Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7599322B2 - Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7599322B2 - Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes - Google Patents

Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes Download PDF

Info

Publication number
JP7599322B2
JP7599322B2 JP2020204326A JP2020204326A JP7599322B2 JP 7599322 B2 JP7599322 B2 JP 7599322B2 JP 2020204326 A JP2020204326 A JP 2020204326A JP 2020204326 A JP2020204326 A JP 2020204326A JP 7599322 B2 JP7599322 B2 JP 7599322B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrochemical element
electrolyte
surface treatment
metal
electrochemical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020204326A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022091475A (en
Inventor
大輔 川上
立彦 本多
Original Assignee
Muアイオニックソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Muアイオニックソリューションズ株式会社 filed Critical Muアイオニックソリューションズ株式会社
Priority to JP2020204326A priority Critical patent/JP7599322B2/en
Publication of JP2022091475A publication Critical patent/JP2022091475A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7599322B2 publication Critical patent/JP7599322B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、電解液、電気化学素子電極用表面処理剤、電気化学素子電極の表面処理方法及び電気化学素子電極の製造方法に関する。 The present invention relates to an electrolyte, a surface treatment agent for electrochemical element electrodes, a surface treatment method for electrochemical element electrodes, and a manufacturing method for electrochemical element electrodes.

電子部材としてグラファイト基板や電極等の電気化学素子電極が注目されている。従来では、グラファイト基板等の電気化学素子電極の表面に金属層を作成するために、電気メッキを施す技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Graphite substrates and electrodes, such as electrodes for electrochemical elements, have been attracting attention as electronic components. Conventionally, a technique for electroplating has been known to create a metal layer on the surface of an electrochemical element electrode, such as a graphite substrate (see, for example, Patent Document 1).

特開2011-46998号公報JP 2011-46998 A

電気化学的手法により電極に金属を濃化させる工程では、通常、溶媒に電解質及び金属原料を溶解させて得られた電解液が用いられる。この電解液に正極及び負極を挿入し、電位をかけることで、電極上で電気化学反応が進行し、電極上に金属及び/又は金属イオンが濃化する。この時、金属原料の形態によっては以下2点の課題が生じる;
(1)配位子を有さず金属イオンとアニオンのみからなる金属塩を金属原料として用いた場合、電解液への溶解性が低く、目的とする量の金属原料を反応に供することができない。また、金属塩の対イオンであるアニオン自体が電気化学的に酸化分解反応または還元分解反応し、その副生成物が電極表面に作用するため、好適な電極表面を形成することができない。
(2)金属イオンに対する配位子、及びアニオンからなる金属錯体を金属原料として用いた場合、電解液への溶解性は(1)より改善されるが、金属錯体の配位子やアニオン自体が電気化学的に酸化分解反応または還元分解反応してしまい、本来電極表面処理に使用する電気容量を損失(ロス)するため、電極上の電気化学反応の効率が低下する。また、配位子や対イオンの反応による副生成物が電極表面に作用するため、好適な電極表面を形成することができない。
上記に鑑み、本発明は、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスを抑制して、電気化学反応の効率良く電極表面に金属及び/又は金属イオンを濃化することを課題とする。
In the process of concentrating metals on electrodes by electrochemical methods, an electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte and a metal raw material in a solvent is usually used. By inserting a positive electrode and a negative electrode into this electrolyte and applying a potential, an electrochemical reaction proceeds on the electrodes, and metals and/or metal ions are concentrated on the electrodes. At this time, depending on the form of the metal raw material, the following two problems may occur:
(1) When a metal salt that does not have a ligand and is composed only of a metal ion and an anion is used as a metal source, the solubility in the electrolyte is low, and the target amount of the metal source cannot be used for the reaction. In addition, the anion, which is the counter ion of the metal salt, itself undergoes an electrochemical oxidative or reductive decomposition reaction, and the by-product acts on the electrode surface, making it impossible to form a suitable electrode surface.
(2) When a metal complex consisting of a ligand for a metal ion and an anion is used as the metal raw material, the solubility in the electrolyte is improved compared to (1), but the ligand or anion of the metal complex itself undergoes an electrochemical oxidative or reductive decomposition reaction, resulting in a loss of electrical capacity that would otherwise be used for electrode surface treatment, and therefore a decrease in the efficiency of the electrochemical reaction on the electrode. In addition, by-products from the reaction of the ligand or counter ion act on the electrode surface, making it impossible to form a suitable electrode surface.
In view of the above, an object of the present invention is to suppress loss of electrical capacitance due to side reactions in a metal ion concentration treatment process on an electrode surface and to concentrate metals and/or metal ions on the electrode surface efficiently in an electrochemical reaction.

本発明者等は上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、電解液に極性溶媒及び電解質を配し、配位子が該極性溶媒からなり、かつ金属イオンの対イオンが該電解質のアニオンと同一のものからなる金属原料を含有させることにより、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスを抑制して、電気化学反応の効率良く電極表面に金属及び/又は金属イオンを濃化することができることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
[1] 下記一般式(1)で示される金属錯体化合物、極性溶媒、並びにB-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するアニオンを含む電解質を含有する電解液。
[(Mn+)S](Am-m/n (1)
(式(1)中、Mn+は、n価の金属イオンであり、nは1~6の整数であり;Sは前記極
性溶媒と同一の化合物であり、xは1~6の整数であり;Am-は前記電解質に含まれるアニオンと同一であって、B-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するm価のアニオンであり、mは1~4の整数である。)
[2] 前記極性溶媒が環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、及びカルボン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[1]に記載の電解液。
[3] [1]または[2]に記載の電解液を含む、電気化学素子電極用表面処理剤。
[4] 第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を[3]に記載の電気化学素子電極用表面処理剤に接触するように配置する工程、及び
前記第1の電気化学素子電極と前記第2の電気化学素子電極を使用し、前記電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程、
を含む、電気化学素子電極の表面処理方法。
[5] 第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を[3]に記載の電気化学素子電極用表面処理剤に接触するように配置する工程、及び
前記第1の電気化学素子電極と前記第2の電気化学素子電極を使用し、前記電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程、
を含む、前記第1の電極の表面に金属及び/又は金属イオンが濃化された電気化学素子電極の製造方法。
In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors have conducted intensive research and have found that by disposing a polar solvent and an electrolyte in an electrolytic solution and containing a metal raw material whose ligand consists of the polar solvent and whose counter ion of the metal ion is the same as the anion of the electrolyte, it is possible to suppress loss of capacitance due to side reactions in the metal ion concentration treatment step on the electrode surface and to concentrate metal and/or metal ions on the electrode surface efficiently through electrochemical reaction, thereby completing the present invention.
That is, the gist of the present invention lies in the following.
[1] An electrolytic solution comprising a metal complex compound represented by the following general formula (1), a polar solvent, and an electrolyte comprising an anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond:
[(M n+ ) S x ] (A m- ) m/n (1)
(In formula (1), M n+ is an n-valent metal ion, n is an integer from 1 to 6; S is the same compound as the polar solvent, x is an integer from 1 to 6; A m- is the same as the anion contained in the electrolyte, is an m-valent anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond, and m is an integer from 1 to 4.)
[2] The electrolyte solution according to [1], wherein the polar solvent contains at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, and carboxylic acid esters.
[3] A surface treatment agent for an electrochemical element electrode, comprising the electrolytic solution according to [1] or [2].
[4] A step of arranging a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode so as to be in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes according to [3], and a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes using the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode;
The surface treatment method of an electrochemical element electrode comprises the steps of:
[5] A step of arranging a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode so as to be in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes according to [3], and a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes using the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode;
4. A method for producing an electrochemical element electrode, comprising:

本発明の電解液によれば、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスを低減し、電気化学反応の効率よく電極表面に金属イオンを濃化させることができる。
本発明の電解液を用いることで、金属イオン濃化処理工程での電気容量のロスを小さくでき、効率よく電極表面に金属イオンを濃化させることができる作用・原理は明確ではないが、以下のように考えられる。ただし、本発明は、以下に記述する作用・原理に限定されるものではない。
According to the electrolyte of the present invention, in the step of concentrating metal ions on the electrode surface, the loss of capacitance due to side reactions can be reduced, and metal ions can be concentrated on the electrode surface efficiently in the electrochemical reaction.
The action and principle by which the use of the electrolyte of the present invention can reduce the loss of electrical capacity in the metal ion concentration treatment step and efficiently concentrate metal ions on the electrode surface is not clear, but is thought to be as follows, however, the present invention is not limited to the action and principle described below.

一般式(1)で示される金属錯体化合物(以下、「式(1)で表される化合物」ともいう。)は、電解液の構成成分である極性溶媒を配位子として有する。該配位子が電解液の構成成分と同一の化合物であるため、電気化学的な副反応は電解液が式(1)で表される化合物を含まない場合と同程度に抑えられ、電気容量のロスを抑制できる。また、例えこの配位子が電気化学的に反応したとしても、電解液の反応と同様の副生成物を与えることから、式(1)で表される化合物を電解液に加えたことによる電極表面への影響は抑制できる。
また、式(1)で表される化合物は電解液中の電解質と同一のアニオンを有する。そのため、電気化学的な副反応は電界液が式(1)で表される化合物を含まない場合と同程度に抑えられ、電気容量のロスを抑制できる。また、例えこのアニオンが電気化学的に反応したとしても、電解液の反応と同様の副生成物を与えることから、式(1)で表される化合物を電解液に加えたことによる電極表面への影響は抑制できる。
The metal complex compound represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as "compound represented by formula (1)") has a polar solvent, which is a component of the electrolyte, as a ligand. Since the ligand is the same compound as the component of the electrolyte, electrochemical side reactions are suppressed to the same extent as when the electrolyte does not contain the compound represented by formula (1), and loss of capacitance can be suppressed. Even if the ligand reacts electrochemically, it gives a by-product similar to the reaction of the electrolyte, so that the effect on the electrode surface caused by adding the compound represented by formula (1) to the electrolyte can be suppressed.
In addition, the compound represented by formula (1) has the same anion as the electrolyte in the electrolytic solution. Therefore, the electrochemical side reaction is suppressed to the same extent as when the electrolytic solution does not contain the compound represented by formula (1), and the loss of electric capacity can be suppressed. Even if this anion reacts electrochemically, it gives a by-product similar to the reaction of the electrolytic solution, so that the effect on the electrode surface caused by adding the compound represented by formula (1) to the electrolytic solution can be suppressed.

故に式(1)で表される化合物を金属原料に用いることで、電気化学反応に伴う電気容量のロスを低減し、電極表面への影響も抑制しながら、効率よく電極表面に金属イオンを濃化させることができる。 Therefore, by using the compound represented by formula (1) as the metal raw material, it is possible to reduce the loss of capacitance associated with the electrochemical reaction and efficiently concentrate metal ions on the electrode surface while suppressing the effects on the electrode surface.

以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、以下に記載する説明は本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明は請求項に記載の要旨を超えない限り、これらの内容に限定されるものではない。 The following describes in detail the form for carrying out the present invention. However, the description given below is one example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents as long as it does not exceed the gist of the claims.

[1.電解液]
本発明に係る電気液は、式(1)で示される金属錯体化合物を含む。
[(Mn+)S](Am-n/m (1)
(式(1)中、Mn+は、n価の金属イオンであり、nは1~6の整数であり;Sは前記極性溶媒と同一の化合物であり、xは1~6の整数であり;Am-は前記電解質に含まれるアニオンと同一のアニオンであって、B-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するm価のアニオンであり、mは1~4の整数である。)
[1. Electrolyte]
The electrical liquid according to the present invention contains a metal complex compound represented by formula (1).
[(M n+ ) S x ] (A m- ) n/m (1)
(In formula (1), M n+ is an n-valent metal ion, n is an integer from 1 to 6; S is the same compound as the polar solvent, x is an integer from 1 to 6; A m- is the same anion as the anion contained in the electrolyte, and is an m-valent anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond, and m is an integer from 1 to 4.)

<式(1)で示される金属錯体化合物>
(金属イオン)
式(1)中、Mn+はn価(但し、nは1~6の整数)の金属イオンであれば特に制限されない。金属イオンとしては、ニッケルイオン、パラジウムイオン、白金イオン、コバルトイオン、銅イオン、銀イオン、金イオン、マンガンイオン、チタニウムイオン、ジルコニウムイオン、モリブデンイオン、タングステンイオン及びアルミニウムイオンが好ましく、ニッケルイオン、パラジウムイオン、コバルトイオン、銅イオン、銀イオン、マンガンイオン、チタニウムイオン、モリブデンイオン、タングステンイオン及びアルミニウムイオンがより好ましく、ニッケルイオン、コバルトイオン、マンガンイオン、銅イオン、モリブデンイオン、タングステンイオン及びアルミニウムイオンがさらに好ましい。金属イオンがこれらのイオンであると、一般式(1)で示される金属錯体化合物を安価かつ容易に得られ、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスを低減し、電気化学反応の効率よく電極表面に金属イオンを濃化させる本願の効果が得られやすいため好ましい。
<Metal complex compound represented by formula (1)>
(Metal ions)
In formula (1), M n+ is not particularly limited as long as it is a metal ion having a valence of n (wherein n is an integer of 1 to 6). As the metal ion, nickel ion, palladium ion, platinum ion, cobalt ion, copper ion, silver ion, gold ion, manganese ion, titanium ion, zirconium ion, molybdenum ion, tungsten ion and aluminum ion are preferred, nickel ion, palladium ion, cobalt ion, copper ion, silver ion, manganese ion, titanium ion, molybdenum ion, tungsten ion and aluminum ion are more preferred, and nickel ion, cobalt ion, manganese ion, copper ion, molybdenum ion, tungsten ion and aluminum ion are even more preferred. When the metal ion is one of these ions, the metal complex compound represented by the general formula (1) can be obtained inexpensively and easily, and in the metal ion concentration treatment step on the electrode surface, the loss of electrical capacity due to side reactions is reduced, and the effect of the present application of concentrating metal ions on the electrode surface efficiently in the electrochemical reaction is easily obtained, which is preferable.

式(1)中、nは金属イオンMn+の価数を表し、該金属イオンMn+が取りうる価数に対応する整数であって、通常1~6の整数である。nは、2~6の整数が好ましく、2、4又は6がより好ましい。金属イオンMn+の価数が2価、4価又は6価であれば、式(1)の化合物が特に安定であるため、容易に取り扱うことができ、また、電気化学反応に要する容量が減るため、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、より電気容量のロスを低減しながら、電極表面に金属イオンを濃化させることができるため好ましい。金属イオンは1種であってもよいし、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。すなわち、本実施形態に係る電解液は、同一の金属種で異なる価数の金属イオンを2種以上含んでもよいし、異なる種類の金属イオンを2種以上含んでもよい。 In formula (1), n represents the valence of the metal ion M n+ , and is an integer corresponding to the valence that the metal ion M n+ can take, and is usually an integer of 1 to 6. n is preferably an integer of 2 to 6, and more preferably 2, 4 or 6. If the valence of the metal ion M n+ is divalent, tetravalent or hexavalent, the compound of formula (1) is particularly stable, so it can be easily handled, and the capacity required for the electrochemical reaction is reduced, so that in the metal ion concentration treatment step on the electrode surface, the metal ion can be concentrated on the electrode surface while reducing the loss of electrical capacity, which is preferable. The metal ion may be one type, or may contain two or more types in any ratio. That is, the electrolyte according to this embodiment may contain two or more types of metal ions of the same metal species but different valences, or may contain two or more types of metal ions of different types.

(極性溶媒S)
式(1)中、Sは電気化学素子に用いられる電解液が含む極性溶媒と同一の化合物であれば特に制限されないが、例えば、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、カルボン酸エステル、エーテル系化合物、及びスルホン系化合物が挙げられる。中でも、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、又はカルボン酸エステルが好ましく、環状カーボネート、鎖状カーボネート、又はニトリル化合物がより好ましく、環状カーボネート又はニトリル化合物が特に好ましい。これらの溶媒は金属イオンへの配位が強く、金属と安定な配位結合を形成するため、一般式(1)で示される金属錯体化合物が得られやすく、好ましい。
また、式(1)中、xは極性溶媒Sの金属イオンMn+に対する配位数を示しており、Mn+とSによって決まる配位数に対応する整数である。xは通常1~6の整数である。以下、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、及びカルボン酸エステルについて説明する。
(Polar Solvent S)
In formula (1), S is not particularly limited as long as it is the same compound as the polar solvent contained in the electrolyte used in the electrochemical element, and examples thereof include cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, carboxylates, ether compounds, and sulfone compounds. Among these, cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, and carboxylates are preferred, cyclic carbonates, chain carbonates, and nitrile compounds are more preferred, and cyclic carbonates or nitrile compounds are particularly preferred. These solvents are strongly coordinated to metal ions and form stable coordinate bonds with metals, making it easy to obtain the metal complex compound represented by general formula (1), and are therefore preferred.
In addition, in formula (1), x indicates the coordination number of the polar solvent S with respect to the metal ion M n+ , and is an integer corresponding to the coordination number determined by M n+ and S. x is usually an integer of 1 to 6. Hereinafter, the cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, and carboxylate esters will be described.

・環状カーボネート
環状カーボネートとしては、式(1)中の金属イオンMn+に配位できるものであれば
特に制限されないが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、環状カーボネート化合物の化学的安定性、電気化学的安定性の観点から、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましく、エチレンカーボネートがより好ましい。環状カーボネートは、1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。
Cyclic carbonates The cyclic carbonates are not particularly limited as long as they can be coordinated to the metal ion Mn + in formula (1), and examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc. Among these, from the viewpoint of the chemical stability and electrochemical stability of the cyclic carbonate compound, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferred, and ethylene carbonate is more preferred. The cyclic carbonate may be used alone or in any ratio of two or more.

・鎖状カーボネート
鎖状カーボネートとしては、式(1)中の金属イオンMn+に配位できるものであれば特に制限されないが、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネートが挙げられる。これらの中でも、製造上の観点から、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート又はエチルメチルカーボネートが好ましい。鎖状カーボネートは、1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。
Chain carbonates The chain carbonate is not particularly limited as long as it can coordinate to the metal ion Mn + in formula (1), and examples thereof include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl-n-propyl carbonate. Among these, from the viewpoint of production, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate is preferred. The chain carbonate may be used alone or in any ratio of two or more.

・ニトリル化合物
ニトリル化合物としては、式(1)中の金属イオンMn+に配位できるものであれば特に制限されないが、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ペンタンニトリル、ヘキサンニトリル、ヘプタンニトリル、オクタンニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられる。これらの中でも、ニトリル化合物の化学的安定性、電気化学的安定性、式(1)中のアニオンAm-への配位性の観点から、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ペンタンニトリル、ベンゾニトリル等が好ましく、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルがより好ましく、アセトニトリル、プロピオニトリルがさらに好ましい。これらニトリル化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。
Nitrile Compounds The nitrile compounds are not particularly limited as long as they can be coordinated to the metal ion M n+ in formula (1), and examples thereof include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, pentanenitrile, hexanenitrile, heptanenitrile, octanenitrile, benzonitrile, etc. Among these, from the viewpoints of the chemical stability and electrochemical stability of the nitrile compounds and the coordination to the anion A m- in formula (1), acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, pentanenitrile, benzonitrile, etc. are preferred, acetonitrile, propionitrile, and butyronitrile are more preferred, and acetonitrile and propionitrile are even more preferred. These nitrile compounds may be used alone or in any ratio of two or more.

・カルボン酸エステル
カルボン酸エステルとしては、式(1)中の金属イオンMn+に配位できるものであれば特に制限されないが、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル等があげられる。これらの中でも、化合物の化学的安定性、電気化学的安定性、式(1)中のAへの配位性の観点から、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルが好ましく、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルがより好ましく、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチルがさらに好ましい。これらカルボン酸エステルは、1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。
Carboxylic acid esters are not particularly limited as long as they can be coordinated to the metal ion Mn + in formula (1), and examples thereof include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, and butyl propionate. Among these, from the viewpoints of chemical stability, electrochemical stability, and coordination to A in formula (1), methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and propyl propionate are preferred, and methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate are more preferred, and methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate are even more preferred. These carboxylates may be used alone or in any ratio of two or more.

極性溶媒Sは、1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で用いてもよい。したがって、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、カルボン酸エステルは1種を用いてもよく、2種以上を任意の比率で含んでいてもよい。 Polar solvent S may be used alone or in any combination of two or more kinds in any ratio. Thus, cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, and carboxylic acid esters may be used alone or in any combination of two or more kinds in any ratio.

(アニオン)
式(1)中、Am-は電解質のアニオンと同一の化合物であって、B-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するアニオンであれば特に制限はないが、例えばBF 、[BF(C)]、(FSO、(FSO、FSO 、PF(CF 、[PF(C、及びPF 等が挙げられる。これらの中でも、BF 、(FSO、FSO 、PF が製造上の観点から好ましい。
式(1)中、mはカウンターアニオンAm-の価数をあらわし、アニオンAm-が取りうる価数に対応する整数であって、通常1~4の整数である。mは好ましくは、1~3の
整数であり、より好ましくは1又は2である。カウンターアニオンAの価数が1価又は2価であれば、電気化学反応に要する容量を低くすることができるため、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、電気容量のロスを一層抑制しながら、電極表面に金属イオンを濃化させることができるため好ましい。
式(1)中、アニオンの数n/mは[(Mn+)S]に対し、式(1)の化合物全体が電気化学的中性となるように定められ、通常1~6の整数である。n/mは、好ましくは2、4又は6である。n/mがこのような範囲になるように式(1)の化合物を設計すれば、Aの副反応による電気容量のロスを低減できるので、電気化学反応の効率よく電極表面に金属イオンを濃化させる本願の効果が得られやすいため好ましい。
(anion)
In formula (1), A m- is the same compound as the anion of the electrolyte, and is not particularly limited as long as it is an anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond, and examples thereof include BF 4 - , [BF 2 (C 2 O 2 )] - , (FSO 2 ) 2 N - , (FSO 2 ) 3 C - , FSO 3 - , PF 4 (CF 3 ) 2 - , [PF 2 (C 2 O 2 ) 2 ] - , and PF 6 - . Among these, BF 4 - , (FSO 2 ) 2 N - , FSO 3 - , and PF 6 - are preferred from the viewpoint of production.
In formula (1), m represents the valence of the counter anion A m- , is an integer corresponding to the possible valence of the anion A m- , and is usually an integer of 1 to 4. m is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2. If the valence of the counter anion A is monovalent or divalent, the capacity required for the electrochemical reaction can be reduced, and therefore, in the metal ion concentration treatment step on the electrode surface, metal ions can be concentrated on the electrode surface while further suppressing loss of electrical capacity, which is preferable.
In formula (1), the number of anions n/m is determined relative to [(M n+ )S x ] so that the entire compound of formula (1) is electrochemically neutral, and is usually an integer of 1 to 6. n/m is preferably 2, 4, or 6. Designing the compound of formula (1) so that n/m is in such a range makes it possible to reduce the loss of capacitance due to the side reaction of A, which is preferable because it makes it easier to obtain the effect of the present application of concentrating metal ions on the electrode surface efficiently in the electrochemical reaction.

式(1)で示される金属錯体化合物は、合成して用いることができる。合成方法は特に限定されないが、例えば、金属イオン源となる金属化合物を溶媒に懸濁させ、そこに、カウンターアニオン源となる化合物を加えて、金属イオンに溶媒が配位したカチオンとアニオンとからなる金属錯体化合物を得る方法が挙げられる。金属イオンに配位した溶媒を、他の極性溶媒と交換して目的の金属錯体化合物を得てもよい。
金属イオン源としては特に限定されないが、例えば、ニッケルイオン源として、Ni(CHCOO)、Ni(OH)、NiO、NiCO、NiSO、塩化ニッケル等のニッケルハロゲン化物等が挙げられる。コバルトイオン源として、Co(CHCOO);Co(HCOO);Co(OH);CoO、Co等のコバルト酸化物;CoLiO;CoCO;CoSO;Co(NO;弗化コバルト(II)、弗化コバルト(III)、臭化コバルト(II)、塩化コバルト(II)等のコバルトハロゲン化物等が挙げられる。銅イオン源としては、Cu(CHCOO);Cu(HCOO);Cu(OH);CuO、CuO等の銅酸化物;CuCO;CuSO、Cu(NO;塩化銅(I)、塩化銅(II)等の銅ハロゲン化物等が挙げられる。マンガンイオン源として、Mn(CHCOO)・2HO、Mn(CHCOO)・4HO、Mn(CHCOO)・2HO等の酢酸マンガン水和物;Mn(OH);MnO、Mn等の酸化マンガン;MnCO、MnSO、KMnO、MnB・8HO、塩化マンガン(II)等のマンガンハロゲン化物等が挙げられる。チタニウムイオン源として、Ti(CHCOO)、Ni(OH)、TiO、Ti(OCHCH等のテトラアルキルチタネート、ビス(2,4-ペンタンジオナト)チタン(IV)オキシド等の金属錯体、四塩化チタン等のチタンハロゲン化物等が挙げられる。ジルコニウムイオン源として、Zr(CHCOO)、Zr(OH)、テトラキス(2,4-ペンタンジオナト)ジルコニウム(IV)等の金属錯体、塩化ジルコニウム(IV)等のジルコニウムハロゲン化物等が挙げられる。モリブデンイオン源として、二塩化二酸化モリブデン(VI)、ビス(2,4-ペンタンジオナト)ジオキソモリブデン(VI)等の金属錯体、塩化モリブデン(III)、塩化モリブデン(V)等のモリブデンハロゲン化物等が挙げられる。タングステンイオンとして、塩化タングステン(II),塩化タングステン(VI)等のタングステンハロゲン化物等が挙げられる。アルミニウムイオン源として、Al(FSO;Al(CHCOO);Al(CFCOO);Al(CFSO;トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム-n-ブトキシド等のアルミニウムアルコキシド;トリメチルアルミニウム等のアルキルアルミニウム;塩化アルミニウム等のAlハロゲン化物;等のアルミニウム塩が挙げられる。
The metal complex compound represented by formula (1) can be synthesized and used. The synthesis method is not particularly limited, but for example, a method of suspending a metal compound serving as a metal ion source in a solvent and adding a compound serving as a counter anion source thereto to obtain a metal complex compound consisting of a cation and an anion in which the solvent is coordinated to the metal ion can be exemplified. The solvent coordinated to the metal ion can be exchanged with another polar solvent to obtain the desired metal complex compound.
The metal ion source is not particularly limited, and examples of the nickel ion source include nickel halides such as Ni( CH3COO ) 2 , Ni(OH) 2 , NiO, NiCO3 , NiSO4 , and nickel chloride. Examples of the cobalt ion source include Co( CH3COO ) 2 , Co(HCOO) 2 , Co(OH) 2 , cobalt oxides such as CoO and Co3O4 , CoLiO2 , CoCO3 , CoSO4 , Co( NO3 ) 2 , and cobalt halides such as cobalt(II) fluoride, cobalt(III) fluoride, cobalt(II) bromide, and cobalt(II) chloride. Examples of copper ion sources include Cu( CH3COO ) 2 ; Cu(HCOO) 2 ; Cu(OH) 2 ; copper oxides such as CuO and Cu2O ; CuCO3 ; CuSO4 and Cu( NO3 ) 2 ; and copper halides such as copper(I) chloride and copper(II) chloride. Examples of manganese ion sources include manganese acetate hydrates such as Mn( CH3COO ) 2.2H2O , Mn( CH3COO ) 2.4H2O , and Mn( CH3COO ) 3.2H2O ; manganese oxides such as Mn(OH) 2 , MnO2 , and Mn3O4 ; manganese halides such as MnCO3 , MnSO4 , KMnO4 , MnB4O7.8H2O , and manganese(II) chloride . Examples of titanium ion sources include tetraalkyl titanates such as Ti(CH 3 COO) 4 , Ni(OH) 4 , TiO 2 , and Ti(OCH 2 CH 3 ) 4 , metal complexes such as bis(2,4-pentanedionato)titanium(IV) oxide, and titanium halides such as titanium tetrachloride. Examples of zirconium ion sources include metal complexes such as Zr(CH 3 COO) 4 , Zr(OH) 4 , and tetrakis(2,4-pentanedionato)zirconium(IV), and zirconium halides such as zirconium chloride(IV). Examples of molybdenum ion sources include metal complexes such as molybdenum dioxide(VI) dichloride and bis(2,4-pentanedionato)dioxomolybdenum(VI), and molybdenum halides such as molybdenum chloride(III) and molybdenum chloride(V). Examples of the tungsten ion include tungsten halides such as tungsten chloride (II) and tungsten chloride (VI). Examples of the aluminum ion source include aluminum salts such as Al( FSO3 ) 3 , Al( CH3COO ) 3 , Al( CF3COO ) 3 , Al( CF3SO3 ) 3 , aluminum alkoxides such as tris(2,4- pentanedionato )aluminum, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, and aluminum-n-butoxide, alkyl aluminums such as trimethylaluminum, and aluminum halides such as aluminum chloride.

式(1)で表される化合物が単離できない化合物である場合は、式(1)で表される化合物が式(1)中のSと同一の極性溶媒に金属錯体化合物として含まれるものを金属原料として電気化学素子の電解液に供することもできる。この場合、金属原料に含まれる金属イオンの物質量(Mn+(mol))に対する極性溶媒の物質量(Smol)の比(S(mol)/Mn+(mol))は、200以下、好ましくは150以下、さらに好ましくは100以下である。この範囲であれば、式(1)で表される化合物を含む金属原料を用
いて電解液を調製する際、金属イオンの濃度を調整しやすいため好ましい。
In the case where the compound represented by formula (1) is a compound that cannot be isolated, the compound represented by formula (1) contained as a metal complex compound in the same polar solvent as S in formula (1) can also be used as a metal raw material for the electrolyte solution of an electrochemical element. In this case, the ratio (S (mol)/M n + (mol)) of the amount of substance (S mol) of the polar solvent to the amount of substance (M n+ (mol)) of the metal ion contained in the metal raw material is 200 or less, preferably 150 or less, and more preferably 100 or less. This range is preferable because it is easy to adjust the concentration of the metal ion when preparing an electrolyte solution using a metal raw material containing the compound represented by formula (1).

また、式(1)で示される金属錯体化合物(式(1)で示される金属錯体化合物を含む溶液も含む)を用いて調製した電解液中の金属イオンの含有量は、通常1質量ppm以上、好ましくは5質量ppm以上、より好ましくは10質量ppm以上、さらに好ましくは25ppm以上である。一方、通常1000質量ppm以下、好ましくは700質量ppm以下、さらに好ましくは500質量ppm以下である。この範囲であれば、過剰な金属イオンの電気化学反応による電気容量のロスを低減できるので、電気化学反応の効率よく電極表面に金属イオンを濃化させる本願の効果が得られやすいため好ましい。電解液中の金属イオンの量を測定する場合には、電気化学素子から電解液を含有する部材を取り出し電解液を抽出して測定すればよい。例えば、遠心分離機により電解液を抽出することもできるし、又は有機溶媒を用いて抽出することもできる。抽出した電解液を用いて誘導結合高周波プラズマ発光分光分析(ICP-AES、たとえばThermo Fischer
Scientific、iCAP 7600duo)によりLi及び酸濃度マッチング検量線法で金属元素、すなわち金属イオンを定量する。本発明の一実施形態に係る電解液は、式(1)で示される金属錯体化合物を1種類を含んでいてもよいし、2種類以上を含んでいてもよい。
The content of metal ions in the electrolyte prepared using the metal complex compound represented by formula (1) (including a solution containing the metal complex compound represented by formula (1)) is usually 1 mass ppm or more, preferably 5 mass ppm or more, more preferably 10 mass ppm or more, and even more preferably 25 mass ppm or more. On the other hand, it is usually 1000 mass ppm or less, preferably 700 mass ppm or less, and even more preferably 500 mass ppm or less. This range is preferable because it is possible to reduce the loss of electric capacity due to the electrochemical reaction of excess metal ions, and therefore it is easy to obtain the effect of the present application of concentrating metal ions on the electrode surface efficiently in the electrochemical reaction. When the amount of metal ions in the electrolyte is measured, a member containing the electrolyte is taken out from the electrochemical element, and the electrolyte is extracted and measured. For example, the electrolyte can be extracted by a centrifuge, or it can be extracted using an organic solvent. The extracted electrolyte is used to perform inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES, for example, Thermo Fischer
The metal element, i.e., metal ion, is quantified by Li and acid concentration matching calibration curve method using a meter (iCAP 7600duo, Scientific). The electrolyte according to one embodiment of the present invention may contain one type of metal complex compound represented by formula (1), or may contain two or more types.

<極性溶媒>
本実施形態の電解液は、極性溶媒を含む。極性溶媒は、式(1)で示される金属錯体化合物に含まれる極性溶媒Sを含んでいれば特に制限はなく、公知の極性溶媒を用いることができるが、電解質を溶解させやすい観点から、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、カルボン酸エステル、エーテル系化合物又はスルホン系化合物等の有機極性溶媒が好ましく挙げられる。この中でも、環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物、カルボン酸エステルが化合物の取り扱いの観点から好ましい。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。2種以上の極性溶媒の組み合わせとして、飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート、及びカルボン酸エステルからなる群より選択される2種以上の組み合わせが好ましく、飽和環状カーボネート又は鎖状カーボネートの組み合わせがより好ましい。
<Polar Solvent>
The electrolytic solution of the present embodiment contains a polar solvent. The polar solvent is not particularly limited as long as it contains the polar solvent S contained in the metal complex compound represented by formula (1), and a known polar solvent can be used, but from the viewpoint of easy dissolving the electrolyte, organic polar solvents such as cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, carboxylates, ether compounds, or sulfone compounds are preferred. Among these, cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds, and carboxylates are preferred from the viewpoint of handling of the compounds. These can be used alone or in combination of two or more. As a combination of two or more polar solvents, a combination of two or more selected from the group consisting of saturated cyclic carbonates, chain carbonates, and carboxylates is preferred, and a combination of saturated cyclic carbonates or chain carbonates is more preferred.

<電解質>
本実施形態の電解液は、電解質を含む。本実施形態の電解液に用いられる電解質は、B-F結合、S-F結合及びP-F結合からなるの群よりから選ばれる結合を少なくとも一つ有するアニオンを含む塩を含めば特段の制限はなく、公知の電解質を用いることができる。以下、電解質の具体例について詳述する。
<Electrolytes>
The electrolytic solution of the present embodiment includes an electrolyte. The electrolyte used in the electrolytic solution of the present embodiment is not particularly limited as long as it includes a salt containing an anion having at least one bond selected from the group consisting of a BF bond, a SF bond, and a PF bond, and any known electrolyte can be used. Specific examples of the electrolyte will be described in detail below.

(リチウム塩)
本実施形態の電解液における電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、電解液に用いられることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを1種以上用いることができる。リチウム塩としては、具体的には例えば、LiBF等のフルオロホウ酸リチウム塩類;LiPF、LiPO等のフルオロリン酸リチウム塩類;FSOLi等のスルホン酸リチウム塩類;LiN(FSO等のリチウムイミド塩類;LiC(FSO等のリチウムメチド塩類;Li[BF(C)]、Li[PF(C]等のリチウムオキサラート塩類;及びLiPF(CF等の含フッ素有機リチウム塩類;等が挙げられる。
(Lithium salt)
Lithium salts can be used as the electrolyte in the electrolytic solution of this embodiment. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used in electrolytic solutions, and any one or more can be used. Specific examples of lithium salts include fluoroborate lithium salts such as LiBF4 ; fluorophosphate lithium salts such as LiPF6 and LiPO2F2 ; sulfonate lithium salts such as FSO3Li ; lithium imide salts such as LiN( FSO2 ) 2 ; lithium methide salts such as LiC( FSO2 ) 3 ; lithium oxalate salts such as Li[ BF2 ( C2O2 )] and Li[ PF2 ( C2O2 ) 2 ]; and fluorine-containing organic lithium salts such as LiPF4 ( CF3 ) 2 .

電気化学的に安定な塩は、副反応の発生が少なく、電気容量のロスを抑制できる点から、フルオロホウ酸リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムオキサラート塩類、の中から選ばれるものが好ましく、フルオロホウ酸リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウムの中か
ら選ばれるものが好ましい。
電解液中の電解質の総濃度は、特に制限はないが、電解液の全量に対して、通常8質量%以上、好ましくは8.5質量%以上、より好ましくは9質量%以上である。また、その上限は、通常18質量%以下、好ましくは17質量%以下、より好ましくは16質量%以下である。電解質の総濃度が上記範囲内であると、電気伝導率が電気化学反応に適正となるため、効率よく電極表面に金属及び/又は金属イオンを濃化できる。
The electrochemically stable salt is preferably selected from lithium fluoroborates, lithium fluorophosphates, lithium sulfonates, lithium imide salts, and lithium oxalates, from the viewpoints of occurrence of few side reactions and suppression of loss of capacitance, and more preferably selected from lithium fluoroborates, lithium fluorophosphates, and lithium sulfonates.
The total concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is not particularly limited, but is usually 8% by mass or more, preferably 8.5% by mass or more, more preferably 9% by mass or more, based on the total amount of the electrolytic solution. The upper limit is usually 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, more preferably 16% by mass or less. When the total concentration of the electrolyte is within the above range, the electrical conductivity is appropriate for the electrochemical reaction, so that the metal and/or metal ions can be efficiently concentrated on the electrode surface.

<電解液の製造方法>
本実施形態に係る電解液の製造方法は、一般式(1)で示される金属錯体化合物、極性溶媒、並びにB-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するアニオンを含む電解質を含有する電解液を調製できれば、特に限定されない。
具体的には、例えば、後述の実施例のように、式(1)で示される金属錯体化合物を合成して得られた反応生成物を含む溶液を極性溶媒で希釈し、電解質を加えて電解液を得ることができる。
<Method of manufacturing electrolytic solution>
The method for producing the electrolyte solution according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is possible to prepare an electrolyte solution containing a metal complex compound represented by general formula (1), a polar solvent, and an electrolyte containing an anion having at least one bond selected from the group consisting of a BF bond, an SF bond, and a PF bond.
Specifically, for example, as in the examples described later, a solution containing a reaction product obtained by synthesizing a metal complex compound represented by formula (1) can be diluted with a polar solvent, and an electrolyte can be added to obtain an electrolytic solution.

[2.電気化学素子電極用表面処理剤]
本発明の一実施形態に係る電気化学素子電極用表面処理剤は、上記に説明した電解液を含む。
本発明の一実施形態に係る電解液そのものを電気化学素子電極用表面処理剤として金属イオン濃化処理工程に用いることもできるし、さらに極性溶媒等を加えて電気化学素子電極用表面処理剤として金属イオン濃化処理工程に用いることもできる。極性溶媒は、具体的には、[1.電解液]の項で説明したものが挙げられる。
[2. Surface treatment agent for electrochemical element electrodes]
A surface treatment agent for an electrochemical element electrode according to one embodiment of the present invention contains the above-described electrolyte solution.
The electrolytic solution according to one embodiment of the present invention can be used as a surface treatment agent for an electrochemical element electrode in the metal ion concentration treatment step, or a polar solvent or the like can be further added to the electrolytic solution and used as a surface treatment agent for an electrochemical element electrode in the metal ion concentration treatment step. Specific examples of the polar solvent include those described in the section [1. Electrolytic solution].

[3.電気化学素子電極の表面処理方法]
本発明の一実施形態に係る電気化学素子電極の表面処理方法は、上記の電気化学素子電極用表面処理剤の使用方法であって、複数の電極を当該電気化学素子電極用表面処理剤に接触した状態で該複数の電極を使用して電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程を含めば、特に限定されない。
例えば、第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を電気化学素子電極用表面処理剤を含む電解液に接触するように配置する工程、及び前記第1の電気化学素子電極と前記第2の電気化学素子電極を使用し、前記電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程を含む方法が挙げられる。印加する電圧、時間等の濃化処理の条件は電気化学素子によるが、例えば、電気化学素子がリチウムイオン二次電池である場合、初期コンディショニング後に、4.2VまでCC-CV充電を行った後、数時間放置し、その後2.5Vまで放電させることにより、濃化処理を行う方法が挙げられる。また、より濃化処理速度を上げるために電気化学素子を充電した状態で室温~85℃の適切な温度下で数日間放置することにより、濃化処理を行う方法が挙げられる。
[3. Surface treatment method for electrochemical element electrodes]
A surface treatment method for an electrochemical element electrode according to one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a method of using the above-mentioned surface treatment agent for electrochemical element electrodes, and includes a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes using a plurality of electrodes in a state in which the plurality of electrodes are in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes.
For example, a method including a step of placing a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode in contact with an electrolyte solution containing a surface treatment agent for electrochemical element electrodes, and a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes using the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode. The conditions of the concentration treatment, such as the applied voltage and time, depend on the electrochemical element. For example, when the electrochemical element is a lithium ion secondary battery, a method of performing the concentration treatment by performing CC-CV charging to 4.2 V after initial conditioning, leaving it for several hours, and then discharging it to 2.5 V can be exemplified. In addition, a method of performing the concentration treatment by leaving the electrochemical element in a charged state at an appropriate temperature of room temperature to 85 ° C. for several days in order to further increase the concentration treatment speed can be exemplified.

<電気化学素子電極>
本発明の一実施形態に係る電気化学素子電極用表面処理剤は、公知の電気化学素子電極の金属イオン濃化処理に適用できる。電気化学素子電極としては、好ましくは集電体表面の一部に電気化学的に金属イオンを吸蔵及び放出可能な物質を有するものである。電気化学的に金属イオンを吸蔵及び放出可能な物質を有するものとは、炭素系材料、Liと合金化可能な金属を含有する材料、リチウム含有金属複合酸化物材料、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素系材料、Liと合金化可能な金属を含有する材料、又はLiと合金化可能な金属を含有する材料と黒鉛粒子との混合物を使用するのが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
<Electrochemical element electrodes>
The surface treatment agent for electrochemical element electrodes according to one embodiment of the present invention can be applied to the metal ion concentration treatment of known electrochemical element electrodes. The electrochemical element electrode is preferably one having a substance capable of electrochemically absorbing and releasing metal ions on a part of the collector surface. Examples of the substance capable of electrochemically absorbing and releasing metal ions include carbon-based materials, materials containing a metal capable of alloying with Li, lithium-containing metal composite oxide materials, and mixtures thereof. Among these, it is preferable to use a carbon-based material, a material containing a metal capable of alloying with Li, or a mixture of a material containing a metal capable of alloying with Li and graphite particles, in terms of good cycle characteristics and safety, and excellent continuous charging characteristics. These may be used alone or in any combination of two or more.

[4.電気化学素子電極の製造方法]
上述した電気化学素子電極用表面処理剤を用いて表面に金属及び/又は金属イオンが濃化された電気化学素子電極を製造する方法も本発明の一態様である。本実施形態に係る表面に金属及び/又は金属イオンが濃化された電気化学素子電極を製造する方法は、複数の電極を当該電気化学素子電極用表面処理剤に接触した状態で該複数の電極間に電圧を印加する工程を含めば、特に限定されない。
例えば、第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を上述の電気化学素子電極用表面処理剤に接触するように配置する工程、及び前記第1の電気化学素子と前記第2の電気化学素子電極の間に電圧を印加する工程により、前記第1の電極の表面に金属及び/又は金属イオンが濃化された電気化学素子電極を製造することができる。
第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極については、公知の電気化学素子電極を用いることができ、公知の電気化学素子電極の好ましい態様は[3.電気化学素子電極の表面処理方法]の項において説明した通りである。また、印加する電圧、時間等の濃化処理の条件は電気化学素子によるが、[3.電気化学素子電極の表面処理方法]の項の説明が適用され、例えば、電気化学素子がリチウムイオン二次電池である場合、初期コンディショニング後に、4.2VまでCC-CV充電を行った後、数時間放置し、その後2.5Vまで放電させることにより、濃化処理を行う方法が挙げられる。濃化処理速度を上げるために電気化学素子を充電した状態で室温~85℃の適切な温度下で数日間放置する態様も好ましく挙げられる。
[4. Manufacturing method of electrochemical element electrodes]
A method for producing an electrochemical element electrode having a surface in which metals and/or metal ions are concentrated using the above-mentioned surface treatment agent for electrochemical element electrodes is also one aspect of the present invention. The method for producing an electrochemical element electrode having a surface in which metals and/or metal ions are concentrated is not particularly limited as long as it includes a step of applying a voltage between a plurality of electrodes in a state in which the electrodes are in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes.
For example, an electrochemical element electrode in which metal and/or metal ions are concentrated on the surface of the first electrode can be produced by a process of placing a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode so as to be in contact with the above-mentioned surface treatment agent for electrochemical element electrodes, and a process of applying a voltage between the first electrochemical element and the second electrochemical element electrode.
For the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode, a known electrochemical element electrode can be used, and a preferred embodiment of the known electrochemical element electrode is as described in [3. Surface treatment method of electrochemical element electrode]. In addition, the conditions of the concentration treatment, such as the applied voltage and time, depend on the electrochemical element, but the description in [3. Surface treatment method of electrochemical element electrode] is applied. For example, when the electrochemical element is a lithium ion secondary battery, after initial conditioning, a method of performing the concentration treatment by performing CC-CV charging to 4.2 V, leaving it for several hours, and then discharging it to 2.5 V can be mentioned. In order to increase the concentration treatment speed, a preferred embodiment is also to leave the electrochemical element in a charged state at an appropriate temperature of room temperature to 85 ° C. for several days.

[式(1)で示される金属錯体化合物を含む溶液の調製]
1.ニッケル錯体含有溶液
アルゴングローブボックス中、50mLビーカーにNiCl 0.5g(3.9mmol)を秤量し、アセトニトリル(AN)に懸濁させた。これを撹拌しながら、AgPF 1.95g(7.7mmol)を細かく分けてゆっくりと加え、その後室温にて3時間撹拌した。反応進行とともにAgClの白色固体が生成した。そのまま一晩放置した後、AgClをろ別し、得られたろ液をロータリーエバポレータ―で減圧濃縮することで、[Ni2+(AN)x’](PF (x’=0~6)の青色固体を得た。ここに、45℃で融解させたエチレンカーボネート(EC)5.0g(56.8mmol)を加えて固体を溶解させ、35℃で6時間真空引きすることで、配位溶媒であったANを除去し、[Ni2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液としてニッケル錯体含有溶液を得た。
[Preparation of a solution containing a metal complex compound represented by formula (1)]
1. Nickel complex-containing solution In an argon glove box, 0.5 g (3.9 mmol) of NiCl 2 was weighed into a 50 mL beaker and suspended in acetonitrile (AN). While stirring, 1.95 g (7.7 mmol) of AgPF 6 was added slowly in small portions, and then stirred at room temperature for 3 hours. As the reaction proceeded, a white solid of AgCl was generated. After leaving it as it was overnight, AgCl was filtered off, and the obtained filtrate was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a blue solid of [Ni 2+ (AN) x' ] (PF 6 - ) 2 (x' = 0 to 6). To this was added 5.0 g (56.8 mmol) of ethylene carbonate (EC) melted at 45° C. to dissolve the solid, and the mixture was evacuated at 35° C. for 6 hours to remove AN, which was the coordination solvent, and a nickel complex-containing solution was obtained as an EC solution containing [Ni 2+ (EC) x ](PF 6 ) 2 (x=1 to 6).

2.マンガン錯体含有溶液
アルゴングローブボックス中、50mLビーカーにMnCl 0.10g(0.8mmol)を秤量し、アセトニトリル(AN)に懸濁させた。これを撹拌しながら、AgPF 0.402g(1.6mmol)を細かく分けてゆっくりと加え、その後室温にて3時間撹拌した。反応の進行とともにAgClの白色固体が生成した。そのまま一晩放置した後、AgClをろ別し、得られたろ液をロータリーエバポレータ―で減圧濃縮することで、[Mn2+(AN)x’](PF (x’=0~6)の白色固体を得た。ここに、45℃で融解させたエチレンカーボネート(EC)5.0g(56.8mmol)を加えて固体を溶解させ、35℃で6時間真空引きすることで、配位溶媒であったANを除去し、[Mn2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液としてマンガン錯体含有溶液を得た。
2. Manganese complex-containing solution In an argon glove box, 0.10 g (0.8 mmol) of MnCl 2 was weighed into a 50 mL beaker and suspended in acetonitrile (AN). While stirring, 0.402 g (1.6 mmol) of AgPF 6 was added slowly in small portions, and then stirred at room temperature for 3 hours. As the reaction proceeded, a white solid of AgCl was generated. After leaving it overnight, AgCl was filtered off, and the obtained filtrate was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a white solid of [Mn 2+ (AN) x' ] (PF 6 - ) 2 (x' = 0 to 6). To this was added 5.0 g (56.8 mmol) of ethylene carbonate (EC) melted at 45° C. to dissolve the solid, and the mixture was evacuated at 35° C. for 6 hours to remove the AN, which was the coordination solvent, and a manganese complex-containing solution was obtained as an EC solution containing [Mn 2+ (EC) x ](PF 6 ) 2 (x=1 to 6).

3.銅錯体含有溶液
アルゴングローブボックス中、50mLビーカーにCuCl 0.50g(3.7mmol)を秤量し、アセトニトリル(AN)に懸濁させた。これを撹拌しながら、AgPF 1.88g(7.4mmol)を細かく分けてゆっくりと加え、その後室温にて3時間撹拌した。反応の進行とともにAgClの白色固体が生成した。そのまま一晩放置し
た後、AgClをろ別し、得られたろ液をロータリーエバポレータ―で減圧濃縮することで、[Cu2+(AN)x’](PF (x’=0~6)の青色固体を得た。ここに、45℃で融解させたエチレンカーボネート(EC)5.0g(56.8mmol)を加えて固体を溶解させ、35℃で6時間真空引きすることで、配位溶媒であったANを除去し、[Cu2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液として銅錯体含有溶液を得た。
3. Copper complex-containing solution In an argon glove box, 0.50 g (3.7 mmol) of CuCl 2 was weighed into a 50 mL beaker and suspended in acetonitrile (AN). While stirring, 1.88 g (7.4 mmol) of AgPF 6 was added slowly in small portions, and then stirred at room temperature for 3 hours. As the reaction proceeded, a white solid of AgCl was generated. After leaving it overnight, AgCl was filtered off, and the obtained filtrate was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a blue solid of [Cu 2+ (AN) x' ] (PF 6 - ) 2 (x' = 0 to 6). To this was added 5.0 g (56.8 mmol) of ethylene carbonate (EC) melted at 45° C. to dissolve the solid, and the mixture was evacuated at 35° C. for 6 hours to remove AN, which was the coordinating solvent, and a copper complex-containing solution was obtained as an EC solution containing [Cu 2+ (EC) x ](PF 6 ) 2 (x=1 to 6).

<実施例1>
[正極の作製]
正極活物質としてLi(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O85質量部と、導電材としてアセチレンブラック10質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量部とを、N-メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして正極とした。
Example 1
[Preparation of positive electrode]
85 parts by mass of Li(Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 )O 2 as a positive electrode active material, 10 parts by mass of acetylene black as a conductive material, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed in N-methylpyrrolidone solvent with a disperser to form a slurry, which was uniformly applied to one side of an aluminum foil with a thickness of 15 μm, dried, and pressed to form a positive electrode.

[負極の作製]
天然黒鉛98質量部に、増粘剤及び結着剤として、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)1質量部及びスチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に塗布して乾燥した後、プレスして負極(「負極極板」ともいう。)とした。
[Preparation of negative electrode]
To 98 parts by mass of natural graphite, 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of sodium carboxymethylcellulose: 1% by mass) and 1 part by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber: 50% by mass) were added as a thickener and binder, and mixed in a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed to form a negative electrode (also referred to as a "negative electrode plate").

[電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、[Ni2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液を基に、混合溶媒中のニッケルイオン濃度が表1となるように、及び溶媒組成がエチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)の混合物の体積比が3:4:3となるように、EC、EMC、DMCで希釈し、十分に乾燥させたLiPFを1モル/L(電解液中の濃度として)溶解させた。なお、ニッケル錯体含有溶液を含まない電解液を基準電解液と呼ぶ。表中、ニッケル元素(ニッケルイオン)の含有量は、後述する誘導結合高周波プラズマ発光分光分析(ICP-AES)の測定結果に基づき求めた値である。なお、表中の「含有量(質量%)」及び「含有量(質量ppm)」は、基準電解液を100質量%とした時の含有量である。
[Preparation of electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, an EC solution containing [Ni 2+ (EC) x ](PF 6 ) 2 (x=1 to 6) was diluted with EC, EMC, and DMC so that the nickel ion concentration in the mixed solvent was as shown in Table 1, and the solvent composition was a mixture of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 3:4:3, and LiPF 6 that had been thoroughly dried was dissolved at 1 mol/L (as the concentration in the electrolyte). The electrolyte that does not contain a nickel complex-containing solution is called the reference electrolyte. In the table, the content of nickel element (nickel ion) is a value obtained based on the measurement results of inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) described later. In the table, the "content (mass%)" and "content (mass ppm)" are the contents when the reference electrolyte is taken as 100 mass%.

<電解液中におけるニッケル元素の含有量の測定>
電解液100μL(約130mg)を分取した。分取した電解液をPTFEビーカーに秤り取り、適切な量の濃硝酸を加えてホットプレート上で湿式分解した後に50mL定容し、誘導結合高周波プラズマ発光分光分析(ICP-AES、Thermo Fischer Scientific、iCAP 7600duo)を用いてLi及び酸濃度マッチング検量線法でニッケル元素の含有量を測定した。
<Measurement of nickel content in electrolyte>
100 μL (about 130 mg) of the electrolyte was taken out. The taken electrolyte was weighed into a PTFE beaker, and an appropriate amount of concentrated nitric acid was added and wet decomposed on a hot plate, and the volume was adjusted to 50 mL. The content of Li and nickel elements was measured by an inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES, Thermo Fischer Scientific, iCAP 7600duo) using an acid concentration matching calibration curve method.

[電極処理用電気化学セルの製造]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電気化学セル要素を作製した。この電気化学セル要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設するように挿入した後、上記調製後の電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、ラミネート型の電気化学セルを作製した。
[Manufacturing electrochemical cells for electrode treatment]
The above positive electrode, negative electrode, and polyethylene separator were laminated in the order of negative electrode, separator, and positive electrode to prepare an electrochemical cell element. This electrochemical cell element was inserted into a bag made of a laminate film of aluminum (thickness 40 μm) coated on both sides with a resin layer so that the positive and negative terminals were protruding, and the above prepared electrolytic solution was then poured into the bag and vacuum sealed to prepare a laminated electrochemical cell.

<電気化学セルの評価>
[初期コンディショニング]
25℃の恒温槽中、電気化学セルを1/6C(1Cとは、充電または放電に1時間かかる電流値のことを示す。以下同様。)に相当する電流で4.2Vまで定電流-定電圧充電(以下、CC-CV充電と記載)した後、1/6Cで2.5Vまで放電することで初回充放電を行った。1/6Cで4.1VまでCC-CV充電を行った。その後、60℃、24時間の条件でエージングを実施した。その後、1/6Cで2.5Vまで放電し、電気化学セルを安定させた。さらに、1/6Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、1/6Cで2.5Vまで放電し、初期コンディショニングを行った。初回充放電時の充電容量と放電容量の差(充電容量-放電容量)から初期容量ロスを求めた。エージング時の充電容量と放電容量の差(充電容量-放電容量)からエージング容量ロスを求めた。初期容量ロスとエージング容量の和(初期容量ロス+エージング容量)を電気容量ロスとした。下記表1に、比較例1の電気容量ロスを100とした際の相対値(%)を示す。
<Evaluation of electrochemical cells>
[Initial conditioning]
In a thermostatic bath at 25 ° C., the electrochemical cell was charged at a constant current and constant voltage (hereinafter referred to as CC-CV charging) to 4.2 V at a current equivalent to 1/6 C (1 C refers to a current value that takes 1 hour to charge or discharge. The same applies below.) and then discharged to 2.5 V at 1/6 C to perform the initial charge and discharge. CC-CV charging was performed to 4.1 V at 1/6 C. Then, aging was performed under conditions of 60 ° C. and 24 hours. Then, the electrochemical cell was discharged to 2.5 V at 1/6 C to stabilize the electrochemical cell. Furthermore, CC-CV charging was performed to 4.2 V at 1/6 C, and then discharged to 2.5 V at 1/6 C to perform initial conditioning. The initial capacity loss was calculated from the difference between the charge capacity and discharge capacity at the time of the initial charge and discharge (charge capacity - discharge capacity). The aging capacity loss was calculated from the difference between the charge capacity and discharge capacity at the time of aging (charge capacity - discharge capacity). The sum of the initial capacity loss and the aging capacity (initial capacity loss + aging capacity) was defined as the capacitance loss. Table 1 below shows the relative values (%) when the capacitance loss in Comparative Example 1 is set to 100.

[電極表面への金属イオン濃化処理工程]
初期コンディショニング後の電気化学セルを再度、1/6Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、60℃、168時間の条件で高温保存を行った。高温保存後、電気化学セルを冷却させた後、電気化学セルを25℃において1/6Cで2.5Vまで放電させ、アルゴングローブボックス中で電気化学セルを解体して負極極板を取り出し、DMCで洗浄し、十分に乾燥させ、後述する方法で負極上のニッケル元素の量を測定した。この時、初期の電解液中のニッケル元素の濃度(μg/g)に対する負極上のニッケル元素の量(μg/cm)の値を、金属イオンの負極上への濃化率とした。下記表1に、比較例1の濃化率を100とした際の相対値を示す。
[Metal ion concentration treatment process on electrode surface]
The electrochemical cell after the initial conditioning was again subjected to CC-CV charging at 1/6C to 4.2V, and then stored at high temperature under conditions of 60 ° C. and 168 hours. After high-temperature storage, the electrochemical cell was cooled, and then the electrochemical cell was discharged at 1/6C to 2.5V at 25 ° C., and the electrochemical cell was disassembled in an argon glove box to remove the negative electrode plate, washed with DMC, thoroughly dried, and the amount of nickel element on the negative electrode was measured by the method described below. At this time, the value of the amount of nickel element on the negative electrode (μg / cm 2 ) relative to the initial concentration of nickel element in the electrolyte (μg / g) was taken as the concentration rate of metal ions on the negative electrode. Table 1 below shows the relative values when the concentration rate of Comparative Example 1 is set to 100.

[電極上のニッケル元素の含有量の測定]
負極極板を半分に切り、水抽出を行い、銅箔を除いた抽出液全量をケルダール湿式分解し、ICP-AESにて測定した。なお、セパレータが付着した負極は、セパレータも含めて湿式分解した。
[Measurement of nickel element content on electrode]
The negative electrode plate was cut in half and extracted with water, and the entire extract except for the copper foil was subjected to wet Kjeldahl decomposition and measured by ICP-AES. Note that for negative electrodes with a separator attached, the separator was also subjected to wet decomposition.

<比較例1>
電解液の調製に[Ni2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液の代わりに市販のビス(2,4-ペンタンジオナト)ニッケル(II)(Ni-acac、Aldrich)を用いた以外、実施例1と同様の方法で実施した。得られた濃化率を100として下記表に示す。
<Comparative Example 1>
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the electrolytic solution was prepared using commercially available bis(2,4-pentanedionato)nickel(II) (Ni-acac, Aldrich) instead of the EC solution containing [Ni 2+ ( EC ) x ](PF 6 − ) 2 (x=1 to 6). The concentration rates obtained are set to 100 and are shown in the table below.

<実施例2>
電解液の調製に[Ni2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液の代わりに[Mn2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液を用いる以外、実施例1と同様の方法で実施した。なお、電解液及び負極上の金属元素の分析は、ニッケル元素の代わりにマンガン元素を分析ターゲットとした。下記表1に、得られた濃化率を比較例2の濃化率を100とした際の相対値で示す。
Example 2
The same method as in Example 1 was used to prepare the electrolyte, except that an EC solution containing [Mn 2+ (EC) x ] (PF 6 ) 2 (x = 1 to 6) was used instead of the EC solution containing [Ni 2+ (EC) x ] (PF 6 ) 2 (x = 1 to 6). The analysis of the electrolyte and metal elements on the negative electrode was performed using manganese element instead of nickel element as the analysis target. The obtained concentration ratios are shown in Table 1 below as relative values when the concentration ratio of Comparative Example 2 is set to 100.

<比較例2>
電解液の調製に[Mn2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液の代わりに市販のマンガン(II) ビス(トリフルオロメタンスルホナート)(Mn-OTf、Aldrich)を用いる以外、実施例2と同様の方法で実施した。得られた濃化率を100として下記表に示す。
<Comparative Example 2>
The electrolyte was prepared in the same manner as in Example 2 , except that commercially available manganese(II) bis(trifluoromethanesulfonate) (Mn-OTf, Aldrich) was used instead of the EC solution containing [Mn 2+ (EC) x ]( PF 6 − ) 2 (x=1 to 6). The concentration rates obtained are set to 100 and are shown in the table below.

<実施例3>
電解液の調製に[Ni2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液の代わりに[Cu2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液を用いた以外、実施例1と同様の方法で実施した。なお、電解液及び負極上の金属元素の分析は
、ニッケル元素の代わりに銅元素を分析ターゲットとした。下記表1に、得られた濃化率を比較例3の濃化率を100とした際の相対値で示す。
Example 3
The same method as in Example 1 was used to prepare the electrolyte, except that an EC solution containing [Cu 2+ (EC) x ] (PF 6 ) 2 (x = 1 to 6) was used instead of the EC solution containing [Ni 2+ (EC) x ] (PF 6 ) 2 (x = 1 to 6). The analysis of the electrolyte and metal elements on the negative electrode was performed using copper element instead of nickel element as the analysis target. The obtained concentration ratios are shown in Table 1 below as relative values when the concentration ratio of Comparative Example 3 is set to 100.

<比較例3>
電解液の調製に[Cu2+(EC)](PF (x=1~6)を含むEC溶液の代わりに市販のトリフルオロメタンスルホン酸銅(II)(Cu-OTf、Aldrich)を用いた以外、実施例3と同様の方法で実施した。得られた濃化率を100として下記表に示す。
<Comparative Example 3>
The same procedure as in Example 3 was carried out, except that the electrolyte was prepared using commercially available copper (II) trifluoromethanesulfonate (Cu-OTf, Aldrich) instead of the EC solution containing [Cu 2+ (EC) x ](PF 6 ) 2 (x=1 to 6). The concentration rates obtained are set to 100 and are shown in the table below.

Figure 0007599322000001
Figure 0007599322000001

各金属種に対し、実施例と比較例との比較から、式(1)で示される金属錯体化合物を含有する方が、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスが小さく、電気化学反応の効率良く電極表面に金属及び/又は金属イオンを濃化できることが示された。 Comparison between the Examples and Comparative Examples for each metal type showed that the metal complex compound represented by formula (1) contained less capacitance loss due to side reactions during the metal ion concentration treatment process on the electrode surface, and was able to concentrate the metal and/or metal ions on the electrode surface with efficient electrochemical reactions.

本発明によれば、電極表面への金属イオン濃化処理工程において、副反応による電気容量のロスを抑制し、電気化学反応の効率良く電極表面に金属及び/又は金属イオンを濃化させることができ、有用である。 The present invention is useful in that it is possible to suppress the loss of electrical capacity due to side reactions in the metal ion concentration treatment process on the electrode surface and to concentrate metals and/or metal ions on the electrode surface efficiently through electrochemical reactions.

Claims (5)

下記一般式(1)で示される金属錯体化合物、極性溶媒(但し、アセトニトリルを除く)、並びにB-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するアニオンを含む電解質を含有する電解液
[(Mn+)S](Am-n/m (1)
(式(1)中、Mn+は、n価の金属イオン(但し、アルカリ金属のイオン、及びアルカリ
土類金属のイオンを除く)であり、nは1~6の整数であり;Sは前記極性溶媒と同一の化合物であり、xは1~6の整数であり;Am-は前記電解質に含まれるアニオンと同一であって、B-F結合、S-F結合及びP-F結合からなる群より選ばれる結合を少なくとも一つ有するm価のアニオンであり、mは1~4の整数である。)
An electrolytic solution comprising an electrolyte containing a metal complex compound represented by the following general formula (1), a polar solvent (excluding acetonitrile) , and an anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond :
[(M n+ ) S x ] (A m- ) n/m (1)
(In formula (1), M n+ represents an n-valent metal ion (including an alkali metal ion and an alkali
ions of metal-earth metals are excluded) , n is an integer from 1 to 6; S is the same compound as the polar solvent, x is an integer from 1 to 6; A m- is the same as the anion contained in the electrolyte and is an m-valent anion having at least one bond selected from the group consisting of a B-F bond, an S-F bond, and a P-F bond, and m is an integer from 1 to 4 .
前記極性溶媒が環状カーボネート、鎖状カーボネート、ニトリル化合物(但し、アセトニトリルを除く)、及びカルボン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の電解液。 2. The electrolyte solution according to claim 1, wherein the polar solvent comprises at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, nitrile compounds (excluding acetonitrile) , and carboxylates. 請求項1または2に記載の電解液を含む、電気化学素子電極用表面処理剤。 A surface treatment agent for electrochemical element electrodes, comprising the electrolyte solution according to claim 1 or 2. 第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を請求項3に記載の電気化学素子電極用表面処理剤に接触するように配置する工程、及び
前記第1の電気化学素子電極と前記第2の電気化学素子電極を使用し、前記電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程、
を含む、電気化学素子電極の表面処理方法。
A step of disposing a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode so as to be in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes according to claim 3; and a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes by using the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode.
The surface treatment method of an electrochemical element electrode comprises the steps of:
第1の電気化学素子電極及び第2の電気化学素子電極を請求項3に記載の電気化学素子電極用表面処理剤に接触するように配置する工程、及び
前記第1の電気化学素子電極と前記第2の電気化学素子電極を使用し、前記電気化学素子電極用表面処理剤に電圧を印加する工程、
を含む、前記第1の電極の表面に金属及び/又は金属イオンが濃化された電気化学素子電
極の製造方法。

A step of disposing a first electrochemical element electrode and a second electrochemical element electrode so as to be in contact with the surface treatment agent for electrochemical element electrodes according to claim 3; and a step of applying a voltage to the surface treatment agent for electrochemical element electrodes by using the first electrochemical element electrode and the second electrochemical element electrode.
4. A method for producing an electrochemical element electrode, comprising:

JP2020204326A 2020-12-09 2020-12-09 Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes Active JP7599322B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020204326A JP7599322B2 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020204326A JP7599322B2 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022091475A JP2022091475A (en) 2022-06-21
JP7599322B2 true JP7599322B2 (en) 2024-12-13

Family

ID=82067303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020204326A Active JP7599322B2 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7599322B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010182693A (en) 2010-04-13 2010-08-19 Nec Corp Secondary battery
JP2016091926A (en) 2014-11-10 2016-05-23 日立化成株式会社 Flame retardant non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery
WO2018169028A1 (en) 2017-03-17 2018-09-20 旭化成株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
JP2019192631A (en) 2018-04-23 2019-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Non-aqueous electrolyte for alkaline earth metal secondary battery and alkaline earth metal secondary battery using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010182693A (en) 2010-04-13 2010-08-19 Nec Corp Secondary battery
JP2016091926A (en) 2014-11-10 2016-05-23 日立化成株式会社 Flame retardant non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery
WO2018169028A1 (en) 2017-03-17 2018-09-20 旭化成株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
JP2019192631A (en) 2018-04-23 2019-10-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Non-aqueous electrolyte for alkaline earth metal secondary battery and alkaline earth metal secondary battery using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022091475A (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101938921B1 (en) Lithium ion battery
JP6496921B2 (en) High voltage lithium ion battery
KR101328317B1 (en) Electrolyte solution and use thereof
US20140050947A1 (en) Hybrid Electrochemical Energy Storage Devices
EP3246982B1 (en) Electrolyte solution for nonaqueous electrolyte solution cell and nonaqueous electrolyte solution cell
JP4435866B2 (en) Nonaqueous solvent for power storage device, nonaqueous electrolyte for power storage device, nonaqueous power storage device, lithium secondary battery and electric double layer capacitor using the same
JP5308314B2 (en) Non-aqueous solvent for power storage device, non-aqueous electrolyte for power storage device, and power storage device, lithium secondary battery and electric double layer capacitor using the same
KR20010090522A (en) Coated lithium mixed oxide particles and a process for producing them
CN105556729A (en) Nonaqueous electrolyte compositions
JP5948646B2 (en) Non-aqueous solvent and non-aqueous electrolyte for power storage device, power storage device using them, lithium secondary battery and electric double layer capacitor
JP5421253B2 (en) Non-aqueous solvent and non-aqueous electrolyte for power storage device, power storage device using them, lithium secondary battery and electric double layer capacitor
KR20160030985A (en) Maleonitrile derivatives as additives for electrolytes in lithium ion batteries
JP5459248B2 (en) Air battery
JP2022139040A (en) Deactivating liquid for non-aqueous secondary battery, method for producing deactivating liquid, and method for deactivating non-aqueous secondary battery
EP3698420B1 (en) Additives and methods to add additives in a rechargeable non-aqueous lithium-air battery
CN105322174B (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
KR100920555B1 (en) Electrolyte solution and nonaqueous electrolyte lithium secondary battery
WO2022203074A1 (en) Fluorine-containing cyclic sulfonylimide salt, and method for producing same, non-aqueous electrolyte, non-aqueous secondary battery
CN111837285A (en) Silylphosphonate electrochemical cell comprising coated cathode active material and as electrolyte additive
Sahoo et al. Investigations on the electrochemical characteristics of rechargeable MCMB-LiNi0. 5Mn1. 5O4 pouch cells
JP7599322B2 (en) Electrolyte, surface treatment agent for electrochemical element electrodes, surface treatment method for electrochemical element electrodes, and manufacturing method for electrochemical element electrodes
JP2012174340A (en) Nonaqueous electrolyte and lithium ion secondary battery
JP2016219204A (en) Nonaqueous secondary battery
JP2008282617A (en) Lithium ion secondary battery
JP7127935B2 (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20230130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20230130

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240619

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240813

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7599322

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150