特許ウォッチ

公開番号2025036343
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024147730
出願日2024-08-29
発明の名称組成物、固体電池用合剤、硫化物固体電解質層、電極層、及び、二次電池
出願人ダイキン工業株式会社,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01B 1/06 20060101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】硫化物固体電解質を有する電気化学デバイスの抵抗を低減可能な組成物、固体電池用合剤、硫化物固体電解質層、電極層、及び、二次電池を提供する。
【解決手段】下記式(1)～(3)のいずれかで表されるフルオロポリエーテルの少なくとも1種と、硫化物固体電解質とを含む組成物。
(1)R¹-O-Ra¹-Rb¹-O-Ra¹-R¹
(2)R²-Rb²-O-Ra²-Rb²-R²
(3)R³-Rb³-O-Ra³-R³
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１）～（３）のいずれかで表されるフルオロポリエーテルの少なくとも１種と、
硫化物固体電解質とを含む組成物。
（１）Ｒ１－Ｏ－Ｒａ１－Ｒｂ１－Ｏ－Ｒａ１－Ｒ１
（２）Ｒ２－Ｒｂ２－Ｏ－Ｒａ２－Ｒｂ２－Ｒ２
（３）Ｒ３－Ｒｂ３－Ｏ－Ｒａ３－Ｒ３
（式中、Ｒａ１～Ｒａ３は、それぞれ独立して、フッ素を含まないアルキレン単位及び／又はフッ素を含まないオキシアルキレン単位を含む基であり、
Ｒａ１～Ｒａ３のオキシアルキレン単位は、それぞれ独立して、－ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－又は－ＣＨ２ＣＨ（Ｊ）Ｏ－であり、
Ｊは、それぞれ独立して、アルキル基又はアリール基であり、
Ｒｂ１～Ｒｂ３は、それぞれ独立して、下記式（４）で表されるフルオロポリエ－テル基であり、
Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、フッ素原子、炭素数１～３のアルキル基、アリール基、カルボン酸基又は炭素数１～３のフルオロアルキル基である。）
（４）－Ｒｆ１－Ｒｆ－Ｏ－Ｒｆ２－
（式中、Ｒｆ１及びＲｆ２は、それぞれ独立して、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数１～１６のアルキレン基であり、
Ｒｆは、２価のフルオロポリエーテル基である。）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記Ｒａ１～Ｒａ３が、それぞれ独立して、下記式（Ｒａ－Ｉ）で表されるポリオキシアルキレン基である請求項１記載の組成物。
（Ｒａ－Ｉ）：
－（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｒ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）ｓ（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ）ｔ（ＣＨ２ＣＨ（Ｐｈ）Ｏ）ｕ－
（式中、ｒ、ｓ、ｔ及びｕは、それぞれ独立して、０又は１以上の整数であり、ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは４～５０である。）
【請求項３】
前記Ｒａ１～Ｒａ３の数平均分子量が４０～４０００である請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
前記Ｒｆが、それぞれ独立して、下記式（Ｒｆ－Ｉ）で表されるフルオロポリエ－テル基である請求項１又は２記載の組成物。
式（Ｒｆ－Ｉ）：
－（ＯＣ６Ｆ１２）ａ－（ＯＣ５Ｆ１０）ｂ－（ＯＣ４Ｆ８）ｃ－（ＯＣ３Ｒｃ６）ｄ－（ＯＣ２Ｆ４）ｅ－（ＯＣＦ２）ｆ－
（式中、Ｒｃは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は塩素原子であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ独立して、０～２００の整数であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの和は１以上であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ又はｆが付された各繰り返し単位の順序は任意であり、
全てのＲｃが水素原子又は塩素原子である場合、ａ、ｂ、ｃ、ｅ及びｆの少なくとも１つは１以上である。）
【請求項５】
前記Ｒｆが、それぞれ独立して、下記式（Ｒｆ－Ｉ－Ｉ）、又は、下記式（Ｒｆ－Ｉ－ＩＩ）で表される基である請求項１又は２記載の組成物。
式（Ｒｆ－Ｉ－Ｉ）：
－（ＯＣ３Ｆ６）ｄ－（ＯＣ２Ｆ４）ｅ－
（式中、ｄは、１～２００の整数であり、ｅは、０又は１である。）
式（Ｒｆ－Ｉ－ＩＩ）：
－（ＯＣ４Ｆ８）ｃ－（ＯＣ３Ｆ６）ｄ－（ＯＣ２Ｆ４）ｅ－（ＯＣＦ２）ｆ－
（式中、ｃ及びｄは、それぞれ独立して０～３０の整数であり、
ｅ及びｆは、それぞれ独立して１～２００の整数であり、
ｃ、ｄ、ｅ及びｆの和は２以上であり、
ｃ、ｄ、ｅ又はｆが付された各繰り返し単位の順序は任意である。）
【請求項６】
前記Ｒｆが、それぞれ独立して、前記式（Ｒｆ－Ｉ－ＩＩ）で表される基である請求項５記載の組成物。
【請求項７】
前記Ｒ１～Ｒ３が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチル基である請求項１又は２記載の組成物。
【請求項８】
前記硫化物固体電解質が、ＬｉＩ－ＬｉＢｒ－Ｌｉ２Ｓ－Ｐ２Ｓ５である請求項１又は２記載の組成物。
【請求項９】
アルカリ金属塩を含む請求項１又は２記載の組成物。
【請求項１０】
前記アルカリ金属塩が、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホンイミド）である請求項９記載の組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、組成物、固体電池用合剤、硫化物固体電解質層、電極層、及び、二次電池に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の電気製品の軽量化、小型化にともない、高いエネルギー密度をもつリチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスの開発が進められている。
【０００３】
電気化学デバイスに関する技術として、特許文献１には、特定の（パー）フルオロポリエーテルと、特定のポリ（アルキレン）オキシドと、リチウム塩とを含有する固体電解質組成物が開示され、特許文献２には、無機固体電解質材料と、パーフルオロポリエーテル、シリコーンオイル等の液体とを含有し、かつ、バインダー樹脂の含有量を特定の範囲に調整した固体電解質スラリーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０２２－５０６８５４号公報
特開２０１６－０６２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池等の電気化学デバイスを製造する際、電極等を高圧でプレスすることで、電極等の抵抗が低減されるものと考えられる。特に、硫化物固体電解質を有する電気化学デバイスを製造する場合に、高圧プレスによる抵抗低減効果が顕著となるものと考えられる。一方で、電気化学デバイスの製造工程の簡素化や製造コストの低減のためには、電極等を低圧でプレスすることが求められる。しかしながら、硫化物固体電解質を有する電気化学デバイスを製造する場合に低圧プレスを採用すると、上述の抵抗低減効果が得られ難い傾向がある。そのため、硫化物固体電解質を有する電気化学デバイスの抵抗を低減するための新たな技術が必要である。
【０００６】
本開示は、前記課題を解決し、硫化物固体電解質を有する電気化学デバイスの抵抗を低減可能な組成物、固体電池用合剤、硫化物固体電解質層、電極層、及び、二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示（１）は、下記式（１）～（３）のいずれかで表されるフルオロポリエーテルの少なくとも１種と、
硫化物固体電解質とを含む組成物である。
（１）Ｒ
１
－Ｏ－Ｒａ
１
－Ｒｂ
１
－Ｏ－Ｒａ
１
－Ｒ
１
（２）Ｒ
２
－Ｒｂ
２
－Ｏ－Ｒａ
２
－Ｒｂ
２
－Ｒ
２
（３）Ｒ
３
－Ｒｂ
３
－Ｏ－Ｒａ
３
－Ｒ
３
（式中、Ｒａ
１
～Ｒａ
３
は、それぞれ独立して、フッ素を含まないアルキレン単位及び／又はフッ素を含まないオキシアルキレン単位を含む基であり、
Ｒａ
１
～Ｒａ
３
のオキシアルキレン単位は、それぞれ独立して、－ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ－又は－ＣＨ
２
ＣＨ（Ｊ）Ｏ－であり、
Ｊは、それぞれ独立して、アルキル基又はアリール基であり、
Ｒｂ
１
～Ｒｂ
３
は、それぞれ独立して、下記式（４）で表されるフルオロポリエ－テル基であり、
Ｒ
１
～Ｒ
３
は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、フッ素原子、炭素数１～３のアルキル基、アリール基、カルボン酸基又は炭素数１～３のフルオロアルキル基である。）
（４）－Ｒｆ
１
－Ｒｆ－Ｏ－Ｒｆ
２
－
（式中、Ｒｆ
１
及びＲｆ
２
は、それぞれ独立して、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数１～１６のアルキレン基であり、
Ｒｆは、２価のフルオロポリエーテル基である。）
【０００８】
本開示（２）は、前記Ｒａ
１
～Ｒａ
３
が、それぞれ独立して、下記式（Ｒａ－Ｉ）で表されるポリオキシアルキレン基である本開示（１）記載の組成物である。
（Ｒａ－Ｉ）：
－（ＣＨ
２
ＣＨ
２
Ｏ）ｒ（ＣＨ
２
ＣＨ（ＣＨ
３
）Ｏ）ｓ（ＣＨ
２
ＣＨ（ＣＨ
２
ＣＨ
３
）Ｏ）ｔ（ＣＨ
２
ＣＨ（Ｐｈ）Ｏ）ｕ－
（式中、ｒ、ｓ、ｔ及びｕは、それぞれ独立して、０又は１以上の整数であり、ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは４～５０である。）
【０００９】
本開示（３）は、前記Ｒａ
１
～Ｒａ
３
の数平均分子量が４０～４０００である本開示（１）又は（２）記載の組成物である。
【００１０】
本開示（４）は、前記Ｒｆが、それぞれ独立して、下記式（Ｒｆ－Ｉ）で表されるフルオロポリエ－テル基である本開示（１）～（３）のいずれかに記載の組成物である。
式（Ｒｆ－Ｉ）：
－（ＯＣ
６
Ｆ
１２
）ａ－（ＯＣ
５
Ｆ
１０
）ｂ－（ＯＣ
４
Ｆ
８
）ｃ－（ＯＣ
３
Ｒｃ
６
）ｄ－（ＯＣ
２
Ｆ
４
）ｅ－（ＯＣＦ
２
）ｆ－
（式中、Ｒｃは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は塩素原子であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ独立して、０～２００の整数であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの和は１以上であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ又はｆが付された各繰り返し単位の順序は任意であり、
全てのＲｃが水素原子又は塩素原子である場合、ａ、ｂ、ｃ、ｅ及びｆの少なくとも１つは１以上である。）
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許