离子液体及柔粘性结晶制造技术

本发明专利技术提供一种离子液体或柔粘性结晶，其为由阴离子和阳离子构成的离子液体或柔粘性结晶，其中，阴离子含有[C(SO

Ionic liquids and flexible viscous crystals

The invention provides an ionic liquid or a soft viscous crystal, which is an ionic liquid or a soft viscous crystal composed of anions and cations, wherein the anion contains [C (SO)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子液体及柔粘性结晶
本专利技术涉及一种离子液体或柔粘性结晶。本专利技术还涉及一种锂二次电池用非水电解质及锂二次电池。
技术介绍
就锂二次电池而言，重视低温下的使用，提出了将离子液体作为电解质使用(专利文献1)。另一方面，寻求太阳光发电或热电联合系统等的普及、在东日本大地震灾害等灾害时也可使用的发电系统，包含车载用的搁置型的锂二次电池的需求增大。已经实用化的使用有机溶剂的锂二次电池在充放电时放热，因此，需要实施安全对策以使其不达到高温。特别是最近对固定配置用的大容量的蓄电装置的需求增加，设置面积尽可能小的方法是重要的。为了将使用有机溶剂时的电池的工作温度抑制在45℃以下，需要考虑热控制的电池组的设置以及用风扇强制地进行空气冷却。这种办法无论如何开发容量密度大的电池组，在将他们组合而设为大型系统的情况下，在综合性的容量的降低或锂二次电池的冷却中消费电力都会成为问题。如果制成在85℃以上的温度域下稳定地工作的电解质，则不需要冷却。完全不含溶剂的离子液体不会因加热而挥发且具有耐热性，且越是高温，传导度越升高，因此，作为可以在高温下稳定工作的电解液备受关注(专利文献2)。另外，近年来，利用了固体电解质的固体电池中，开发出没有液体泄漏、安全性优异的电池，但由于现有的固体电解质为无机材料，因此经不起冲击，存在开裂的问题。与此相对，已知具有类似于离子液体的结构的盐中存在在常温附近处于柔粘性结晶相的固体，在这些盐中添加有锂盐的物质显示比较高的传导度，且作为挠性的固体电解质备受关注(专利文献3)，在电池工作的期待温度、即零下数十℃的低温到150℃附近的广泛的温度范围形成柔粘性结晶相的盐的构建中，需要结晶内的分子运动变得容易的离子、特别是阴离子。目前作为锂二次电池的电解质的有机溶剂电解质可以在低温下工作，但因为将挥发性或可燃性的有机溶剂用作电解液，所以在高温下的稳定性方面存在问题。专利文献4中公开了阳离子成分为含有P-N键的鏻离子的离子液体。专利文献5中公开了阳离子成分具有噁唑环的离子液体。专利文献6中公开了阳离子成分为锍、铵或鏻的离子液体。专利文献7中公开了阳离子成分为脲鎓或硫脲鎓阳离子的离子液体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第2981545号专利文献2：日本特开2013-196922专利文献3：WO2008/081811(日本专利第4997610)专利文献4：日本专利第5265197号专利文献5：日本特开2008-130623专利文献6：日本特开2008-277001专利文献7：日本专利第4723480号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于，提供一种在现有的有机电解液中极其困难的、在85℃以上的中温域或高温域下可稳定地工作的锂二次电池及锂二次电池用非水电解质。另外，本专利技术的目的在于，提供一种离子液体或柔粘性结晶。用于解决课题的技术方案本专利技术人发现：作为阴离子，含有[C(SO2F)3]-(以下，有时将该阴离子简称为“[f3C]-”。)，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)、N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)、四甲基铵([N1111]+)、四乙基铵([N2222]+)、三甲基己基铵([N6111]+)、三乙基己基铵([N6222]+)、N-甲基-N-乙基吡咯烷鎓([Py12]+)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓([C4mim]+)及1-己基-3-甲基咪唑鎓([C6mim]+)构成的组中的至少1种的情况下，盐成为离子液体或柔粘性结晶，在将其作为锂二次电池用的非水电解质使用的情况下，稳定性及耐久性高，即使长期间使用，劣化导致的电池的界面电荷移动阻力增加率也非常低。柔粘性结晶为固体中的分子或离子的旋转运动自由地发生、而平移运动被限制的状态的中间相的一种，构成柔粘性结晶的离子、或掺杂于柔粘性结晶的金属阳离子等可以经由固体中存在的晶格缺陷较容易地移动，因此，近年来作为新型的固体电解质备受关注。本专利技术提供以下的离子液体或柔粘性结晶、锂二次电池用非水电解质及锂二次电池。项1.一种离子液体或柔粘性结晶，其由阴离子和阳离子构成，其中，阴离子含有[C(SO2F)3]-，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)、N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)、四甲基铵([N1111]+)、四乙基铵([N2222]+)、三甲基己基铵([N6111]+)、三乙基己基铵([N6222]+)、N-甲基-N-乙基吡咯烷鎓([Py12]+)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓([C4mim]+)及1-己基-3-甲基咪唑鎓([C6mim]+)构成的组中的至少1种。项2.根据项1所述的离子液体或柔粘性结晶，其中，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)及N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)构成的组中的至少1种。项3.根据项1或2所述的离子液体或柔粘性结晶，其为离子液体，且阳离子含有[EMI]+。项4.一种锂二次电池用非水电解质，其由阴离子和阳离子构成，其中，阴离子含有[C(SO2F)3]-，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)、N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)、四甲基铵([N1111]+)、四乙基铵([N2222]+)、三甲基己基铵([N6111]+)、三乙基己基铵([N6222]+)、N-甲基-N-乙基吡咯烷鎓([Py12]+)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓([C4mim]+)及1-己基-3-甲基咪唑鎓([C6mim]+)构成的组中的至少1种。项5.根据项4所述的锂二次电池用非水电解质，其中，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)及N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)构成的组中的至少1种。项6.根据项4或5所述的锂二次电池用非水电解质，其中，阳离子含有[EMI]+。项7.根据项4～6中任一项所述的锂二次电池用非水电解质，其还含有Li[C(SO2F)3]。项8.一种锂二次电池，其含有项4～7中任一项所述的非水电解质。项9.根据项8所述的锂二次电池，其中，负极为Li金属负极。专利技术效果本专利技术的离子液体或柔粘性结晶作为锂二次电池用的电解质，可以在中温域内稳定地工作，因此，可以抑制锂二次电池的盒内的冷却的需要性，可以提供每单位体积的蓄电效率好的锂二次电池。特别是设为车载用等大容量的锂二次电池的情况下，可以在中温域至高温域内工作，高的温度可带来电解质的粘度降低，以及锂二次电池能够密集，从而效率高，特别优异。附图说明图1是在含有Li[f3C]的[EMI][f3C]中，在铂电极上的循环伏安图。图2是在含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子液体或柔粘性结晶，其由阴离子和阳离子构成，其中，阴离子含有[C(SO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 JP 2014-1763011.一种离子液体或柔粘性结晶，其由阴离子和阳离子构成，其中，阴离子含有[C(SO2F)3]-，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)、N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)、四甲基铵([N1111]+)、四乙基铵([N2222]+)、三甲基己基铵([N6111]+)、三乙基己基铵([N6222]+)、N-甲基-N-乙基吡咯烷鎓([Py12]+)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓([C4mim]+)及1-己基-3-甲基咪唑鎓([C6mim]+)构成的组中的至少1种。2.根据权利要求1所述的离子液体或柔粘性结晶，其中，阳离子含有选自由1-乙基-3-甲基咪唑鎓([EMI]+)、N,N-二乙基-N-甲基-(2-甲氧基乙基)铵([DEME]+)、N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓([Py13]+)及N-甲基-N-丙基哌啶鎓([PP13]+)构成的组中的至少1种。3.根据权利要求1或2所述的离子液体或柔粘性结晶，其为离子液体，且阳离子含有[EMI]+。4.一种锂二次电池用非水电解质，其由阴离子和阳离子构成，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本一，水门润治，王鹏程，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP