石墨烯化合物及其制造方法、电解质、蓄电装置制造方法及图纸

一种石墨烯化合物及其制造方法、电解质、蓄电装置。本发明专利技术提供一种具有绝缘性且对锂离子具有亲和性的石墨烯化合物。本发明专利技术的目的之一是增加石墨烯化合物所具有的取代基的分子量。另外，提供一种具有包含醚键或酯键的链状基团的石墨烯化合物。另外，提供一种具有包含一个或多个支链的取代基的石墨烯化合物。另外，提供一种具有包含酯键和酰胺键中的至少一个的取代基的石墨烯化合物。

Graphene compound and its manufacturing method, electrolyte and power storage device

A graphene compound and its manufacturing method, electrolyte and power storage device. The invention provides a graphene compound with insulation and affinity to lithium ion. One of the aims of the invention is to increase the molecular weight of the substituent of graphene compounds. In addition, a graphene compound containing a chain group containing ether bonds or ester bonds is provided. In addition, a graphene compound containing one or more branched chains is provided. In addition, a graphene compound containing a substituent at least one of the ester bond and amide bond is provided.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯化合物及其制造方法、电解质、蓄电装置
本专利技术的一个方式涉及一种石墨烯化合物、电解质、蓄电装置及石墨烯化合物的制造方法。注意，本专利技术的一个方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的一个方式的
涉及一种物品、方法或制造方法。另外，本专利技术的一个方式涉及一种工艺(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(compositionofmatter)。因此，更具体而言，作为本说明书所公开的本专利技术的一个方式的
的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或制造方法。
技术介绍
近年来，对锂离子蓄电池等蓄电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置积极地进行了开发。尤其是，伴随着手机或智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机等电子设备、医疗设备、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHEV)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子蓄电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，锂离子蓄电池成为现代信息化社会的必需品。然而，一般而言，锂离子蓄电池的能量密度高，其电解液使用有在高温下发火的危险的有机溶剂，因此当控制充放电的保护电路发生故障或者单元受到损伤等时，有可能发生发热、发火或爆炸。另外，经常发生这种事故。为了降低上述危险性，对将电解液置换成固体电解质的全固体电池进行研究。例如，对作为固体电解质使用具有锂离子传导性的聚合物电解质的蓄电装置进行研究(专利文献1)。另一方面，即使是使用聚合物电解质的锂离子蓄电池，在低温下电池的离子传导性会大幅度下降，电池特性也有可能大幅度下降。例如，如果在包含在聚合物电解质中的聚合物的熔点以下的温度下使用电池，聚合物电解质的离子电导性下降，有可能对电池特性造成负面影响。[专利文献1]日本专利申请公开第2005-38722号公报
技术实现思路
全固体电池中的固体电解质被要求的基本性能为承担电荷移动的离子传导性高，但是电子传导性低以防止正极与负极之间的短路(内部短路)。蓄电装置在各种环境下广泛地被使用，因此，为了实现实用性高的全固体锂离子蓄电池，需要在高温下也能够发挥上述基本性能的固体电解质。换言之，需要能够承受高温环境的固体电解质。例如，需要具有聚氧化乙烯(PEO)那样的固体电解质的性能且具有良好的耐热性的材料。另外，近年来，可变形电子设备的开发日益增强，为了实现这种柔性电子设备，用于该电子设备的构件也需要是可变形的。该电子设备的外壳或显示器部需要具有柔性，另外，安装在该电子设备中的蓄电装置也需要具有柔性。为了实现柔性蓄电装置，用于该蓄电装置的各构件也需要具有柔性，因此，固体电解质也需要具有柔性。除了PEO等聚合物类固体电解质以外，陶瓷固体电解质也得到了广泛的研究。陶瓷固体电解质有具有比聚合物类固体电解质高的离子传导性的倾向，但是陶瓷固体电解质容易开裂，因此不容易将陶瓷固体电解质用于柔性蓄电装置。鉴于上述问题，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种可用于蓄电装置的固体电解质的材料。另外，提供一种离子传导性高的材料。另外，提供一种溶剂中的分散性高的材料。另外，提供一种能够承受高温的材料。另外，提供一种能够承受变形的材料。另外，提供一种被化学修饰的石墨烯化合物。另外，提供一种新颖的石墨烯化合物。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种可变形的蓄电装置，换言之，柔性蓄电装置。另外，提供一种使用新颖的石墨烯化合物的新颖的柔性蓄电装置。另外，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可自然明显看出这些目的以外的目的，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出这些目的以外的目的。本专利技术的一个方式是一种石墨烯化合物，该石墨烯化合物包括：链状基团；以及石墨烯层，其中，链状基团通过第一醚键或第一酯键与石墨烯层键合，并且，链状基团具有第二醚键和第二酯键中的至少一个。另外，本专利技术的一个方式是一种具有由通式(G0)表示的结构的石墨烯化合物。在通式(G0)中，Glayer表示石墨烯层，R1和R2中的一个表示链状基团，链状基团具有醚键或酯键，R1和R2中的另一个表示链状基团或者氢原子。另外，本专利技术的一个方式是如下石墨烯化合物：在上述通式(G0)中，R1和R2中的一个为由通式(R-1)表示的基团，R1和R2中的另一个为由通式(R-1)表示的基团或者氢原子。在通式(R-1)中，δ1及δ2独立地表示取代或未取代的亚烷基，n表示1以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。另外，本专利技术的一个方式是如下石墨烯化合物：在上述通式(G0)中，R1和R2中的一个为由通式(R-2)表示的基团，R1和R2中的另一个为由通式(R-2)表示的基团或者氢原子。在通式(R-2)中，δ1、δ2及δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，k表示1以上且20以下的整数，t表示1以上且20以下的整数，A1及A2独立地表示取代或未取代的烷基或者氢。另外，本专利技术的一个方式是如下石墨烯化合物：在上述通式(G0)中，R1和R2中的一个为由通式(R-3)表示的基团，R1和R2中的另一个为由通式(R-3)表示的基团或者氢原子。在通式(R-3)中，δ1、δ2及δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，ε1表示酯键，x表示0以上且20以下的整数，y表示0以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。另外，本专利技术的一个方式是如下石墨烯化合物：在上述通式(G0)中，R1和R2中的一个为由通式(R-4)表示的基团，R1和R2中的另一个为由通式(R-4)表示的基团或者氢原子。在通式(R-4)中，δ1、δ2及δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，ε1表示酯键，x表示0以上且20以下的整数，y表示0以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。另外，本专利技术的一个方式是一种具有由通式(G1)表示的结构的石墨烯化合物。在通式(G1)中，Glayer表示石墨烯层，α1表示醚键、酯键或者由通式(α-1)表示的键合，β1及γ1独立地表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的亚烷基，B1表示烷氧基或者烷基氨基。在通式(α-1)中，R3表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的烷基或者氢。在上述石墨烯化合物中，在通式(G1)中，B1也可以为由通式(B-1)表示的基团。在通式(B-1)中，R4表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的烷基。在上述石墨烯化合物中，在通式(G1)中，B1也可以为由通式(B-2)表示的基团。在通式(B-2)中，β2及γ2独立地表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的亚烷基，B2表示烷氧基或者烷基氨基。另外，在上述结构的石墨烯化合物中，在通式(B-2)中，B2也可以为由上述通式(B-1)表示的基团。在通式(B-1)中，R4表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的烷基。另外，在上述石墨烯化合物中，在通式(B-2)中，B2也可以为由通式(B-3)表示的基团。在通式(B-3)中，β3及γ3独立地表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的亚烷基，B3表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有由通式(G0)表示的结构的石墨烯化合物

【技术特征摘要】
2016.10.19 JP 2016-205177;2016.10.19 JP 2016-205171.一种具有由通式(G0)表示的结构的石墨烯化合物其中：Glayer表示石墨烯层，R1和R2中的一个表示具有醚键或酯键的链状基团，R1和R2中的另一个表示所述链状基团或者氢原子。2.根据权利要求1所述的石墨烯化合物，其中：R1和R2中的一个表示由通式(R-1)表示的基团，R1和R2中的另一个表示由所述通式(R-1)表示的基团或者氢原子δ1及δ2独立地表示取代或未取代的亚烷基，n表示1以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。3.根据权利要求1所述的石墨烯化合物，其中：R1和R2中的一个表示由通式(R-2)表示的基团，R1和R2中的另一个表示由所述通式(R-2)表示的基团或者氢原子δ1至δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，k表示1以上且20以下的整数，t表示1以上且20以下的整数，A1及A2独立地表示取代或未取代的烷基或者氢。4.根据权利要求1所述的石墨烯化合物，其中：R1和R2中的一个表示由通式(R-3)表示的基团，R1和R2中的另一个表示由所述通式(R-3)表示的基团或者氢原子δ1至δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，ε1表示酯键，x表示0以上且20以下的整数，y表示0以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。5.根据权利要求1所述的石墨烯化合物，其中：R1和R2中的一个表示由通式(R-4)表示的基团，R1和R2中的另一个表示由所述通式(R-4)表示的基团或者氢原子δ1至δ3独立地表示取代或未取代的亚烷基，ε1表示酯键，x表示0以上且20以下的整数，y表示0以上且20以下的整数，A1表示取代或未取代的烷基或者氢。6.一种电解质，包括：权利要求1所述的石墨烯化合物；以及锂盐。7.一种蓄电装置，包括：权利要求1所述的石墨烯化合物；外包装体；正极集电体；以及负极集电体。8.一种具有由通式(G1)表示的结构的石墨烯化合物其中：Glayer表示石墨烯层，α1表示醚键、酯键或者由通式(α-1)表示的键合β1及γ1独立地表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的亚烷基，B1表示烷氧基或者烷基氨基，R3表示氢或者碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的烷基。9.根据权利要求8所述的石墨烯化合物，其中：B1为由通式(B-2)表示的基团β2及γ2独立地表示碳原子数为1以上且10以下的取代或未取代的亚烷基，B2表示烷氧基或者烷基氨基。10.根据权利要求9所述的石墨烯化合物，其中：B2为由通式(B-3)表示的基团β3及γ3...

【专利技术属性】
技术研发人员：山梶正树，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP