≦-0.25x+0.5)で示される結晶構造は、好ましくは立方晶で、CuKα線を用いたX線回折測定において、主に2θ=15.5°、18.0°、25.0°、30.0°、31.4°、45.3°、47.0°、及び52.0°の位置に現れるピークを有する。また、上記の組成式Li7-xPS6-xHa(HaはClもしくはBr、xが好ましくは0.2~1.8)で示される結晶構造は、好ましくは立方晶で、CuKα線を用いたX線回折測定において、主に2θ=15.5°、18.0°、25.0°、30.0°、31.4°、45.3°、47.0°、及び52.0°の位置に現れるピークを有する。これらのLiPSの構造骨格を基本的に有する結晶構造は、アルジロダイト型結晶構造とも称される。
 なお、これらのピーク位置については、±0.5°の範囲内で前後していてもよい。
 結晶性硫化物固体電解質の形状としては、特に制限はないが、例えば、粒子状を挙げることができる。粒子状の結晶性硫化物固体電解質の平均粒径(D50)は、例えば、0.01μm~500μm、0.1~200μmの範囲内を例示できる。
(改質硫化物固体電解質の性状)
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、BET比表面積が10m/g以上であり、大きい比表面積を有するものである。硫化物固体電解質のBET比表面積は高ければ高いほど、当該効果の優位性をより示すことが可能となる観点から、BET比表面積は12m/g以上のものが好ましく、15m/g以上のものがより好ましく、20m/g以上のものが更に好ましい。同様の観点から上限としては特に制限はないが、現実的には100m/g以下、好ましくは75m/g以下、より好ましくは50m/g以下である。
 ハロゲン化リチウムがその表面に付着しても、硫化物固体電解質のBET比表面積には大きな影響を及ぼすことはなく、本実施形態で用いられる硫化物固体電解質のBET比表面積と、改質硫化物固体電解質のBET比表面積とは、実質的に同じである。よって、硫化物固体電解質としては、BET比表面積が10m/g以上のものを用いれば、自ずと改質硫化物固体電解質のBET比表面積も10m/g以上のものとなる。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質の吸油量は、BET比表面積は上記のように大きいものとなるが、表面に付着する化合物(A)~(I)の効果により、通常1.10mL/g以下と小さいものとなり、更に1.00mL/g以下、0.95mL/g以下、0.90mL/g以下、0.85mL/g以下、0.80mL/g以下、0.75mL/g以下となる。本実施形態の改質硫化物固体電解質は、BET比表面積は大きいにもかかわらず、吸油量が小さいことから、ペーストとした際にペーストの粘度の上昇を抑制することが可能となり、塗工する際の塗工適性に優れたものとなり、またペーストの粘度の上昇を抑制するために溶媒等を用いる必要がないため、優れた電池性能が得られやすくなる。
 本明細書において、吸油量は、改質硫化物固体電解質1gを試料とし、乳鉢等において酪酸ブチルを1滴添加してはスパチュラで撹拌する操作を行い、試料がペースト状になるまで当該操作を繰り返し、添加した酪酸ブチルの合計量を吸油量(mL/g)とした。ここで、「ペースト状」は、JIS K5101-13-1:2004(顔料試験方法-第13部:吸油量-第1節:精製あまに油法)の「7.2 測定」に規定される「割れたり,ぼろぼろになったりせず広げることができ,かつ,測定板に軽く付着する程度のもの」の状態を意味する。
 以下の数式により算出される吸油量の指数としては、小さければ小さいほど好ましく、通常90%以下、更に、85%以下、80%以下、75%以下、70%以下であり、下限としては特に制限はないが、通常50%以上である。
 吸油量の指数(%)=吸油量B/吸油量A×100
 吸油量A:改質する前の硫化物固体電解質の吸油量(mL/g)
 吸油量B:改質硫化物固体電解質の吸油量(mL/g)
 本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は、通常0.5mS/cm以上であり、更に1.0mS/cm以上、1.5mS/cm以上、1.6mS/cm以上、1.7mS/cm以上であり、極めて高いイオン伝導度を有するものとなり、電池性能に優れたリチウム電池が得られる。
 また、本実施形態の改質硫化物固体電解質の酸化電流は、使用される硫化物固体電解質が有する酸化電流に比べて低くなることから、優れた耐酸化性を有するものとなる。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質の酸化電流について、その低下率は、通常15%以上であり、更に20%以上、25%以上、30%以上、35%以上である。ここで、酸化電流の低下率は、以下の数式により算出されるものである。
 酸化電流の低下率(%)=(酸化電流A-酸化電流B)/酸化電流A×100
 酸化電流A:改質する前の硫化物固体電解質の酸化電流(mA)
 酸化電流B:改質硫化物固体電解質の酸化電流(mA)
 以下の数式により算出される酸化電流の指数としては、小さければ小さいほど好ましく、通常85%以下、更に80%以下、75%以下、70%以下、65%以下であり、下限としては特に制限はないが、通常50%以上である。
 酸化電流 指数(%)=酸化電流B/酸化電流A×100
 酸化電流1:改質硫化物固体電解質の酸化電流(mA)
 酸化電流2:改質する前の硫化物固体電解質の酸化電流(mA)
 また、本実施形態の製造方法で得られる結晶性固体電解質の酸化電流は、絶対値としては測定条件等によりかわり得るため一概にはいえないが、後述する実施例における酸化電流の測定方法により測定した場合、通常0.55mA以下と小さいものとなり、更に0.45mA以下、0.43mA以下、0.41mA以下、0.40mA以下である。また、下限値は0.20mA程度である。
(用途)
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、塗工適性に優れ、溶媒等を用いなくても電池の製造に供することができることから、効率的に優れた電池性能を発現し得るものである。また、イオン伝導度が高く、優れた電池性能を有しているため、電池に好適に用いられる。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、正極層に用いてもよく、負極層に用いてもよく、電解質層に用いてもよい。なお、各層は、公知の方法により製造することができる。
 また、上記電池は、正極層、電解質層及び負極層の他に集電体を使用することが好ましく、集電体は公知のものを用いることができる。例えば、Au、Pt、Al、Ti、又は、Cu等のように、上記の固体電解質と反応するものをAu等で被覆した層が使用できる。
〔改質硫化物固体電解質の製造方法〕
 本実施形態の改質硫化物固体電解質の製造方法は、
 BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、有機溶媒と、を混合すること、
 前記有機溶媒を除去すること、
を含む、製造方法である。本実施形態の製造方法によれば、上記本実施形態の改質硫化物固体電解質を効率的に製造することが可能である、すなわち、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、本実施形態の製造方法により製造することが好ましい。
 化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
 化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
 化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
 化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
 化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
 化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
 化合物(G)チオール化合物
 化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
 化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
 化合物(F)の2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する化合物について、X1Fのハロゲン原子は、好ましくはフッ素原子又は臭素原子である。
 本実施形態の製造方法において用いられるBET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質は、上記本実施形態の改質硫化物固体電解質において用いられ得るものとして説明した硫化物固体電解質と同じものが採用される。よって、当該硫化物固体電解質としては、市販品を用いてもよいし、上記硫化物固体電解質の方法により製造したものを用いることができる。
 本実施形態の製造方法において用いる有機溶媒としては、例えば、上記硫化物固体電解質を製造する方法において用いられ得るものとして説明した溶媒が例示される。硫化物固体電解質と、複素多環式化合物との混合を促進し、硫化物固体電解質と複素多環式化合物とを含む改質硫化物固体電解質を効率的に得る観点、さらには複素多環式化合物の硫化物固体電解質への付着を促進させる観点から、上記の溶媒の中でも、脂肪族炭化水素溶媒、脂環族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、また錯化剤として例示したエーテル溶媒、エステル溶媒、ニトリル溶媒が好ましく挙げられ、芳香族炭化水素溶媒がより好ましい。
 本実施形態の製造方法において、有機溶媒としては、これらの中から単独で、又は複数種を組合わせて用いることができる。
 本実施形態の製造方法において、硫化物固体電解質と、複素多環式化合物と、有機溶媒と、を混合する方法については、上記硫化物固体電解質を製造する方法における「混合」と同様の方法により行うことができる。
 有機溶媒を除去することについては、上記硫化物固体電解質を製造する方法における「乾燥」と同様の方法により行うことができる。
 また、本実施形態の製造方法においては、上記硫化物固体電解質を製造する方法における「加熱」することを行ってもよい。
〔電極合材〕
 本実施形態の電極合材は、上記の本実施形態の改質硫化物固体電解質と、電極活物質と、を含む電極合材、また上記の別形態の改質硫化物固体電解質と、電極活物質と、を含む電極合材である。
(電極活物質)
 電極活物質としては、電極合材が正極、負極のいずれに用いられるかに応じて、各々正極活物質、負極活物質が採用される。
 正極活物質としては、負極活物質との関係で、イオン伝導度を発現させる原子として採用される原子、好ましくはリチウム原子に起因するリチウムイオンの移動を伴う電池化学反応を促進させ得るものであれば特に制限なく用いることができる。このようなリチウムイオンの挿入脱離が可能な正極活物質としては、酸化物系正極活物質、硫化物系正極活物質等が挙げられる。
 酸化物系正極活物質としてはLMO(マンガン酸リチウム)、LCO(コバルト酸リチウム)、NMC(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム)、NCA(ニッケルコバルトアルミ酸リチウム)、LNCO(ニッケルコバルト酸リチウム)、オリビン型化合物(LiMeNPO、Me=Fe、Co、Ni、Mn)等のリチウム含有遷移金属複合酸化物が好ましく挙げられる。
 硫化物系正極活物質としては、硫化チタン(TiS)、硫化モリブデン(MoS)、硫化鉄(FeS、FeS)、硫化銅(CuS)、硫化ニッケル(Ni)等が挙げられる。
 また、上記正極活物質の他、セレン化ニオブ(NbSe)等も使用可能である。
 正極活物質は、一種単独で、又は複数種を組み合わせて用いることが可能である。
 負極活物質としては、イオン伝導度を発現させる原子として採用される原子、好ましくはリチウム原子と合金を形成し得る金属、その酸化物、当該金属とリチウム原子との合金等の、好ましくはリチウム原子に起因するリチウムイオンの移動を伴う電池化学反応を促進させ得るものであれば特に制限なく用いることができる。このようなリチウムイオンの挿入脱離が可能な負極活物質としては、電池分野において負極活物質として公知のものを制限なく採用することができる。
 このような負極活物質としては、例えば、金属リチウム、金属インジウム、金属アルミ、金属ケイ素、金属スズ等の金属リチウム又は金属リチウムと合金を形成し得る金属、これら金属の酸化物、またこれら金属と金属リチウムとの合金等が挙げられる。
 本実施形態で用いられる電極活物質は、その表面がコーティングされた、被覆層を有するものであってもよい。
 被覆層を形成する材料としては、硫化物固体電解質においてイオン伝導度を発現する原子、好ましくはリチウム原子の窒化物、酸化物、又はこれらの複合物等のイオン伝導体が挙げられる。具体的には、窒化リチウム(LiN)、LiGeOを主構造とする、例えばLi4-2xZnGeO等のリシコン型結晶構造を有する伝導体、LiPO型の骨格構造を有する例えばLi4-xGe1-x等のチオリシコン型結晶構造を有する伝導体、La2/3-xLi3xTiO等のペロブスカイト型結晶構造を有する伝導体、LiTi(PO等のNASICON型結晶構造を有する伝導体等が挙げられる。
 また、LiTi3-y(0<y<3)、LiTi12(LTO)等のチタン酸リチウム、LiNbO、LiTaO等の周期表の第5族に属する金属の金属酸リチウム、またLiO-B-P系、LiO-B-ZnO系、LiO-Al-SiO-P-TiO系等の酸化物系の伝導体等が挙げられる。
 被覆層を有する電極活物質は、例えば電極活物質の表面に、被覆層を形成する材料を構成する各種原子を含む溶液を付着させ、付着後の電極活物質を好ましくは200℃以上400℃以下で焼成することにより得られる。
 ここで、各種原子を含む溶液としては、例えばリチウムエトキシド、チタンイソプロポキシド、ニオブイソプロポキシド、タンタルイソプロポキシド等の各種金属のアルコキシドを含む溶液を用いればよい。この場合、溶媒としては、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒等を用いればよい。
 また、上記の付着は、浸漬、スプレーコーティング等により行えばよい。
 焼成温度としては、製造効率及び電池性能の向上の観点から、上記200℃以上400℃以下が好ましく、より好ましくは250℃以上390℃以下であり、焼成時間としては、通常1分~10時間程度であり、好ましくは10分~4時間である。
 被覆層の被覆率としては、電極活物質の表面積を基準として好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは100%、すなわち全面が被覆されていることが好ましい。また、被覆層の厚さは、好ましくは1nm以上、より好ましくは2nm以上であり、上限として好ましくは30nm以下、より好ましくは25nm以下である。
 被覆層の厚さは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察により、被覆層の厚さを測定することができ、被覆率は、被覆層の厚さと、元素分析値、BET比表面積と、から算出することができる。
(その他の成分)
 本実施形態の電極合材は、上記の改質硫化物固体電解質、電極活物質の他、例えば導電材、結着剤等のその他成分を含んでもよい。すなわち、本実施形態の電極合材は、上記の改質硫化物固体電解質、電極活物質の他、例えば導電材、結着剤等のその他成分を用いてもよい。導電剤、結着剤等のその他成分は、上記の改質硫化物固体電解質と、電極活物質と、を混合することにおいて、これらの改質硫化物固体電解質及び電極活物質に、さらに加えて混合して用いればよい。
 導電材としては、電子伝導性の向上により電池性能を向上させる観点から、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス、メソカーボンマイクロビーズ、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、ポリアセン、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、天然黒鉛、難黒鉛化性炭素等の炭素系材料が挙げられる。
 結着剤を用いることで、正極、負極を作製した場合の強度が向上する。
 結着剤としては、結着性、柔軟性等の機能を付与し得るものであれば特に制限はなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー、ブチレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム等の熱可塑性エラストマー、アクリル樹脂、アクリルポリオール樹脂、ポロビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シリコーン樹脂等の各種樹脂が例示される。
 電極合材における、電極活物質と改質硫化物固体電解質との配合比(質量比)としては、電池性能を向上させ、かつ製造効率を考慮すると、好ましくは99.5:0.5~40:60、より好ましくは99:1~50:50、更に好ましくは98:2~60:40である。
 導電材を含有する場合、電極合材中の導電材の含有量は特に制限はないが、電池性能を向上させ、かつ製造効率を考慮すると、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは1.5質量%以上であり、上限として好ましくは10質量%以下、好ましくは8質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。
 また、結着剤を含有する場合、電極合材中の結着剤の含有量は特に制限はないが、電池性能を向上させ、かつ製造効率を考慮すると、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、上限として好ましくは20質量%以下、好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
〔リチウムイオン電池〕
 本実施形態のリチウムイオン電池は、上記の本実施形態の改質硫化物固体電解質及び上記の電極合材から選ばれる少なくとも一方を含む、また上記の別形態の改質硫化物固体電解質及び上記の電極合材から選ばれる少なくとも一方を含む、リチウムイオン電池である。
 本実施形態のリチウムイオン電池は、上記の本実施形態の改質硫化物固体電解質、これを含む電極合材、また別形態の改質硫化物固体電解質、これを含む電極合材のいずれかを含むものであれば、その構成については特に制限はなく、汎用されるリチウムイオン電池の構成を有するものであればよい。
 本実施形態のリチウムイオン電池としては、例えば正極層、負極層、電解質層、また集電体を備えたものであることが好ましい。正極層及び負極層としては本実施形態の電極合材が用いられるものであることが好ましく、また電解質層としては本実施形態の改質硫化物固体電解質、別形態の改質硫化物固体電解質が用いられるものであることが好ましい。
 また、集電体は公知のものを用いればよい。例えば、Au、Pt、Al、Ti、又は、Cu等のように、上記の固体電解質と反応するものをAu等で被覆した層が使用できる。
 次に実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら制限されるものではない。
製造例:硫化物固体電解質の作製
 撹拌子入りシュレンク(容量:100mL)に、窒素雰囲気下、硫化リチウム0.59g、五硫化二リン0.95g、臭化リチウム0.19g、ヨウ化リチウム0.28gを導入した。撹拌子を回転させた後、錯化剤のテトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)20mLを加え、12時間撹拌を継続し、得られた錯体含有物を真空下で乾燥(室温:23℃)して粉末の錯体を得た。次いで、錯体の粉末を真空下で120℃で加熱を2時間行い、非晶性の硫化物固体電解質を得た。更に、非晶性の硫化物固体電解質を真空下で140℃で加熱を2時間行い、結晶性の硫化物固体電解質1を得た(結晶性の硫化物固体電解質を得るための加熱温度(本例では140℃)を「結晶化温度」と称することがある。)。
 得られた非晶性の硫化物固体電解質、結晶性の硫化物固体電解質のBET比表面積を測定したところ、いずれも40m/gであった。
実施例1
 撹拌子入りシュレンク(容量:100mL)に、窒素雰囲気下、上記製造例で得られた結晶性の硫化物固体電解質を3g秤量して加え、トルエン22gを加えて撹拌し、スラリー状の流体とした。当該スラリー状の流体に、化合物1として2-エチルヘキシルグリシジルエーテルと、化合物2としてビスフェノールAジグリシジルエーテルと、を質量比で20:80(すなわち、使用する化合物全量に対する化合物1の含有量を20質量%とする。)で、上記硫化物固体電解質100質量部に対して5質量部の割合となるような量(すなわち、0.15g)で加え、10分撹拌した後、真空乾燥によりトルエンを留去し、改質硫化物固体電解質を得た。
 得られた改質硫化物固体電解質について、下記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また下記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第1表に示す。
実施例2~5
 実施例1において、化合物1と化合物2との割合を第1表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、下記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また下記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第1表に示す。
比較例1
 上記製造例で得られた硫化物固体電解質について、下記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。測定結果について、第1表に示す。硫化物固体電解質の吸油量は1.03mL/gであり、酸化電流は0.60mAであった。
比較例2及び3
 実施例1において、化合物1と化合物2との割合を第1表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、下記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また下記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第1表に示す。
(比表面積の測定)
 ガス吸着量測定装置を用いて、クリプトン(Kr)吸着によるBET法により、比表面積を測定した。
(吸油量の測定)
 実施例及び比較例で得られた固体電解質1gを試料とし、メノウ乳鉢において、スポイトを用いて酪酸ブチルを1滴添加してはスパチュラで撹拌する操作を行い、試料がペースト状になるまで当該操作を繰り返し、添加した酪酸ブチルの合計量を吸油量(mL/g)とした。吸油量の指数は、以下の数式により算出される数値である。
(吸油量(指数))
 上記(吸油量の測定)と同様にして、製造例で得られた硫化物固体電解質の吸油量を測定した。硫化物固体電解質の吸油量Aと、上記実施例及び比較例で得られた硫化物固体電解質の吸油量Bと、を用いて、以下の式により算出される数値を吸油量の指数とした。
   吸油量の指数=吸油量B/吸油量A×100(%)
(イオン伝導度の測定)
 本実施例において、イオン伝導度の測定は、以下のようにして行った。
 硫化物固体電解質から、直径10mm(断面積S:0.785cm)、高さ(L)0.1~0.3cmの円形ペレットを成形して試料とした。その試料の上下から電極端子を取り、25℃において交流インピーダンス法により測定し(周波数範囲:1MHz~100Hz、振幅:10mV)、Cole-Coleプロットを得た。高周波側領域に観測される円弧の右端付近で、-Z’’(Ω)が最小となる点での実数部Z’(Ω)を電解質のバルク抵抗R(Ω)とし、以下式に従い、イオン伝導度σ(S/cm)を計算した。
     R=ρ(L/S)
     σ=1/ρ
(CV測定(酸化電流))
 酸化電流を評価するため、下記のCV測定用セルを用いた。
 実施例及び比較例で得られた粉末を用い、当該粉末及びデンカブラック粒状品(粒径:35nm、デンカ株式会社製)を合計100mg(粉末:デンカブラック(質量比)=85:15)を、乳鉢を用いて10分間混合し、測定用粉体(1)を得た。
 直径10mmの電池セルに、セパレーター層用の電解質100mgを加え、SUS製金型で10MPa/cmで120°ずつ回転させながら3回プレスした後、測定用粉体(1)を10mg加え、20MPa/cmで120°ずつ回転させながら3回プレスした。次いで、上記測定用粉体(1)の逆側から、20MPa/cmで120°ずつ回転させながら3回プレスした。
 上記のセパレーター用の電解質は以下の条件で合成した。
 1L撹拌翼付き反応容器に、窒素雰囲気下でLiSを20.5g、Pを33.1g、LiIを10.0g、LiBrを6.5g添加した。撹拌翼を回転させた後、トルエン630gを導入し、このスラリーを10分間撹拌した。循環運転可能なビーズミル(「スターミルLMZ015(商品名)」、アシザワファインテック株式会社製、ビーズ材質:ジルコニア、ビーズ直径:0.5mmφ、ビーズ使用量:456g)に反応容器を接続し、45時間の粉砕処理(ポンプ流量:650mL/min、ビーズミル周速:12m/s、ミルジャケット温度:45℃)を行った。
 得られたスラリーを真空下で室温乾燥(25℃)した後、加熱(80℃)を行い非晶性の固体電解質の白色粉末を得た。さらに、得られた白色粉末を真空下で195℃の加熱を2時間行うことにより、結晶性固体電解質の白色粉末を得た。結晶性固体電解質のXRDスペクトルでは2θ=20.2°、23.6°に結晶化ピークが検出され、チオリシコンリージョンII型結晶構造を有していることを確認した。また、得られた結晶性固体電解質の平均粒径(D50)は4.5μm、イオン伝導度は5.0mS/cmであった。
 セパレーター層用の電解質の測定用粉体(1)とは逆側にInLi箔(層構造をなし、「/」は各層間を意味する。In:10mmφ×0.1mm/Li:9mmφ×0.08mm/SUS:10mmφ×0.1mm)を設け、6MPa/cmで1回プレスした。セルは測定用粉体(1)とInLi箔間で短絡しないよう、絶縁体を挟んだ4本のねじにより固定され、ねじは8N・mのトルクで固定することで測定用セルを得た。
 得られた測定用セルを、測定器(「VMP-300(型番)」、Biologic社製)と接続し、下記の条件のもと、CV曲線を得た。CV曲線における最大電流を、酸化電流とした。
 測定温度:25℃
 掃引速度:0.1mV/s
 電位測定範囲:開回路電圧(+2.1V)→+5.0V→+2.1V
 サイクル数:2回
 酸化電流の指数は、硫化物固体電解質の酸化電流Aと、上記実施例及び比較例で得られた硫化物固体電解質の酸化電流Bと、を用いて、以下の式により算出される数値を吸油量の指数とした。
   酸化電流の指数=酸化電流B/酸化電流A×100(%)
(酸化電流(指数))
 上記(CV測定(酸化電流))に基づき測定した、製造例で得られた硫化物固体電解質の酸化電流Aと、上記実施例及び比較例で得られた硫化物固体電解質の酸化電流Bと、を用いて、以下の式により算出される数値を酸化電流の指数とした。
   酸化電流の指数=酸化電流B/酸化電流A×100(%)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 第1表に示される化合物1及び2の詳細は、以下の通りである。
・化合物1:2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(分子量:186.30)、一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2Aであり、X21Aが一般式(2Aa)で示される基であり、X22A及びX23Aが水素原子であり、一般式(2Aa)において、R21Aがメチレン基であり、R22Aが2-エチルヘキシル基である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
・化合物2:ビスフェノールAジグリシジルエーテル(分子量:340.42)、一般式(1B)で示される化合物であり、X1Bが基本構造となるビスフェノールAの2つの水酸基から各々1つの水素原子を除いた2価の芳香族基であり、m1Bが2であり、l1B及びn1Bが0である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として60~84%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、57~69%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7~1.8mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
 一方、化合物1を単独で用いた比較例3の硫化物固体電解質は、酸化電流(指数)が78%と高く、化合物2を単独で用いた比較例2の硫化物固体電解質は、吸油量(指数)が88%と高いものであった。
 以上の結果から、化合物1及び2を用いた本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであり、さらに酸化電流が低く、優れた耐酸化性をも有するものであることが確認された。また、本実施形態の改質硫化物固体電解質の製造方法は、比表面積が10m/g以上と大きいものについて、吸油量を低減させて、塗工適性を向上させる効果を発現し得るため、好適な製造方法であることが確認された。
 図1に、実施例及び比較例の、吸油量(指数)、酸化電流(指数)を、化合物全量に対する化合物1の含有量(図1のグラフ中、「化合物1の割合(質量%)」と表記する。)を横軸としてプロットしたグラフを示す。このグラフから、1種の化合物を用いた比較例2及び3(図1のグラフ中、化合物1の割合が各々0質量%及び100質量%である。)の硫化物固体電解質に対して、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油性の低減と酸化電流の低減とをバランスよく両立したものであるといえる。
 また、化合物1吸油量の低減により効果を有し、化合物2は酸化電流の低減により効果を有することが分かる。例えば、吸油量の低減により効果を示す化合物1と、酸化電流の低減により効果を示す化合物2と、の割合を調整することで、所望の性能を有する改質硫化物固体電解質を作製することも可能である。
(実施例6及び比較例4)
 実施例1において、化合物1及び2を化合物3及び化合物4にかえ、これらの化合物の割合を第2表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第2表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
・化合物3:4-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(分子量:206.29)、一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2Aであり、X21Aが一般式(2Aa)で示される基であり、X22A及びX23Aが水素原子であり、一般式(2Aa)において、R21Aがメチレン基であり、R22Aが4-tert-ブチルフェニル基である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
・化合物4:トリ-n-オクチルホスフィンオキシド(分子量:386.64)、一般式(1H)で示される化合物であり、R11H~R13Hがオクチル基である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 実施例6の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として59%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、73%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
 また、化合物4を単独で用いた比較例4の硫化物固体電解質は、酸化電流(指数)が104%と高く、比較例1の硫化物固体電解質に比べて増加する結果となった。
(実施例7~11)
 実施例1において、化合物2を化合物5にかえ、これらの化合物の割合を第3表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第3表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
・化合物5:ビスフェノールAプロポキシレートジグリシジルエーテル(分子量:358.43)、一般式(1B)で示される化合物であり、X1Bが基本構造となる2,2-ビス(4-プロポキシフェニル)プロパンの2つのプロピル基から各々1つの水素原子を除いた2価の芳香族基であり、n1Bが2であり、l1B及びm1Bが0である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 実施例7~11の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として67~85%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、55~65%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7~1.8mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
(実施例12、13及び比較例5)
 実施例1において、化合物1を化合物6にかえ、これらの化合物の割合を第4表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第4表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
・化合物6:2-ブロモプロパン(分子量:122.99)、一般式(1C)で示される化合物であり、X11Cが臭素原子であり、X12C及びX13Cがメチル基であり、X14Cが水素原子である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 実施例12及び13の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として82~85%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、48~66%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
 また、化合物6を単独で用いた比較例5の硫化物固体電解質は、酸化電流(指数)が109%と高く、比較例1の硫化物固体電解質に比べて増加する結果となった。
(実施例14及び比較例6)
 実施例1において、化合物1を化合物7にかえ、これらの化合物の割合を第5表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第5表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
・化合物7:3-フェニルプロピルブロミド(分子量:199.09)、一般式(1C)で示される化合物であり、X11Cが臭素原子であり、X12Cがフェニルプロピル基であり、X13C及びX14Cが水素原子である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 実施例14の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として79%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、77%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
 また、化合物7を単独で用いた比較例6の硫化物固体電解質は、酸化電流(指数)が101%と高く、比較例1の硫化物固体電解質に比べて増加する結果となった。
(実施例15)
 実施例1において、化合物1を化合物8にかえ、これらの化合物の割合を第6表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第6表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
・化合物8:1-ドデカンチオール(分子量:202.40)、一般式(1G)で示される化合物であり、R11Gが単結合であり、n11Gが0であり、R13Gが1,12-ドデカンジイル基であり、X11Gが水素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 実施例15の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として79%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、77%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
(実施例16)
 実施例1において、化合物1を化合物9にかえ、これらの化合物の割合を第7表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第7表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
・化合物9:ホウ酸トリ-n-オクタデシル(分子量:386.64)、一般式(1I)で示される化合物であり、R11I~R13Iがオクタデシルオキシ基である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 実施例16の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として83%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、68%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.8mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
(実施例17及び18)
 実施例1において、化合物1を化合物10にかえ、これらの化合物の割合を第8表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第8表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
・化合物10:2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-トリデカフルオロヘプチルオキシラン(分子量:376.12)、一般式(1A)で示される化合物であり、X11Aが2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-トリデカフルオロヘプチル基であり、X11B及びX11Cが水素原子である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 実施例17及び18の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として63~77%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、65~68%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.7~1.9mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
(実施例19)
 実施例1において、化合物2を化合物11にかえ、これらの化合物の割合を第9表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第9表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
・化合物11:トリス(4-ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル(分子量:460.52)、一般式(1B)で示される化合物であり、X1Bが基本構造となるメチリジントリスフェノールの3つの水酸基から各々1つの水素原子を除いた3価の基であり、l1B及びm1Bが0であり、n1Bが3である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 実施例19の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として78%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、55%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.5mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
(実施例20)
 実施例1において、化合物2を化合物12にかえ、これらの化合物の割合を第10表に示される割合とした以外は、実施例1と同様にして、改質硫化物固体電解質を作製した。
 得られた改質硫化物固体電解質について、上記の方法に基づき、吸油量、イオン伝導度及び酸化電流を測定した。また上記の方法に基づき、吸油量(指数)及び酸化電流(指数)を算出した。測定結果及び算出結果について、第10表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
・化合物12:1,3-ビス〔2-(7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン-3-イル)エチル〕-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(分子量:382.69)、一般式(1B)で示される化合物であり、X1Bが基本構造となる1,3-エチルヘキシル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンの末端の炭素原子に接続する3つの水素原子から各々1つの水素原子を除いた2価の基であり、l1Bが2であり、m1B及びn1Bが0である。構造式は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 実施例20の結果から、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、吸油量(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として73%と、吸油量は低減しており、比表面積が10m/g以上と大きいにもかかわらず、吸油量が小さく、塗工適性に優れたものであることが確認された。酸化電流(指数)は、比較例1の改質前の硫化物固体電解質を100として、47%となっており、酸化電流も低減しており、優れた耐酸化性を有するものであることも確認された。また、実施例より、本実施形態の改質硫化物固体電解質のイオン伝導度は1.3mS/cmと、化合物を用いなかった比較例1の硫化物固体電解質に比べて低下したものの、高いイオン伝導度を有するものであることが確認された。
 本実施形態の改質硫化物固体電解質は、比表面積が大きい硫化物固体電解質であっても、ペーストとして塗工する際の塗工適性に優れ、かつ効率的に優れた電池性能を発現し得るものである。また、本実施形態の改質硫化物固体電解質は、高いイオン伝導度を有していることから、電池に、とりわけ、パソコン、ビデオカメラ、及び携帯電話等の情報関連機器や通信機器等に用いられる電池に好適に用いられる。

Claims (19)

  1.  BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、を含む、改質硫化物固体電解質。
     化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
     化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
     化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
     化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
     化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
     化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子又は臭素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
     化合物(G)チオール化合物
     化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
     化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
  2.  前記化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、前記化合物(A)及び(C)~(I)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を含む、請求項1に記載の改質硫化物固体電解質。
  3.  前記化合物(B)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、前記化合物(A)、(C)及び(F)から選ばれる少なくとも一種の化合物と、を含む、請求項1又は2に記載の改質硫化物固体電解質。
  4.  前記化合物(A)及び(B)の炭素原子及び酸素原子を有する複素環が、オキシラン環である請求項1~3のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
  5.  前記化合物(C)が、-CH1C(X1Cは、ハロゲン原子を示す。)を一つ有する化合物、ハロゲン化ホルミル基(CX1C(=O)-(X1Cは、ハロゲン原子を示す。))を有する化合物及びハロゲン化シリル基(-SiX1c1C(X1Cは、ハロゲン原子を示し、n1Cは1~3の整数を示す。))を有する化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項1~4のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
  6.  前記化合物(A)が、下記一般式(1A)で示されるエポキシ化合物1A、下記一般式(2A)で示されるエポキシ化合物2A及び下記一般式(3A)で示されるエポキシ化合物3Aから選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項4又は5に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (一般式(1A)において、X11A~X13Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、X11A~X13Aの少なくとも一つは炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。
     一般式(2A)において、X21A~X23Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基又は一般式(2Aa)で示される基であり、X21A~X23Aの少なくとも一つは一般式(2Aa)で示される基である。一般式(2Aa)において、R21Aは2価の炭化水素基であり、R22Aは水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。
     一般式(3A)において、X31A~X33Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基又は一般式(3Aa)で示される基であり、X31A~X33Aの少なくとも一つは一般式(3Aa)で示される基である。一般式(3Aa)において、R31A及びR32Aは各々独立に単結合又は2価の炭化水素基であり、X34A~X36Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、-OR33A又は一般式(3Ab)で示される基である。R33A~R36Aは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基である。)
  7.  前記化合物(B)が、下記一般式(1B)で示される、エポキシ基、グリシジル基及びグリシジルエーテル基から選ばれる少なくとも2以上の基を有するエポキシ化合物である、請求項4~6のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (一般式(1B)において、X1Bは単結合又は脂肪族基、脂環基、芳香族基、シロキサン構造を有する有機基若しくはこれらの組み合わせからなる有機基であり、l1B、m1B及びn1Bは各々0以上16以下の整数であり、l1B+m1B+n1B≧2を満たす。また、X1Bの有機基が前記脂環基を有する場合、エポキシ基は、前記脂環基における脂環と縮合したものであってもよい。)
  8.  前記化合物(C)が、下記一般式(1C)で示される有機ハロゲン化物1a、下記一般式(2C)で示される有機ハロゲン化物1b、下記一般式(3C)で示される有機ハロゲン化物1c及び下記一般式(4C)で示される有機ハロゲン化物1dから選ばれる少なくとも一種の化合物である、請求項5~7のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (一般式(1C)において、X11Cはハロゲン原子であり、X12C~X14Cは各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
     一般式(2C)において、X21C~X26Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、X21C~X26Cの脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、X21C~X26Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。
     一般式(3C)において、X31C及びX32Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は一般式(3Ca)で示される基であり、一般式(3Ca)において、R31Cは単結合又は脂肪族炭化水素基であり、R32Cは水素原子、ハロゲン原子又は脂肪族炭化水素基である。脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、X31C及びX32Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。
     一般式(4C)において、X41C~X44Cは、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基又は芳香族炭化水素基であり、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基の水素原子はハロゲン原子を置換されていてもよく、X41C~X44Cの少なくとも1つはハロゲン原子又はハロゲン原子を含む基である。
     また、一般式(1C)~(4C)において、X11C、X21C、X31C及びX41Cのハロゲン原子は塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子であり、X12C~X14C、X22C~X26C、X32C及びX42C~X44Cのハロゲン原子はフッ素、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される原子である。)
  9.  前記化合物(D)が、下記一般式(1D)で示される化合物である、請求項1~8のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (一般式(1D)中、R11D及びR12Dは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Dは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示し、n11Dは0又は1を示す。)
  10.  前記化合物(E)が、下記一般式(1E)で示される化合物である、請求項1~9のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

    (一般式(1E)中、R11E及びR12Eは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Eは酸素原子、硫黄原子又は単結合を示す。)
  11.  前記化合物(F)が、下記一般式(1F)で示される化合物である、請求項1~10のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (一般式(1F)中、R11Fは有機基又は単結合を示し、X11F及びX12Fは各々独立にフッ素原子又は臭素原子を示す。)
  12.  前記化合物(G)が、下記一般式(1G)で示されるチオール化合物1及び下記一般式(2G)で示されるチオール化合物2から選ばれる少なくとも一種の化合物である、請求項1~11のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    (一般式(1G)中、R11G、R12G及びR13Gは各々独立に有機基又は単結合を示し、X11Gは水素原子又はチオール基を示し、n11Gは0~3の整数を示す。ただし、R11G、R12G及びR13Gの少なくとも一つは有機基である。
     一般式(2G)中、R21G、R22G及びR23Gは各々独立に有機基を示す。n21G、n22Gは0~3の整数を示し、n21G及びn22Gはn21G+n22G=3を満たす。ただし、R21G、R22G及びR23Gの少なくとも一つは有機基である。)
  13.  前記化合物(H)が、下記一般式(1H)で示される金属非含有リン化合物1H、下記一般式(2H)で示される金属非含有リン化合物2H及び下記一般式(3H)で示される金属非含有リン化合物3Hから選ばれる少なくとも一種の金属非含有リン化合物である、請求項1~12のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

    (一般式(1H)中、R11H、R12H及びR13Hは各々独立に有機基を示す。
     一般式(2H)中、R21H、R22H及びR23Hは各々独立に有機基を示す。
     一般式(3H)中、R31H、R32H、R35H及びR36Hは各々独立に有機基を示す。R33H及びR34Hは、各々独立に単結合又は有機基を示し、X31Hは単結合又は酸素原子を示す。また、R33H及びR34Hの少なくとも一つは有機基であり、R33HとR34Hとは互いに結合して縮合環を形成してもよい。)
  14.  前記化合物(I)が、下記一般式(1I)で示される化合物である、請求項1~13のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

    (一般式(1I)中、R11I、R12I及びR13Iは各々独立に有機基を示す。)
  15.  前記少なくとも二種の化合物の含有量が、前記硫化物固体電解質100質量部に対して0.03質量部以上25質量部以下である請求項1~14のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質。
  16.  BET比表面積が10m/g以上であり、リチウム原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子を含む硫化物固体電解質と、下記化合物(A)~(I)から選ばれる少なくとも二種の化合物と、有機溶媒と、を混合すること、
     前記有機溶媒を除去すること、を含む改質硫化物固体電解質の製造方法。
     化合物(A)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を一つ有する化合物
     化合物(B)炭素原子及び酸素原子を有する複素環を二以上有する化合物
     化合物(C)有機ハロゲン化物1(下記化合物(F)を除く。)
     化合物(D)ホルミル基(CH(=O)-)を有する化合物
     化合物(E)2以上のアセチル基(CHC(=O)-)を有する化合物
     化合物(F)2つ以上の-CH1F(X1Fは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。)で示されるハロゲン含有基と有機基とを有する有機ハロゲン化物2
     化合物(G)チオール化合物
     化合物(H)金属非含有リン化合物(ただし、リン原子と単結合する酸素原子を含まない化合物である。)
     化合物(I)金属非含有ホウ素化合物
  17.  前記有機溶媒が、脂肪族炭化水素溶媒、脂環族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒及びニトリル溶媒から選ばれる少なくとも一種の溶媒である、請求項16に記載の改質硫化物固体電解質の製造方法。
  18.  請求項1~15のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質と、電極活物質と、を含む電極合材。
  19.  請求項1~15のいずれか1項に記載の改質硫化物固体電解質及び請求項18に記載の電極合材の少なくとも一方を含む、リチウムイオン電池。
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