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公開番号2025154128
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056961
出願日2024-03-29
発明の名称イオン伝導性化合物、リチウムイオン二次電池用電解質、リチウムイオン二次電池用複合固体電解質及びリチウムイオン二次電池
出願人株式会社大阪ソーダ
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01B 1/06 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】硫化物系固体電解質との副反応を抑制できると共に、高いリチウムイオン伝導性を有するイオン伝導性化合物、該イオン伝導性化合物を用いたリチウムイオン二次電池用電解質、リチウムイオン二次電池用複合固体電解質及びリチウムイオン二次電池を提供する。
【解決手段】特定のオキセタン骨格を有するイオン伝導性化合物。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（Ａ）に示されるオキセタン骨格を有するイオン伝導性化合物。
TIFF
2025154128000011.tif
24
156
［式中、Ｒ
１
は、炭素数１～６のアルキル基であり、Ｒ
２
は、水素原子、－ＣＨ
２
Ｏ（ＣＨ
２
）
ａ
Ｏ（ＣＨ
２
）
ｂ
Ｈで表されるアルキレングリコールアルキルエーテル基、－ＣＨ
２
ＯＲ
８
で表されるエチレン性不飽和二重結合を含む架橋基、又は－ＣＨ
２
Ｏ（ＣＨ
２
）
ｃ
（ＣＨＲ
６
）
ｄ
（ＣＨ
２
）
ｅ
Ｒ
７
で表される基である。繰り返し単位数であるａは、１～８の整数、繰り返し単位数であるｂは、０～６の整数である。Ｒ
８
は、アクリル基、メタクリル基、アリル基又はメタアリル基である。Ｒ
６
は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基であり、Ｒ
７
は、水素原子、水酸基、ニトリル基、トリフルオロメチル基、アルコキシ基又は置換基を有してもよい環状エーテル基である。繰り返し単位数であるｃは、０～４の整数、繰り返し単位数であるｄは、０～４の整数、繰り返し単位数であるｅは、０～１０の整数である。］
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
請求項１に記載のイオン伝導性化合物と、リチウム塩化合物を含むリチウムイオン二次電池用電解質。
【請求項３】
無機固体電解質と、請求項２に記載のリチウムイオン二次電池用電解質とを含有するリチウムイオン二次電池用複合固体電解質。
【請求項４】
無機固体電解質が、硫化物系固体電解質である請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用複合固体電解質。
【請求項５】
請求項２に記載のリチウムイオン二次電池用電解質を用いたリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用複合固体電解質を用いたリチウムイオン二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン伝導性化合物、リチウムイオン二次電池用電解質、リチウムイオン二次電池用複合固体電解質及びリチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
全固体電池は、正極層及び負極層の間に固体電解質層を有する電池であり、可燃性の有機溶媒を含む電解液を有する液系電池に比べて、安全装置の簡素化が図りやすいという利点を有する。
【０００３】
全固体電池の中でも全固体リチウムイオン電池は、リチウムイオンの移動を伴う電池反応を利用するためエネルギー密度が高いという点、また、正極と負極の間に介在する電解質として、有機溶媒を含む電解液に替えて固体電解質を用いるという点で注目されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１０７４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
全固体電池の無機固体電解質として、硫化物系固体電解質が使用されることがある。しかしながら、一般的に硫化物系固体電解質は電池を構成する他の材料と接触することで副反応が生じ、硫化物系固体電解質自体が分解するおそれがある。そのため、硫化物系固体電解質との副反応が抑制され、硫化物系固体電解質の分解反応を抑制可能な材料が望まれている。
【０００６】
また、無機固体電解質同士の接点が少ないため、イオン伝導率を改善する目的で、無機固体電解質に他の電解質を添加することが行われている。従来の技術では、無機固体電解質に添加する他の電解質として、高分子電解質であるポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）構造を主成分とするポリエーテル系ポリマーが使用されてきた。しかしながら、従来のポリエーテル系ポリマーでは、硫化物系固体電解質との副反応を抑制できると共に、高いリチウムイオン伝導性を有するという点では改善の余地があることが本発明者の検討の結果明らかとなった。なお、リチウムイオン伝導性とは、イオン伝導率およびリチウムイオン輸率の積で求めることができる特性であり、本技術分野では、一般的にイオン伝導率の改善を目的とする発明が多く、イオン伝導率と背反性能であるイオン輸率に着目する点、更には、そのイオン輸率から算出される特性に着目する点においても着眼点が新しいものである。
【０００７】
本発明は、硫化物系固体電解質との副反応を抑制できると共に、高いリチウムイオン伝導性を有するイオン伝導性化合物、該イオン伝導性化合物を用いたリチウムイオン二次電池用電解質、リチウムイオン二次電池用複合固体電解質及びリチウムイオン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】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために種々検討した結果、特定のイオン伝導性化合物が、硫化物系固体電解質との副反応を抑制できると共に、高いリチウムイオン伝導性を有することを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明の態様は次のとおりである。
項１
下記一般式（Ａ）に示されるオキセタン骨格を有するイオン伝導性化合物。
TIFF
2025154128000001.tif
24
156
［式中、Ｒ
１
は、炭素数１～６のアルキル基であり、Ｒ
２
は、水素原子、－ＣＨ
２
Ｏ（ＣＨ
２
）
ａ
Ｏ（ＣＨ
２
）
ｂ
Ｈで表されるアルキレングリコールアルキルエーテル基、－ＣＨ
２
ＯＲ
８
で表されるエチレン性不飽和二重結合を含む架橋基、又は－ＣＨ
２
Ｏ（ＣＨ
２
）
ｃ
（ＣＨＲ
６
）
ｄ
（ＣＨ
２
）
ｅ
Ｒ
７
で表される基である。繰り返し単位数であるａは、１～８の整数、繰り返し単位数であるｂは、０～６の整数である。Ｒ
８
は、アクリル基、メタクリル基、アリル基又はメタアリル基である。Ｒ
６
は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基であり、Ｒ
７
は、水素原子、水酸基、ニトリル基、トリフルオロメチル基、アルコキシ基又は置換基を有してもよい環状エーテル基である。繰り返し単位数であるｃは、０～４の整数、繰り返し単位数であるｄは、０～４の整数、繰り返し単位数であるｅは、０～１０の整数である。］
項２
項１に記載のイオン伝導性化合物と、リチウム塩化合物を含むリチウムイオン二次電池用電解質。
項３
無機固体電解質と、項２に記載のリチウムイオン二次電池用電解質とを含有するリチウムイオン二次電池用複合固体電解質。
項４
無機固体電解質が、硫化物系固体電解質である項３に記載のリチウムイオン二次電池用複合固体電解質。
項５
項２に記載のリチウムイオン二次電池用電解質を用いたリチウムイオン二次電池。
項６
項３又は４に記載のリチウムイオン二次電池用複合固体電解質を用いたリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のイオン伝導性化合物は、特定の構造を有する化合物であるため、硫化物系固体電解質との副反応を抑制できると共に、高いリチウムイオン伝導性を有する。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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