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JP3045852B2 - Manufacturing method of solid electrolyte secondary battery - Google Patents
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JP3045852B2 - Manufacturing method of solid electrolyte secondary battery - Google Patents

Manufacturing method of solid electrolyte secondary battery

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JP3045852B2
JP3045852B2 JP3338012A JP33801291A JP3045852B2 JP 3045852 B2 JP3045852 B2 JP 3045852B2 JP 3338012 A JP3338012 A JP 3338012A JP 33801291 A JP33801291 A JP 33801291A JP 3045852 B2 JP3045852 B2 JP 3045852B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質二次電池の
製造法に関し、さらに詳しくは、生産性に優れ、充放電
サイクル寿命が長い、固体二次電池の新規な製造法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a solid electrolyte secondary battery, and more particularly to a novel method for producing a solid secondary battery having excellent productivity and a long charge / discharge cycle life.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い、小型で軽
量、かつ、エネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放
電が可能な二次電池の開発が要望されている。この種の
二次電池としては、負極活物質としてリチウムまたはリ
チウム合金を用い、正極活物質としてモリブデン、バナ
ジウム、チタン、ニオブなどの酸化物、硫化物、セレン
化物などを用い、電解質としてプロピレンカーボネー
ト、ジオキソラン、ジメトキシエタンなどの非水系液体
電解質を用いたものが知られている。しかし、これらの
電解質液体は、粘度が低いため、電池保存中または使用
中に封口部分から漏液を発生しやすいため、長期間の信
頼性に問題がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronic equipment, there has been a demand for the development of a secondary battery which is small, lightweight, has a high energy density and can be repeatedly charged and discharged. As a secondary battery of this type, lithium or a lithium alloy is used as a negative electrode active material, molybdenum, vanadium, titanium, oxides such as niobium, sulfide, selenide, and the like are used as a positive electrode active material, and propylene carbonate is used as an electrolyte. Those using a non-aqueous liquid electrolyte such as dioxolan or dimethoxyethane are known. However, since these electrolyte liquids have low viscosity, they easily leak from the sealing portion during storage or use of the battery, and thus have a problem in long-term reliability.

【0003】そこで、この問題点を解決するため、種々
の固体電解質が提案されている。なかでも、イオン伝導
性高分子材料をベースとしてアルカリ金属塩を複合した
固体高分子電解質は、均一な薄膜を任意な形状に容易に
加工できるという長所から、種々のポリマーを用いた固
体高分子電解質、およびそれを用いたリチウム電池が提
案されている。
[0003] To solve this problem, various solid electrolytes have been proposed. Above all, solid polymer electrolytes based on ion-conductive polymer materials and composited with alkali metal salts can easily process uniform thin films into arbitrary shapes. , And a lithium battery using the same have been proposed.

【0004】しかし、上記の固体高分子電解質電池は、
固体高分子隔膜と電極との界面抵抗が大きいため、充放
電電流密度が小さいという欠点を持っている。これは、
固体高分子隔膜と電極の間の接触が固体どうしの接触で
あるため、密着性が不十分となるからである。
However, the above-mentioned solid polymer electrolyte battery is
Since the interface resistance between the solid polymer membrane and the electrode is large, there is a disadvantage that the charge / discharge current density is small. this is,
This is because the contact between the solid polymer membrane and the electrode is a contact between the solids, and the adhesion is insufficient.

【0005】この問題を解決するため、固体高分子電解
質を溶媒に均一に溶解し、電極に塗布した後、溶媒を蒸
発除去して固体高分子隔膜を作成する方法;光硬化型ま
たは熱硬化型の有機高分子と無機イオン塩とを含む液体
電解質を電極に塗布した後、硬化させて、固体高分子隔
膜を作成する方法などが提案されている。
In order to solve this problem, a method of uniformly dissolving a solid polymer electrolyte in a solvent, applying the solution to an electrode, and evaporating and removing the solvent to form a solid polymer membrane; a photo-curing type or a thermosetting type A method has been proposed in which a liquid electrolyte containing an organic polymer and an inorganic ionic salt is applied to an electrode and then cured to form a solid polymer diaphragm.

【0006】しかし、前記の固体高分子隔膜を用いた電
池は、従来の液体電解質を用いた電池と比較すると、液
状高分子電解質を電極に塗布し、その後、溶媒の蒸発除
去または加熱、光照射などにより架橋硬化する工程が不
可欠であり、生産性が低い。また、固体高分子電解質は
機械的強度が弱いため、円筒形電池に用いた場合、電極
と固体高分子隔膜を巻回すると、固体高分子隔膜が破断
するか、または延びてしまい、短絡、寸法の変化、はみ
出しなどを起こすという欠点を有している。
However, in the battery using the solid polymer membrane, a liquid polymer electrolyte is applied to an electrode, and then the solvent is removed by evaporation or heating, and light irradiation is performed, as compared with a battery using a conventional liquid electrolyte. The step of cross-linking and hardening is indispensable due to, for example, low productivity. In addition, since the solid polymer electrolyte has low mechanical strength, when used in a cylindrical battery, when the electrode and the solid polymer membrane are wound, the solid polymer membrane breaks or extends, resulting in short-circuiting and dimensional problems. Has the drawback of causing a change or protrusion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消するためになされたものであり、生産性に優
れ、充放電サイクル寿命が長い、固体電解質二次電池を
製造する方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid electrolyte secondary battery which is excellent in productivity and has a long charge / discharge cycle life. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、固体電解
質二次電池において、下記のA液およびB液の少なくと
もいずれか一方がアルカリ金属塩を含む、A液とB液と
を混合することによって得た生成物を液状で電池内に注
入し、その後硬化させて、固体電解質として用いること
により、上記の目的が達成できることを見出して、本発
明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In a solid electrolyte secondary battery, the present inventors mix liquid A and liquid B in which at least one of the following liquids A and B contains an alkali metal salt. The inventor has found that the above object can be achieved by injecting the resulting product in a liquid state into the battery, curing the product, and then using it as a solid electrolyte, thereby completing the present invention.

【0009】すなわち、本発明の固体電解質二次電池の
製造法は、リチウムまたはリチウム合金からなる負極
と、金属カルコゲン化合物またはリチウムと金属カルコ
ゲン化合物との複合化合物からなる正極と、固体電解質
とを備えた固体電解質二次電池の製造法において、前記
固体電解質として、下記A液およびB液の少なくともい
ずれか一方がアルカリ金属塩を含む、A液とB液とを混
合することによって得た生成物を液状で電池内に注入
し、硬化させることを特徴とする。
That is, a method for manufacturing a solid electrolyte secondary battery of the present invention comprises a negative electrode made of lithium or a lithium alloy, a positive electrode made of a metal chalcogen compound or a composite compound of lithium and a metal chalcogen compound, and a solid electrolyte. In the method for producing a solid electrolyte secondary battery, as the solid electrolyte, at least one of the following solution A and solution B contains an alkali metal salt, and a product obtained by mixing solution A and solution B is used. It is characterized by being injected into a battery in a liquid state and cured.

【0010】A液は、一般式(1)で示される置換また
は非置換アクリル酸のアルコキシポリエチレングリコー
ルエステルにラジカル重合開始加速剤が溶解した溶液で
あり、
Solution A is a solution in which a radical polymerization initiation accelerator is dissolved in a substituted or unsubstituted alkoxypolyethylene glycol ester of acrylic acid represented by the general formula (1):

【0011】[0011]

【化5】 Embedded image

【0012】(式中、R1 は水素または炭素数1〜5の
アルキル基を表わし、R2 は炭素数1〜5のアルキル基
を表わし、mは2≦m≦30の整数を表わす) B液は、一般式(2)で示されるポリアルキレングリコ
ールジアルキルエーテル
Wherein R 1 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m represents an integer of 2 ≦ m ≦ 30. The liquid is a polyalkylene glycol dialkyl ether represented by the general formula (2)

【0013】[0013]

【化6】 Embedded image

【0014】(式中、R3 およびR5 は、たがいに同一
であっても異なっていてもよく、炭素数1〜5のアルキ
ル基を表わし、R4 は水素または炭素数1〜3のアルキ
ル基を表わし、nは2≦n≦30の整数を表わす);お
よび/または一般式(3)で示される有機非水溶媒
(Wherein R 3 and R 5 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. And n represents an integer of 2 ≦ n ≦ 30); and / or an organic non-aqueous solvent represented by the general formula (3)

【0015】[0015]

【化7】 Embedded image

【0016】(式中、Xは(Where X is

【0017】[0017]

【化8】 Embedded image

【0018】を表わし、R6 は炭素数1〜6の一価の炭
化水素基を表わし、R7 およびR8 はたがいに同一であ
っても異なっていてもよく、一重結合または炭素数1〜
6の二価の炭化水素基を表わし、R9 は炭素数1〜6の
一価の炭化水素基またはシアノ基を表わし、R6 および
9 は相互に連結して環を形成してもよく、p、qおよ
びrは0または1を表わし、R9 が一価の炭化水素基で
ある場合はp+q+r>0である)中にラジカル重合開
始剤が溶解した溶液である。
Wherein R 6 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 7 and R 8 may be the same or different, and represent a single bond or 1 to 6 carbon atoms.
6 represents a divalent hydrocarbon group, R 9 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a cyano group, and R 6 and R 9 may be mutually connected to form a ring. , P, q and r each represent 0 or 1, and when R 9 is a monovalent hydrocarbon group, p + q + r> 0) is a solution in which the radical polymerization initiator is dissolved.

【0019】本発明に用いる固体電解質は、一般式
(1)で示される化合物中にラジカル重合開始加速剤が
溶解している溶液であるA液と、一般式(2)で示され
る化合物および/または一般式(3)で示される化合物
中にラジカル重合開始剤が溶解している溶液であるB液
とを混合することにより、硬化させて得た生成物であ
る。さらに、このA液かB液の少なくともいずれか一方
の液中には、アルカリ金属塩を含有している。
The solid electrolyte used in the present invention comprises a solution A in which a radical polymerization initiator is dissolved in a compound represented by the general formula (1) and a compound represented by the general formula (2) and / or Alternatively, it is a product obtained by mixing with a solution B in which a radical polymerization initiator is dissolved in a compound represented by the general formula (3), followed by curing. Further, at least one of the solution A and the solution B contains an alkali metal salt.

【0020】さらにまた、A液またはB液の少なくとも
いずれか一方の液には、所望に応じて、ラジカル重合遅
延剤を含有していてもよい。
Further, at least one of the solution A and the solution B may contain a radical polymerization retarder, if desired.

【0021】この発明において使用される一般式(1)
で示される化合物は、その構造式が示すとおり、アクリ
ル酸またはアルキル置換アクリル酸のモノアルコキシポ
リエチレングリコールエステルであり、すなわち、分子
中にオキシエチレンユニットを含むポリエーテル系マク
ロモノマーであり、常温において液状を呈するものであ
る。
The general formula (1) used in the present invention
Is a monoalkoxy polyethylene glycol ester of acrylic acid or alkyl-substituted acrylic acid, as shown by its structural formula, that is, a polyether-based macromonomer containing an oxyethylene unit in the molecule, and is liquid at room temperature. It shows.

【0022】一般式(1)中、R1 は、水素原子または
炭素数1〜5、好ましくは1〜3のアルキル基を表わ
す。アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、
イソプロピル、ブチル、ペンチルなどが挙げられ、好ま
しくは、水素原子、およびメチル、エチルのアルキル基
である。R2 は、炭素数1〜5、好ましくは1〜3のア
ルキル基であり、メチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピル、ブチル、ペンチルなどが挙げられ、好ましくは、
メチル、エチル、プロピルなどである。また、一般式
(1)によって表示される化合物中のオキシエチレンユ
ニットの数、すなわちmの値は、2≦m≦30、好まし
くは2≦m≦20、さらに好ましくは3≦m≦15であ
る。
In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5, preferably 1 to 3 carbon atoms. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl,
Examples thereof include isopropyl, butyl, and pentyl, and preferably a hydrogen atom and an alkyl group of methyl and ethyl. R 2 is an alkyl group having 1 to 5, preferably 1 to 3 carbon atoms, and includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl and the like.
Methyl, ethyl, propyl and the like. The number of oxyethylene units in the compound represented by the general formula (1), that is, the value of m is 2 ≦ m ≦ 30, preferably 2 ≦ m ≦ 20, and more preferably 3 ≦ m ≦ 15. .

【0023】一般式(1)で示されるアクリル酸または
アルキル置換アクリル酸のモノアルコキシポリエチレン
グリコールエステルとして、具体的には、上記範囲内の
オキシエチレンユニット数を有するメトキシポリエチレ
ングリコールメタクリレート、エトキシポリエチレング
リコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコ
ールアクリレート、エトキシポリエチレングリコールア
クリレートなどが例示される。これらを単独で用いて
も、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the monoalkoxypolyethylene glycol ester of acrylic acid or alkyl-substituted acrylic acid represented by the general formula (1) include methoxypolyethylene glycol methacrylate and ethoxypolyethylene glycol methacrylate having an oxyethylene unit number within the above range. Methoxy polyethylene glycol acrylate, ethoxy polyethylene glycol acrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0024】この発明において使用されるラジカル重合
開始加速剤は、一般式(1)の化合物に可溶性のもので
あり、後述のラジカル重合開始剤を還元する作用を有す
るものであれば、特に限定されることはなく、各種のア
ニリン類、アミン類、還元性遷移金属化合物、含イオウ
化合物などが例示される。
The radical polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in the compound of the formula (1) and has an action of reducing the radical polymerization initiator described below. Instead, various anilines, amines, reductive transition metal compounds, sulfur-containing compounds and the like are exemplified.

【0025】具体的には、例えば、アニリン、N,N−
ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N
−ジブチルアニリンなどのアニリン類;トリエチルアミ
ン、ジエチルアミン、ピペリジン、1,2−ジアミノエ
タンなどのアミン類;FeCl2 ・nH2 O、FeS、
FeSO4 などのFe(II)塩;CoCl2 、CoBr
2 、CoSO4 、CoSなどのCo(II)塩;MoCl
5 などのMo(V)塩;メタンチオール、エタンチオー
ル、ベンゼンチオール、フェニルメタンチオール、1,
4−ブタンジチオール、p−メルカプト安息香酸などの
チオール類;カリウムエタンチオラート、ナトリウムエ
タンチオラートなどのチオール塩類;ジエチルスルフィ
ド、エチルチオベンゼン、1,2−ビス(メチルチオ)
エタン、4,4´−チオ二安息香酸、3−(メチルチ
オ)プロパノール、ビス(エチルチオメチル)スルフィ
ド、チアシクロオクタン、1,2−ジチアン、2,3−
ジヒドロ−1,4−ジチアナフタレンなどのスルフィド
類;または各種亜硫酸塩;スルフィン酸などが例示さ
れ、アニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジ
エチルアニリン、トリエチルアミン、FeSO4 、Fe
Cl2 ・nH2 O、エタンチオール、ベンゼンチオー
ル、ナトリウムエタンチオラート、ジエチルスルフィド
などが好ましい。これらを単独で用いても、2種以上を
併用してもよい。
Specifically, for example, aniline, N, N-
Dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N
Anilines such as dibutylaniline; amines such as triethylamine, diethylamine, piperidine, 1,2-diaminoethane; FeCl 2 .nH 2 O, FeS;
Fe (II) salts such as FeSO 4 ; CoCl 2 , CoBr
2 , Co (II) salts such as CoSO 4 and CoS; MoCl
Mo (V) salts such as 5 ; methanethiol, ethanethiol, benzenethiol, phenylmethanethiol, 1,
Thiols such as 4-butanedithiol and p-mercaptobenzoic acid; Thiol salts such as potassium ethanethiolate and sodium ethanethiolate; diethylsulfide, ethylthiobenzene, 1,2-bis (methylthio)
Ethane, 4,4'-thiodibenzoic acid, 3- (methylthio) propanol, bis (ethylthiomethyl) sulfide, thiacyclooctane, 1,2-dithiane, 2,3-
Sulfides such as dihydro-1,4-dithianaphthalene; or various sulfites; sulfinic acid and the like; aniline, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, triethylamine, FeSO 4 , Fe
Cl 2 .nH 2 O, ethanethiol, benzenethiol, sodium ethanethiolate, diethyl sulfide and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

【0026】A液は、一般式(1)の化合物中に、これ
らのラジカル重合開始加速剤が溶解しているものであ
る。A液中のラジカル重合開始加速剤の濃度は0.00
01〜10重量%が好ましく、0.0005〜5重量%
がより好ましい。
Solution A is one in which these radical polymerization initiation accelerators are dissolved in the compound of the general formula (1). The concentration of the radical polymerization initiation accelerator in Solution A is 0.00
01 to 10% by weight is preferred, and 0.0005 to 5% by weight
Is more preferred.

【0027】なお、A液の中に、さらに分子末端に2〜
4個のアルキル置換または非置換のアクリロイル基を有
する直鎖状又は分岐状の化合物を配合することが好まし
い。その配合量は、一般式(1)で表わされる化合物1
00重量部に対して、通常、50重量部以下であり、好
ましくは1〜50重量部、さらに好ましくは2〜30重
量部である。
It should be noted that, in solution A, two to two
It is preferable to blend a linear or branched compound having four alkyl-substituted or unsubstituted acryloyl groups. The compounding amount of the compound 1 represented by the general formula (1)
The amount is usually 50 parts by weight or less, preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 30 parts by weight with respect to 00 parts by weight.

【0028】このようなアルキル置換または非置換のア
クリロイル基を有する化合物としては、たとえば、一般
式(4)で示される、両末端に合計2個の該アルキル置
換または非置換のアクリロイル基を有する直鎖状ポリエ
チレングリコールのジエステル
Examples of such a compound having an alkyl-substituted or unsubstituted acryloyl group include a compound represented by the general formula (4) having two alkyl-substituted or unsubstituted acryloyl groups at both ends. Diester of linear polyethylene glycol

【0029】[0029]

【化9】 Embedded image

【0030】(式中、R10及びR11は、たがいに同一で
あっても異なっていてもよく、水素原子または炭素数1
〜5、好ましくは1〜3のアルキル基を表わし、sは4
〜30、好ましくは5〜20を表わす)が好ましく、と
くに両末端にアクリル基またはメタクリル基を有する化
合物が、適当な物質として例示される。
(Wherein R 10 and R 11 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a carbon atom
Represents an alkyl group of -5, preferably 1-3.
To 30, preferably 5 to 20), and particularly, a compound having an acryl group or a methacryl group at both ends is exemplified as a suitable substance.

【0031】3個、または4個の末端にアルキル置換ま
たは非置換のアクリロイル基を有する化合物として、一
般式(5)で示される化合物が好ましく、末端にアクリ
ル基またはメタクリル基を有する化合物がとくに好まし
い。具体的には、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリ
スリトールテトラアクリレートなどが例示される。
As the compound having an alkyl- or unsubstituted acryloyl group at three or four terminals, a compound represented by the general formula (5) is preferable, and a compound having an acryl or methacryl group at the terminal is particularly preferable. . Specific examples include trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, and pentaerythritol tetraacrylate.

【0032】[0032]

【化10】 Embedded image

【0033】(式中、R12は炭素数1〜5のアルキル基
を表わし、aは0または1であり、R13は水素または炭
素数1〜5のアルキル基を表わす。)
(Wherein, R 12 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a represents 0 or 1, and R 13 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

【0034】この発明に使用される一般式(2)で示さ
れる化合物は、その構造式から知られるとおり、両末端
がアルキルエーテル化されたポリエーテルオリゴマーで
あり、うち、常温において液状を呈するものである。
The compound represented by the general formula (2) used in the present invention is a polyether oligomer in which both ends are alkyl etherified, as known from its structural formula, and which is a liquid at room temperature. It is.

【0035】式中のR4 は、水素原子または炭素数1〜
3のアルキル基を表わし、オキシアルキレンユニットと
しては、たとえば、オキシエチレンユニット、オキシプ
ロピレンユニット、オキシブチレンユニットなどが挙げ
られ、また2種類以上のオキシアルキレンユニットが共
存していてもよい。これらのオキシアルキレンユニット
数nは、2≦n≦30、好ましくは2≦n≦20、さら
に好ましくは3≦n≦15である。また、式中のR3
よびR5 は、たがいに同一であっても異なっていてもよ
く、炭素数1〜5、好ましくは1〜3のアルキル基であ
って、たとえば、メチル、エチル、プロピル、イソプロ
ピルなどが挙げられる。
R 4 in the formula is a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to
3 represents an alkyl group, and examples of the oxyalkylene unit include an oxyethylene unit, an oxypropylene unit, and an oxybutylene unit, and two or more oxyalkylene units may coexist. The number n of these oxyalkylene units is 2 ≦ n ≦ 30, preferably 2 ≦ n ≦ 20, and more preferably 3 ≦ n ≦ 15. R 3 and R 5 in the formula may be the same or different, and each represents an alkyl group having 1 to 5, preferably 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl and propyl. , Isopropyl and the like.

【0036】このようなポリアルキレングリコールジア
ルキルエーテルとして、具体的には、ジメトキシポリエ
チレングリコール、ジエトキシポリエチレングリコー
ル、ジプロポキシポリエチレングリコール、ジメトキシ
ポリプロピレングリコール、ジエトキシポリプロピレン
グリコール、ジメトキシポリエチレン−プロピレングリ
コール、ジメトキシポリエチレン−ブチレングリコール
などが例示される。これらを単独で用いても、2種以上
を併用してもよい。
Specific examples of such polyalkylene glycol dialkyl ethers include dimethoxy polyethylene glycol, diethoxy polyethylene glycol, dipropoxy polyethylene glycol, dimethoxy polypropylene glycol, diethoxy polypropylene glycol, dimethoxy polyethylene propylene glycol, and dimethoxy polyethylene glycol. Butylene glycol is exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.

【0037】一般式(3)で示される化合物は、常温に
おいて液状を呈する有機非水溶媒である。
The compound represented by the general formula (3) is an organic non-aqueous solvent which is liquid at room temperature.

【0038】式中のR6 は炭素数1〜6、好ましくは1
〜4の炭化水素基であって、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチ
ル、イソブチル、ペンチルなどのアルキル基;フェニル
などのアリール基などが例示される。R7 およびR8
たがいに同一であっても異なっていてもよく、一重結合
か、または炭素数1〜6の二価の炭化水素基であって、
メチレン、エチレン、トリメチレン、プロピレンなどの
アルキレン基;フェニレンなどのアリーレン基などが例
示される。
R 6 in the formula has 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.
To 4 hydrocarbon groups, examples of which include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl, tert-butyl, isobutyl, and pentyl; and aryl groups such as phenyl. R 7 and R 8 may be the same or different and each is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms,
Examples thereof include an alkylene group such as methylene, ethylene, trimethylene, and propylene; and an arylene group such as phenylene.

【0039】R9 はシアノ基または炭素数1〜6、好ま
しくは1〜3の一価の炭化水素基であって、この炭化水
素基については、R6 と同様のものが例示される。ま
た、R6 とR9 は相互に連結して環を形成していてもよ
く、この場合のR6 とR9 は、それぞれ、二価の炭化水
素基の一部を構成する。このような二価の炭化水素基
は、通常、炭素数2〜6のものであり、エチレン、トリ
メチレン、プロピレン、テトラメチレンなどのアルキレ
ン基が例示される。p、qおよびrは、各々、0又は1
であって、R4 が一価の炭化水素基である場合はp+q
+r>0である。
R 9 is a cyano group or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6, preferably 1 to 3 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group are the same as those of R 6 . Further, R 6 and R 9 may be mutually connected to form a ring, and in this case, R 6 and R 9 each constitute a part of a divalent hydrocarbon group. Such a divalent hydrocarbon group usually has 2 to 6 carbon atoms, and examples thereof include an alkylene group such as ethylene, trimethylene, propylene, and tetramethylene. p, q and r are each 0 or 1
And when R 4 is a monovalent hydrocarbon group, p + q
+ R> 0.

【0040】また、Xは次のような二価の基を示す。X represents the following divalent group.

【0041】[0041]

【化11】 Embedded image

【0042】一般式(3)で示される有機非水溶媒とし
ては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、アセトニ
トリル、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、スルホ
ランなどが例示される。これらを単独で用いても、2種
以上を併用してもよい。この有機非水溶媒は、その誘電
率の値に関係なく使用が可能であるが、特に、誘電率が
30以上のものが好ましい。
Examples of the organic non-aqueous solvent represented by the general formula (3) include ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dioxolan, sulfolane and the like. These may be used alone or in combination of two or more. This organic non-aqueous solvent can be used regardless of the value of its dielectric constant, but particularly preferably has a dielectric constant of 30 or more.

【0043】この発明に使用されるラジカル重合開始剤
は、一般式(2)で示される化合物および/または一般
式(3)で示される化合物に可溶性のものであり、容易
にラジカルを発生するものであれば、特に限定されるも
のではない。有機過酸化物などが好適な物質として例示
される。有機過酸化物としては、ジアルキルペルオキシ
ド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシエステル、ヒド
ロペルオキシド、ケトンペルオキシドなどが用いられ、
具体的には、ベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロ
ロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、
ジクミルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシ
ド、シクロヘキサノンペルオキシド、クメンヒドロペル
オキシド、tert- ブチルペルオキシアセテート、tert−
ブチルペルオキシイソブチレート、tert−ブチルペルオ
キシピバレート、アセチルペルオキシド、ジイソプロピ
ルペルオキシカーボネート、p−メンタンヒドロペルオ
キシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、
プロピオニルペルオキシドなどが例示される。ベンゾイ
ルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシイソブチレー
ト、アセチルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオ
キシドなどが好ましい。これらを単独で用いても、2種
以上を併用してもよい。
The radical polymerization initiator used in the present invention is soluble in the compound represented by the general formula (2) and / or the compound represented by the general formula (3), and easily generates a radical. If so, there is no particular limitation. Organic peroxides and the like are exemplified as suitable substances. As the organic peroxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, hydroperoxide, ketone peroxide and the like are used,
Specifically, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide,
Dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxyacetate, tert-
Butyl peroxyisobutyrate, tert-butyl peroxypivalate, acetyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, p-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide,
And propionyl peroxide. Benzoyl peroxide, tert-butyl peroxyisobutyrate, acetyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide and the like are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

【0044】B液は、一般式(2)の化合物および/ま
たは一般式(3)の化合物の中に上記のラジカル重合開
始剤が溶解しているものである。B液中のラジカル重合
開始剤の濃度は、0.0001〜10重量%が好まし
く、0.0005〜5重量%がより好ましい。
Solution B is a solution in which the above-mentioned radical polymerization initiator is dissolved in the compound of the general formula (2) and / or the compound of the general formula (3). The concentration of the radical polymerization initiator in the solution B is preferably 0.0001 to 10% by weight, more preferably 0.0005 to 5% by weight.

【0045】また、一般式(2)の化合物と一般式
(3)の化合物を併用する場合の両者の使用比率は、特
に限定されないが、通常、一般式(2)の化合物対一般
式(3)の化合物の重量比は、99:1〜1:99の範
囲内が好ましく、90:10〜10:90の範囲内がよ
り好ましい。
When the compound of the general formula (2) and the compound of the general formula (3) are used in combination, the use ratio of both is not particularly limited, but usually, the compound of the general formula (2) and the compound of the general formula (3) ) Is preferably in the range of 99: 1 to 1:99, more preferably in the range of 90:10 to 10:90.

【0046】この発明においては、前記のA液および/
またはB液中に、アルカリ金属塩を含有する。さらにラ
ジカル重合遅延剤を選択的に付加的に含有してもよい。
In the present invention, the above-mentioned solution A and / or
Alternatively, the solution B contains an alkali metal salt. Further, a radical polymerization retarder may be optionally additionally contained.

【0047】アルカリ金属塩は、一般式(1)の化合
物、一般式(2)の化合物、または一般式(3)の化合
物に可溶性のものであれば、特に限定されることはな
く、たとえば、アルカリ金属塩としては、過塩素酸リチ
ウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウムなどの過
塩素酸アルカリ金属塩;テトラフルオロホウ酸リチウ
ム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、テトラフルオロ
ホウ酸カリウムなどのテトラフルオロホウ酸のアルカリ
金属塩;ヘキサフルオロリン酸リチウム、ヘキサフルオ
ロリン酸カリウムなどのヘキサフルオロリン酸のアルカ
リ金属塩;トリフルオロ酢酸リチウムなどのトリフルオ
ロ酢酸のアルカリ金属塩;トリフルオロメタンスルホン
酸リチウムなどのトリフルオロメタンスルホン酸のアル
カリ金属塩などが例示される。これらを単独で用いて
も、2種以上を併用してもよい。
The alkali metal salt is not particularly limited as long as it is soluble in the compound of the general formula (1), the compound of the general formula (2) or the compound of the general formula (3). Examples of the alkali metal salt include alkali metal salts of perchlorate such as lithium perchlorate, sodium perchlorate and potassium perchlorate; tetrafluorocarbons such as lithium tetrafluoroborate, sodium tetrafluoroborate and potassium tetrafluoroborate Alkali metal salts of boric acid; alkali metal salts of hexafluorophosphoric acid such as lithium hexafluorophosphate and potassium hexafluorophosphate; alkali metal salts of trifluoroacetic acid such as lithium trifluoroacetate; lithium trifluoromethanesulfonate and the like Examples include alkali metal salts of trifluoromethanesulfonic acid That. These may be used alone or in combination of two or more.

【0048】上記のアルカリ金属塩の含有量は、A液と
B液の総量100重量部に対して、1〜30重量部が好
ましく、3〜20重量部がさらに好ましい。
The content of the alkali metal salt is preferably from 1 to 30 parts by weight, more preferably from 3 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the solution A and the solution B.

【0049】ラジカル重合遅延剤は、ラジカル重合反応
を禁止または抑制する作用を有するものであれば、特に
限定されることはない。好適な例としては、1,1−ジ
フェニル−2−ピクリルヒドラジン(DPPH)、1,
3,5−トリフェニルフェルダジル(VDZ)、2,6
−ジ−tert−ブチル−α−(3,5−ジ−tert−ブチル
−4−オキソ−2,5−シクロヘキサジエン−1−イリ
デン−p−トリルオキシル(Galvinoxyl) 、2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリドン−1−オキシ
ル、N−(3−N−オキシアニリノ−1,3−ジメチル
ブチリデン)−アニリンオキシド、トリ(p−ニトロフ
ェニル)メチルなどの有機酸素ラジカルまたは有機窒素
ラジカルなどの安定有機ラジカル類;塩化第二鉄、臭化
第二鉄、塩化第二銅などの高原子価金属塩;ジクロロキ
ノン、ヒドロキノンなどのキノン類;ジチオベンゾイル
ジスルフィドなどの有機イオウ化合物が例示され、DP
PHなどの安定ラジカル類が特に好ましい。なお、この
発明では、安定ラジカル類における安定とは、通常0〜
50℃、好ましくは5〜40℃の範囲で安定であること
を意味する。
The radical polymerization retarder is not particularly limited as long as it has an action of inhibiting or suppressing a radical polymerization reaction. Preferred examples include 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazine (DPPH),
3,5-triphenylferdazyl (VDZ), 2,6
-Di-tert-butyl-α- (3,5-di-tert-butyl-4-oxo-2,5-cyclohexadiene-1-ylidene-p-tolyloxyl (Galvinoxyl), 2,2,
Organic oxygen radicals such as 6,6-tetramethyl-4-piperidone-1-oxyl, N- (3-N-oxyanilino-1,3-dimethylbutylidene) -aniline oxide, tri (p-nitrophenyl) methyl or Stable organic radicals such as organic nitrogen radicals; high valent metal salts such as ferric chloride, ferric bromide, and cupric chloride; quinones such as dichloroquinone and hydroquinone; organic sulfur compounds such as dithiobenzoyl disulfide Is exemplified, DP
Stable radicals such as PH are particularly preferred. In the present invention, stability in stable radicals generally means 0 to
It means that it is stable at 50 ° C, preferably in the range of 5 to 40 ° C.

【0050】上記のラジカル重合遅延剤の添加量は、ラ
ジカル重合遅延剤/ラジカル重合開始剤(モル比)が通
常2以下であり、好ましくは0.001〜1.5であ
り、特に好ましくは0.01〜1.0の範囲内である。
もちろん、2種以上のラジカル重合遅延剤を併用するこ
とも可能である。
The amount of the radical polymerization retarder to be added is such that the ratio of the radical polymerization retarder / radical polymerization initiator (molar ratio) is usually 2 or less, preferably 0.001 to 1.5, and particularly preferably 0 to 1.5. 0.01 to 1.0.
Of course, two or more radical polymerization retarders can be used in combination.

【0051】この発明に用いられる高分子固体電解質
は、A液とB液が混合されることによって硬化する。こ
の際に、A液とB液の混合比率は、発明の目的が損なわ
れない限り特に限定されないが、通常、A液対B液の重
量比が1:99〜90:10であり、5:95〜85:
15の範囲内であることがさらに好ましい。A液が過多
であれば、生成する高分子固体電解質の低温でのイオン
伝導度が低下し易く、またB液で過多であれば、生成す
る高分子固体電解質のフィルムの強度が劣弱になり易
い。
The solid polymer electrolyte used in the present invention is cured by mixing the liquid A and the liquid B. At this time, the mixing ratio of the liquid A and the liquid B is not particularly limited as long as the object of the invention is not impaired, but usually, the weight ratio of the liquid A to the liquid B is 1:99 to 90:10, and 5: 95-85:
More preferably, it is within the range of 15. If the amount of the liquid A is excessive, the ionic conductivity of the produced solid polymer electrolyte at low temperature is apt to decrease. If the amount of the liquid B is excessive, the strength of the produced solid polymer film becomes poor. easy.

【0052】A液とB液を混合するときの温度は、通常
は、0〜50℃の範囲内であって、5〜40℃の範囲内
が好ましい。また、これら両液の取扱い操作は、乾燥雰
囲気下で行われることが好ましい。
The temperature at which the liquid A and the liquid B are mixed is usually in the range of 0 to 50 ° C., preferably in the range of 5 to 40 ° C. In addition, it is preferable that the handling operation of these two liquids is performed in a dry atmosphere.

【0053】ラジカル重合遅延剤を使用する場合は、A
液とB液を混合した後、しばらくの誘導期間が経過して
から、硬化が開始するので、他には特別の処置は必要で
はない。硬化時の温度は、通常、0〜50℃、好ましく
は5〜40℃の範囲内であり、また、硬化時間は、各成
分の仕込量、温度などの諸条件によって適宜決定される
が、生産性の観点から、通常、1分間〜24時間が好ま
しく、5分間〜12時間の範囲内がさらに好ましい。
When a radical polymerization retarder is used, A
After the induction period for a while after mixing the liquid and the liquid B, the curing starts, and no other special treatment is required. The temperature at the time of curing is usually in the range of 0 to 50 ° C., preferably 5 to 40 ° C., and the curing time is appropriately determined by various conditions such as the charged amount of each component and the temperature. From the viewpoint of the properties, usually, 1 minute to 24 hours are preferable, and 5 minutes to 12 hours are more preferable.

【0054】なお、A液中にエチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、ジメチルス
ルホキシドなどの有機非親水性溶媒を、この発明の目的
を損なわない限りにおいて共存させてもよい。このとき
の共存量は、通常、全体量の98重量%以下、好ましく
は1〜95重量%、さらに好ましくは5〜92重量%で
ある。
Incidentally, an organic non-hydrophilic solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethoxyethane or dimethyl sulfoxide may be coexisted in the solution A as long as the object of the present invention is not impaired. The coexistence amount at this time is usually 98% by weight or less of the total amount, preferably 1 to 95% by weight, more preferably 5 to 92% by weight.

【0055】この発明に用いる固体電解質は、上記の説
明のように、常温において、A液とB液を混合する操作
のみで、硬化反応によって得ることができる。硬化反応
の速度は、ラジカル重合開始剤、ラジカル重合開始加速
剤およびモノマーの種類と濃度を選択することによっ
て、自由に制御できる。そのことによって、混合物を液
状物として取扱いうる期間を調節することができる。さ
らに、ラジカル重合遅延剤を使用することにより、A液
とB液が混合された後、硬化が開始するまでの誘導期間
を設けて、より広範囲の作業期間を設定することが可能
である。
As described above, the solid electrolyte used in the present invention can be obtained by a curing reaction only at the ordinary temperature by mixing the solution A and the solution B. The rate of the curing reaction can be freely controlled by selecting the type and concentration of the radical polymerization initiator, the radical polymerization initiation accelerator and the monomer. Thereby, the period during which the mixture can be handled as a liquid can be adjusted. Further, by using the radical polymerization retarder, it is possible to set an induction period from the time when the liquid A and the liquid B are mixed to the time when the curing starts, so that a wider range of operation time can be set.

【0056】すなわち、本発明に用いる固体電解質は、
A液とB液が混合された後、硬化が開始するまでの誘導
期間においては、液体電解質と同様に扱うことができ
る。
That is, the solid electrolyte used in the present invention is:
During the induction period after the liquid A and the liquid B are mixed and the curing starts, the liquid electrolyte can be handled in the same manner as the liquid electrolyte.

【0057】そこで、この固体電解質を用いることによ
り、電池組立の際に、A液とB液が混合した後、硬化が
開始するまでの誘導期間を含め、液状物として取扱いう
る作業期間に、液体電解質と同様な注液を行い、電極、
ならびに正極と負極を隔離するセパレータに含浸または
保持させ、電池組立後に電池内において電解質を硬化さ
せることにより、固体電解質二次電池を製造することが
できる。
Therefore, by using this solid electrolyte, during the assembly of the battery, after the liquid A and the liquid B are mixed, the liquid can be used as a liquid during an operation period including an induction period until curing starts. Perform the same injection as for the electrolyte, electrodes,
In addition, a solid electrolyte secondary battery can be manufactured by impregnating or holding the separator separating the positive electrode and the negative electrode and curing the electrolyte in the battery after assembling the battery.

【0058】本発明に用いる注液方式としては、本発明
に用いる固体電解質は誘導期間中は液体電解質と同様に
取り扱えるので、液体電解質の注入に用いられる注液方
式であればいかなる方法でもよく、特に限定するもので
はない。好ましい方法としては、減圧注液などが挙げら
れる。
As the liquid injection method used in the present invention, the solid electrolyte used in the present invention can be handled in the same manner as the liquid electrolyte during the induction period, and any liquid injection method used for injecting the liquid electrolyte may be used. There is no particular limitation. A preferable method is, for example, injection under reduced pressure.

【0059】この発明に用いる正極活性物質としては、
金属カルコゲン化合物やリチウムと金属カルコゲン化合
物の複合化合物が用いられる。金属カルコゲン化合物と
しては、たとえば、チタン(Ti)、バナジウム
(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニオブ
(Nb)などの金属の酸化物、硫化物、セレン化物が例
示され、具体的には、MnO2 、V25 、Cr3
8 、V613などの酸化物;TiS2 、V22 などの
硫化物;VSe2 、NbSe3 などのセレン化物が例示
される。また、リチウムと金属カルコゲン化合物との複
合化合物としては、たとえば、LiCoO2 、LiMn
24 などが例示される。これらは、それぞれ単独で用
いてもよいし、または2種以上を適宜選択して用いても
よい。また、上記化合物は、結晶質であっても非晶質で
あってもよい。
The positive electrode active material used in the present invention includes:
A metal chalcogen compound or a composite compound of lithium and a metal chalcogen compound is used. Examples of the metal chalcogen compound include, for example, oxides, sulfides, and selenides of metals such as titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and niobium (Nb). Include MnO 2 , V 2 O 5 , Cr 3 O
8 , oxides such as V 6 O 13 ; sulfides such as TiS 2 and V 2 S 2 ; selenides such as VSe 2 and NbSe 3 . Examples of a composite compound of lithium and a metal chalcogen compound include, for example, LiCoO 2 , LiMn
2 O 4 and the like are exemplified. Each of these may be used alone, or two or more of them may be appropriately selected and used. Further, the above compound may be crystalline or amorphous.

【0060】また、この発明に用いる正極は、上記の正
極活物質にポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体などの結着剤、さら
に必要に応じてカーボンブラック、アセチレンブラック
などの導電剤を混合した後、成形、またはシート化する
ことにより作成される。ここで、結着剤としては、高分
子固体電解質、たとえばポリエチレングリコールとアル
カリ金属塩の混合物などを用いてもよい。また、この固
体電解質と上記結着剤を併用してもよい。
The positive electrode used in the present invention comprises a binder such as polytetrafluoroethylene, polyethylene, or ethylene-propylene copolymer, and a conductive material such as carbon black or acetylene black, if necessary. It is prepared by mixing or forming the agents and then forming them into sheets. Here, a solid polymer electrolyte such as a mixture of polyethylene glycol and an alkali metal salt may be used as the binder. Further, the solid electrolyte and the binder may be used in combination.

【0061】この発明に用いる負極活物質としては、リ
チウムまたはリチウム合金が好ましい。リチウム合金と
しては、Li−Al合金、Li−In合金、Li−Al
−Mn合金などが例示される。
The negative electrode active material used in the present invention is preferably lithium or a lithium alloy. As the lithium alloy, Li-Al alloy, Li-In alloy, Li-Al
-Mn alloy and the like are exemplified.

【0062】この発明に用いる負極は、上記のリチウム
またはリチウム合金を、箔またはペレット状に加工して
作成される。
The negative electrode used in the present invention is prepared by processing the above-mentioned lithium or lithium alloy into a foil or a pellet.

【0063】また、この発明に用いるセパレータとして
は、ポリプロピレン製の多孔質膜;ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどの不織布;およびポリプロピレン製のネ
ットなどが挙げられ、正極と負極が隔離でき、本発明に
用いる固体電解質が含浸または保持できるものであれば
よく、特に限定するものではない。
Examples of the separator used in the present invention include a porous membrane made of polypropylene; a nonwoven fabric such as polyethylene and polypropylene; and a net made of polypropylene. The solid electrolyte used in the present invention can be separated from the positive electrode and the negative electrode. Is not particularly limited as long as it can be impregnated or retained.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のように、本発明によって、生産性
に優れた固体電解質二次電池の製造法が提供される。
As described above, the present invention provides a method for manufacturing a solid electrolyte secondary battery having excellent productivity.

【0065】さらに、本発明の固体電解質電池の製造法
では、固体電解質を液状で注液し、電池内で硬化させる
ため、液状高分子電解質を電極に塗布し、残存溶媒の蒸
発による除去、または加熱、光照射などにより、架橋硬
化する工程が不要である。
Further, in the method for producing a solid electrolyte battery of the present invention, a liquid polymer electrolyte is applied to an electrode in order to inject the solid electrolyte in a liquid state and cure in the battery, and the remaining solvent is removed by evaporation, or A step of crosslinking and curing by heating, light irradiation, or the like is unnecessary.

【0066】一方、本発明に用いられる固体電解質は、
混合後、常温において硬化するため、加熱、光照射など
の、電極性能に悪影響を与える操作が不要であり、電極
性能を維持するうえで大変効果がある。
On the other hand, the solid electrolyte used in the present invention is:
After the mixing, the composition is cured at room temperature, so that operations such as heating and light irradiation that adversely affect the electrode performance are not required, which is very effective in maintaining the electrode performance.

【0067】さらに、正極と負極の両電極上に同時にか
つ直接的に成膜することが可能であるため、膜と電極と
の密着性は大変良好であり、また膜は柔軟性および機械
的強度に優れている。固体電解質をセパレータに含浸さ
せることにより十分な強度が得られるため、固体電解質
の破断による短絡はない。
Furthermore, since it is possible to form a film simultaneously and directly on both the positive electrode and the negative electrode, the adhesion between the film and the electrode is very good, and the film has flexibility and mechanical strength. Is excellent. Since sufficient strength is obtained by impregnating the solid electrolyte with the separator, there is no short circuit due to breakage of the solid electrolyte.

【0068】また、充放電サイクルを繰り返し行って
も、本発明に用いる固体電解質の特性上、電極上にリチ
ウムにおけるデンドライトを形成しない。そのため、充
放電サイクル寿命の長い、優れた固体電解質二次電池が
得られる。
Further, even if the charge / discharge cycle is repeated, dendrites of lithium are not formed on the electrode due to the characteristics of the solid electrolyte used in the present invention. Therefore, an excellent solid electrolyte secondary battery having a long charge / discharge cycle life can be obtained.

【0069】[0069]

【実施例】以下、この発明を実施例および比較例によっ
て具体的に説明する。この発明はこれらの記載によっ
て、なんら限定されるものではない。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited by these descriptions.

【0070】実施例 図1は、本発明の製造方法における円筒形固体電解質二
次電池の縦断面図である。金属リチウムからなる負極5
と、ポリプロピレン不織布製のセパレータ6と、スピネ
ル型LiMn24 を厚さ10μmのステンレス基材上
に塗布した正極7とを、この順序で積層した発電要素4
の帯状物を渦巻状に巻回して、負極端子を兼ねる有底円
筒形容器の中、絶縁体2の上に収納した。
Example FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylindrical solid electrolyte secondary battery in the production method of the present invention. Negative electrode 5 made of metallic lithium
And a separator 6 made of a polypropylene nonwoven fabric, and a positive electrode 7 in which spinel-type LiMn 2 O 4 is coated on a stainless steel substrate having a thickness of 10 μm.
Was wound in a spiral shape and stored on the insulator 2 in a bottomed cylindrical container also serving as a negative electrode terminal.

【0071】A液として、メトキシポリエチレングリコ
ールモノメタクリレート(新中村化学工業株式会社製
M90G,オキシエチレンユニット数:9)10mlに、
N,N−ジメチルアニリン10mgを加えたもの;B液と
して、プロピレンカーボネート10mlに、過塩素酸リチ
ウム0.75g およびベンゾイルペルオキシド0.05
g を加え、さらに、1,1−ジフェニル−2−ピクリル
ヒドラジル(DPPH)3mgを加えたものを用い、これ
らA、B2液を25℃において、重量比1:9で混合し
た。この混合液を、発電要素を収納した円筒形容器に減
圧注液し、円筒形固体電解質二次電池を組み立てた。こ
の電池を組み立ててから6時間後に分解したところ、電
池内に注入した前記の混合液は硬化して、図1の6が、
セパレータと固体電解質からなる層となっていた。
As the liquid A, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
M90G, number of oxyethylene units: 9)
A solution obtained by adding 10 mg of N, N-dimethylaniline; as a solution B, 10 ml of propylene carbonate, 0.75 g of lithium perchlorate and 0.05 of benzoyl peroxide
g, and 3 mg of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) was further added. The solutions A and B2 were mixed at 25 ° C. at a weight ratio of 1: 9. This mixed solution was injected under reduced pressure into a cylindrical container containing a power generating element to assemble a cylindrical solid electrolyte secondary battery. When the battery was disassembled 6 hours after assembling, the mixed solution injected into the battery was cured, and 6 in FIG.
It was a layer composed of a separator and a solid electrolyte.

【0072】さらに、8の絶縁板、9の絶縁封口板、1
0の正極端子、11の正極リード線を設けて、円筒形の
固体電解質二次電池を完成した。
Further, 8 insulating plates, 9 insulating sealing plates, 1
By providing a positive electrode terminal of 0 and a positive electrode lead wire of 11, a cylindrical solid electrolyte secondary battery was completed.

【0073】比較例 固体電解質に代えて過塩素酸リチウムを0.7モル/リ
ットル含有したプロピレンカーボネートを用いた以外は
実施例と同様にして、円筒形の非水溶媒二次電池を組み
立てた。
Comparative Example A cylindrical non-aqueous solvent secondary battery was assembled in the same manner as in Example except that propylene carbonate containing 0.7 mol / L of lithium perchlorate was used instead of the solid electrolyte.

【0074】このようにして作成した実施例及び比較例
の円筒形二次電池を、室温20℃において、100mAの
一定電流で、3.4Vから2.0Vまでの電圧範囲の充
放電サイクルを行った。その結果を図2に示す。図2
中、Aは実施例の電池、Bは比較例の電池の放電容量維
持率曲線である。
The charge / discharge cycle in the voltage range from 3.4 V to 2.0 V was carried out on the cylindrical secondary batteries of Examples and Comparative Examples thus produced at a room temperature of 20 ° C. and a constant current of 100 mA. Was. The result is shown in FIG. FIG.
In the graph, A is the battery of Example, and B is the discharge capacity retention rate curve of the battery of Comparative Example.

【0075】図2から明らかなように、本発明による実
施例の円筒形固体電解質二次電池は、サイクル数の増加
に伴う放電容量維持率の劣化が小さく、優れた充放電可
逆性を有している。一方、比較例の電池は、デンドライ
トが発生し、100サイクルを越えると容量維持率が急
激に低下した。
As is clear from FIG. 2, the cylindrical solid electrolyte secondary battery of the embodiment according to the present invention has a small deterioration in the discharge capacity retention rate with an increase in the number of cycles and has excellent charge / discharge reversibility. ing. On the other hand, in the battery of the comparative example, dendrite was generated, and the capacity retention rate was sharply reduced after 100 cycles.

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

【図1】実施例の固体電解質二次電池を示す一部断面図
である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a solid electrolyte secondary battery of an example.

【図2】実施例及び比較例の円筒形二次電池における充
放電サイクル数に対する放電容量維持率の変化を示す特
性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change in a discharge capacity retention ratio with respect to the number of charge / discharge cycles in cylindrical secondary batteries of an example and a comparative example.

【符号の説明】 1 固体電解質二次電池 2 絶縁体 3 ステンレス容器 4 電極群 5 負極 6 セパレータ+固体電解質 7 正極 8 絶縁板 9 絶縁封口板 10 正極端子 11 正極リード A 実施例の電池の放電容量維持率曲線 B 比較例の電池の放電容量維持率曲線[Description of Signs] 1 Solid electrolyte secondary battery 2 Insulator 3 Stainless steel container 4 Electrode group 5 Negative electrode 6 Separator + Solid electrolyte 7 Positive electrode 8 Insulating plate 9 Insulating sealing plate 10 Positive electrode terminal 11 Positive electrode lead A Discharge capacity of battery of embodiment Retention rate curve B Discharge capacity retention rate curve of battery of comparative example

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須賀 雅信 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日本 石油株式会社 中央技術研究所内 (72)発明者 秋田 成一 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日本 石油株式会社 中央技術研究所内 (72)発明者 黒田 信行 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日本 石油株式会社 中央技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−211412(JP,A) 特開 平4−331220(JP,A) 特開 平5−114419(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masanobu Suga 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Japan Petroleum Corporation Central Research Laboratory (72) Inventor Seiichi Akita 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama, Kanagawa Japan Petroleum Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Nobuyuki Kuroda 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Japan Petroleum Co., Ltd. Central Research Laboratory (56) References JP-A-4-211412 (JP, A) JP-A-4-331220 (JP, A) JP-A-5-114419 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 10/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リチウムまたはリチウム合金かならる負
極と、金属カルコゲン化合物またはリチウムと金属カル
コゲン化合物との複合化合物からなる正極と、固体電解
質とを備えた固体電解質二次電池の製造法において、前
記固体電解質として、下記A液およびB液の少なくとも
いずれか一方がアルカリ金属塩を含む、A液とB液とを
温度40℃以下で混合することによって得た生成物を、
電池組立の際に液状で注入し、正極と負極を隔離するセ
パレータに含浸または保持させた後、温度40℃以下で
硬化させることを特徴とする固体電解質二次電池の製造
法。 A液は、一般式(1)で示される置換または非置換アク
リル酸のアルコキシポリエチレングリコールエステルに
ラジカル重合開始加速剤が溶解した溶液であり、 【化1】 (式中、R1 は水素または炭素数1〜5のアルキル基を
表わし、R2 は炭素数1〜5のアルキル基を表わし、m
は2≦m≦30の整数を表わす) B液は、一般式(2)で示されるポリアルキレングリコ
ールジアルキルエーテル 【化2】 (式中、R3 およびR5 は、たがいに同一であっても異
なっていてもよく、炭素数1〜5のアルキル基を表わ
し、R4 は水素または炭素数1〜3のアルキル基を表わ
し、nは2≦n≦30の整数を表わす); および/または一般式(3)で示される有機非水溶媒 【化3】 (式中、Xは 【化4】 を表わし、R6 は炭素数1〜6の一価の炭化水素基を表
わし、R7 およびR8 はたがいに同一であっても異なっ
ていてもよく、一重結合または炭素数1〜6の二価の炭
化水素基を表わし、R9 は炭素数1〜6の一価の炭化水
素基またはシアノ基を表わし、R6 およびR9 は相互に
連結して環を形成していてもよく、p、qおよびrはそ
れぞれ独立して0または1を表わし、R9 が一価の炭化
水素基である場合はq+p+r>0である)中にラジカ
ル重合開始剤が溶解した溶液である。
1. A method for producing a solid electrolyte secondary battery comprising: a negative electrode made of lithium or a lithium alloy; a positive electrode made of a metal chalcogen compound or a composite compound of lithium and a metal chalcogen compound; and a solid electrolyte. As a solid electrolyte, at least one of the following liquid A and liquid B contains an alkali metal salt, a product obtained by mixing the liquid A and the liquid B at a temperature of 40 ° C. or lower,
A method for producing a solid electrolyte secondary battery, comprising: injecting a liquid during battery assembly, impregnating or holding a separator for separating a positive electrode and a negative electrode, and then curing at a temperature of 40 ° C. or lower. Solution A is a solution in which a radical polymerization initiation accelerator is dissolved in a substituted or unsubstituted alkoxypolyethylene glycol ester of acrylic acid represented by the general formula (1). (Wherein, R 1 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
Represents an integer of 2 ≦ m ≦ 30) Solution B is a polyalkylene glycol dialkyl ether represented by the general formula (2). (Wherein, R 3 and R 5 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. , N represents an integer of 2 ≦ n ≦ 30); and / or an organic non-aqueous solvent represented by the general formula (3): (Wherein X is R 6 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 and R 8 may be the same or different, and represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. R 9 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a cyano group; R 6 and R 9 may be linked to each other to form a ring; , Q and r each independently represent 0 or 1, and when R 9 is a monovalent hydrocarbon group, q + p + r> 0) is the solution in which the radical polymerization initiator is dissolved.
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