(57)【要約】  本発明の目的は、高いイオン伝導性を示し、液漏れの懸念がない新規電解質を提供し、これを含み耐久性に優れた二次電池を提供することにある。  本発明の電解質組成物は、一般式（１）で表されるイオン液体、電解質塩、および無機微粒子を含有することを特徴とする。    【化１】2010092897.tif 000020［式中、ＺはＮ、Ｓ、Ｐ、含窒素芳香族ヘテロ環を表し、Ｒａは置換基を有してもよい同一、または異なるアルキル基を表し、Ｚと共に環を形成してもよく、ＺがＮ、Ｐの場合、ｎ＝４、ＺがＳの時ｎ＝３、Ｚが含窒素芳香族ヘテロ環の時ｎ＝１を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるイオン液体、電解質塩、および無機微粒子を含有することを特徴とする電解質組成物。
【化１】
2010092897.tif 000017
［式中、ＺはＮ、Ｓ、Ｐ、含窒素芳香族ヘテロ環を表し、Ｒａは置換基を有してもよい同一、または異なるアルキル基を表し、Ｚと共に環を形成してもよく、ＺがＮ、Ｐの場合、ｎ＝４、ＺがＳの時ｎ＝３、Ｚが含窒素芳香族ヘテロ環の時ｎ＝１を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
【請求項２】
上記一般式（１）が下記一般式（２）であることを特徴とする請求項１に記載の電解質組成物。
【化２】
2010092897.tif 000018
［式中、Ｒ１〜Ｒ４は置換基を有してもよいアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４のうちいずれか２個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよく、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
【請求項３】
上記一般式（１）が下記一般式（３）であることを特徴とする請求項１に記載の電解質組成物。
【化３】
2010092897.tif 000019
［式中、Ｒｐ、Ｒｒはアルキル基を表し、Ｒｑ、Ｒｓ、Ｒｔは水素原子またはアルキル基を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
【請求項４】
重合性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項５】
上記重合性化合物がエチレン性不飽和モノマーであることを特徴とする請求項４に記載の電解質組成物。
【請求項６】
上記無機微粒子が無機酸化物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項７】
上記無機微粒子がメソポーラス無機微粒子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項８】
上記無機微粒子が２種以上の金属を含有する無機微粒子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電解質組成物を含有することを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質組成物および電池に関し、さらに詳しくは、難燃性であり、導電性に優れた電解質および電池性能に優れた二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非水二次電池などの電気化学電池に用いられる電解質は、目的に応じたイオンを含み、そのイオンを電極間に輸送する機能（イオン伝導という）を持つ媒体である。例えば、非水二次電池の代表であるリチウム二次電池では、リチウムイオンを電極間に輸送する機能を有する媒体を言う。二次電池においては、一般に、イオン伝導性が高い溶液系の電解質が多く用いられているが、溶液系の電解質は、電池に組み込んだ際の溶媒の揮発性が高いことに由来する枯渇や、流動性を有することによる漏れが電池の耐久性を低下させるなどの問題があった。また、溶液を密閉するため、金属容器を用いなければならず、電池質量が重くなり、電池形状にも自由度を持たせることが困難であった。【０００３】
このような課題を解決すべく中、薄型、高エネルギー密度電解質として電解質にポリマー電解質を用いたシート型二次電池の開発が進められており、それらは、液漏れがなく、形状自由で、大面積で薄型に出来るなど、今までの円筒型、角型にはない特徴を持っている。【０００４】
ポリマー電解質では、塩をポリエチレンオキシドなどのポリマーに溶解しているが、イオン伝導度は未だ十分ではない。また、イオン液体を電解質に用いることも提案されており、蒸気圧が極めて低く、実質的に揮発しない特徴を有し、イオン伝導度も比較的高いが、液状であるため液漏れの問題が残されていた。【０００５】
また、イオン液体に無機微粒子を混合して、液を増粘、あるいはゲル化させる方法が知られているが（例えば、特許文献１、２参照）、イオン伝導度が低く、電解質としてはまだまだ不十分であった。また、温度変動による粘度変動が不十分であったため、塗布による製造をすることが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５７４７６号公報
【特許文献２】特開２００６−３１００７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高いイオン伝導性を示し、液漏れの懸念がない新規電解質を提供し、これを含み耐久性に優れた二次電池を提供することにある。また、加熱すると粘性が下がり、降温するとゲル化（固化）し、固体電解質として形状を保つことが出来る電解質を提供し、電極上に塗布により製造可能な二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題に鑑み、鋭意検討した結果、イオン液体、無機微粒子、および電解質塩を含む電解質組成物、およびこれら電解質組成物を用いた二次電池により、前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。【０００９】
１．下記一般式（１）で表されるイオン液体、電解質塩、および無機微粒子を含有することを特徴とする電解質組成物。【００１０】
【化１】
2010092897.tif 000002
【００１１】
［式中、ＺはＮ、Ｓ、Ｐ、含窒素芳香族ヘテロ環を表し、Ｒａは置換基を有してもよい同一、または異なるアルキル基を表し、Ｚと共に環を形成してもよく、ＺがＮ、Ｐの場合、ｎ＝４、ＺがＳの時ｎ＝３、Ｚが含窒素芳香族ヘテロ環の時ｎ＝１を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
２．上記一般式（１）が下記一般式（２）であることを特徴とする前記１に記載の電解質組成物。【００１２】
【化２】
2010092897.tif 000003
【００１３】
［式中、Ｒ１〜Ｒ４は置換基を有してもよいアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４のうちいずれか２個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよく、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
３．上記一般式（１）が下記一般式（３）であることを特徴とする前記１に記載の電解質組成物。【００１４】
【化３】
2010092897.tif 000004
【００１５】
［式中、Ｒｐ、Ｒｒはアルキル基を表し、Ｒｑ、Ｒｓ、Ｒｔは水素原子またはアルキル基を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。］
４．重合性化合物を含有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の電解質組成物。【００１６】
５．上記重合性化合物がエチレン性不飽和モノマーであることを特徴とする前記４に記載の電解質組成物。【００１７】
６．上記無機微粒子が無機酸化物であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の電解質組成物。【００１８】
７．上記無機微粒子がメソポーラス無機微粒子であることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の電解質組成物。【００１９】
８．上記無機微粒子が２種以上の金属を含有する無機微粒子であることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の電解質組成物。【００２０】
９．前記１〜８のいずれか１項に記載の電解質組成物を含有することを特徴とする二次電池。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の上記方法により、難燃性であり、導電性に優れた電解質及び電池性能に優れた二次電池を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態等について詳細な説明をする。
【００２３】
以下、本発明の電解質組成物の各構成成分について詳述する。
【００２４】
本発明の電解質中に含まれるイオン液体は、室温溶融塩であり、これら化合物は溶媒をほとんど用いず電解質として使用できることが多く、単独で電解質として使用できる場合も多い。
【００２５】
前記一般式（１）において、式中、ＺはＮ、Ｓ、Ｐ、含窒素芳香族ヘテロ環を表し、Ｒａは置換基を有してもよい同一、または異なるアルキル基を表し、Ｚと共に環を形成してもよく、ＺがＮ、Ｐの場合、ｎ＝４、ＺがＳの時ｎ＝３、Ｚが含窒素芳香族ヘテロ環の時ｎ＝１を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。
【００２６】
一般式（１）において、Ｚで表される含窒素芳香族ヘテロ環としては、イミダゾール環、ピリジン環、ピラゾール環、ピリミジン環等が挙げられる。
【００２７】
一般式（１）において、Ｒａで表される基としては、メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等が挙げられ、Ｚと共に形成される環としては、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、テトラヒドロチオフェン環、１−メチルホスホラン環等が挙げられ、それらは置換基を有してもよく、置換基としては、特に限定はなく、例えば、アルキル基（メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等）、シクロアルキル基（シクロプロピル、シクロヘキシル等）、アリール基（フェニル、ｐ−テトラデカニルオキシフェニル、ｏ−オクタデカニルアミノフェニル、ナフチル、ヒドロキシフェニル等）、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、アミド基（アセトアミド、ベンズアミド等）、カルバモイル基（メチルカルバモイル、ブチルカルバモイル、フェニルカルバモイル等）、エステル基（エチルオキシカルボニル、ｉ−プロピルオキシカルボニル、フェニルオキシカルボニル等）、カルボニルオキシ基（メチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等）、シアノ基、ハロゲン原子（塩素、臭素、沃素、フッ素）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、ブトキシ等）、アリールオキシ基（フェノキシ、ナフチルオキシ等）、スルホニル基（メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル等）、アルキルチオ基（メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ等）、アリールチオ（フェニルチオ等）、スルホンアミド基（メタンスルホンアミド、ドデシルスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミド等）、スルファモイル基（メチルスルファモイル、フェニルスルファモイル等）、アミノ基、アルキルアミノ基（エチルアミノ、ジメチルアミノ、ヒドロキシアミノ等）、アリールアミノ基（フェニルアミノ、ナフチルアミノ等）が挙げられる。Ｘとしては、Ｎ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表し、アルキル基としてはメチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等が挙げられ、パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル等を表す。好ましくは、Ｎ（ＳＯ２Ｆ）２である。
【００２８】
前記一般式（２）において、式中、Ｒ１〜Ｒ４は置換基を有してもよいアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４のうちいずれか２個の基が窒素原子と共に環を形成していてもよく、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。
【００２９】
一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ４で表されるアルキル基としては、メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等が挙げられ、Ｒ１〜Ｒ４のうちいずれか２個の基が窒素原子と共に形成される環としては、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環等が挙げられ、それらは置換基を有してもよい。置換基としては、特に限定はなく、例えば、アルキル基（メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等）、シクロアルキル基（シクロプロピル、シクロヘキシル等）、アリール基（フェニル、ｐ−テトラデカニルオキシフェニル、ｏ−オクタデカニルアミノフェニル、ナフチル、ヒドロキシフェニル等）、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、アミド基（アセトアミド、ベンズアミド等）、カルバモイル基（メチルカルバモイル、ブチルカルバモイル、フェニルカルバモイル等）、エステル基（エチルオキシカルボニル、ｉ−プロピルオキシカルボニル、フェニルオキシカルボニル等）、カルボニルオキシ基（メチルカルボニルオキシ、プロピルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等）、シアノ基、ハロゲン原子（塩素、臭素、沃素、フッ素）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、ブトキシ等）、アリールオキシ基（フェノキシ、ナフチルオキシ等）、スルホニル基（メタンスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル等）、アルキルチオ基（メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ等）、アリールチオ（フェニルチオ等）、スルホンアミド基（メタンスルホンアミド、ドデシルスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンアミド等）、スルファモイル基（メチルスルファモイル、フェニルスルファモイル等）、アミノ基、アルキルアミノ基（エチルアミノ、ジメチルアミノ、ヒドロキシアミノ等）、アリールアミノ基（フェニルアミノ、ナフチルアミノ等）が挙げられる。
【００３０】
Ｘとしては、Ｎ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表し、アルキル基としてはメチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等が挙げられ、パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル等を表す。好ましくは、Ｎ（ＳＯ２Ｆ）２である。
【００３１】
前記一般式（３）において、式中、Ｒｐ、Ｒｒはアルキル基を表し、Ｒｑ、Ｒｓ、Ｒｔは水素原子またはアルキル基を表し、ＸはＮ（ＳＯ２Ｆ）２、ＢＦ３Ｙ、Ｎ（ＣＮ）２を表し、Ｙはアルキル基またはパーフルオロアルキル基を表す。
【００３２】
一般式（３）において、Ｒｐ〜Ｒｔで表されるアルキル基としては、メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、ステアリル、ドデシル、エイコシル、ドコシル、オレイル等が挙げられる。Ｘとしては、前記一般式（１）、一般式（２）のＸと同義である。
【００３３】
以下、本発明の一般式（１）により表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
【化４】
2010092897.tif 000005
【００３５】
【化５】
2010092897.tif 000006
【００３６】
【化６】
2010092897.tif 000007
【００３７】
【化７】
2010092897.tif 000008
【００３８】
本発明のイオン液体は、常温（２５℃）付近で液体であることが好ましい。これらの化合物の融点は８０℃以下であることが好ましく、より好ましくは６０℃以下、さらに好ましくは３０℃以下である。
【００３９】
重合性化合物としては、重合性基として、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、エポキシ基、オキセタン基等を少なくとも一つ分子内に持つ化合物であり、上記重合性化合物中に２個以上の重合性基を有していると、この化合物の反応により三次元網目構造が形成されるから、より一層電解質の形状保持能力を高めることができ、好適である。
【００４０】
ここで、分子内に重合性基を有する化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、メタクリル酸メトキシジエチレングリコール、メタクリル酸メトキシトリエチレングリコール、メタクリル酸メトキシポリエチレングリコール（平均分子量２００〜１２００）等のアクリル酸またはメタクリル酸エステル、メタクリロイルイソシアネート、２−ヒドロキシメチルメタクリル酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリル酸等の分子中にアクリル酸基またはメタクリル酸基を１つ有する化合物が挙げられる。
【００４１】
また、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、メタクリル酸アリール、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸ポリエチレングリコール（平均分子量２００〜１０００）、ジメタクリル酸１，３−ブチレングリコール、ジメタクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジメタクリル酸ネオペンチルグリコール、ジメタクリル酸ポリプロピレングリコール（平均分子量４００）、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタクリロキシプロパン、２，２−ビス−［４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（メタクリロキシエトキシ・ジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（メタクリロキシエトキシ・ポリエトキシ）フェニル］プロパン、ジアクリル酸エチレングリコール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸トリエチレングリコール、ジアクリル酸ポリエチレングリコール（平均分子量２００〜１０００）、ジアクリル酸１，３−ブチレングリコール、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸ネオペンチルグリコール、ジアクリル酸ポリプロピレングリコール（平均分子量４００）、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス−［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（アクリロキシエトキシ・ジエトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス−［４−（アクリロキシエトキシ・ポリエトキシ）フェニル］プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、トリシクロデカンジメタノールアクリレート、水素添加ジシクロペンタジエンジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、ポリエステルジメタクリレート等の分子中に重合性二重結合を２個以上有する化合物が好適に用いられる。
【００４２】
上記重合性二重結合を含有する化合物の中でも特に好ましい重合性モノマーとしては、下記一般式（４）で示されるポリオキシアルキレン成分を含有するジエステル化合物が挙げられ、これと下記一般式（５）で示されるポリオキシアルキレン成分を含有するモノエステル化合物、およびトリエステル化合物を組み合わせて用いることが推奨される。
【００４３】
【化８】
2010092897.tif 000009
【００４４】
（但し、式中、Ｒ６〜Ｒ８は、水素原子、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜６、特に１〜４のアルキル基を示し、Ｘ≧１かつＹ≧０の条件を満足するものか、またはＸ≧０かつＹ≧１の条件を満足するものであり、好ましくはＲ６〜Ｒ８は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基である。）
【００４５】
【化９】
2010092897.tif 000010
【００４６】
（但し、式中、Ｒ９〜Ｒ１１は、水素原子、またはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜６、特に１〜４のアルキル基を示し、Ａ≧１かつＢ≧０の条件を満足するものか、またはＡ≧０かつＢ≧１の条件を満足するものであり、好ましくはＲ９〜Ｒ１１は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基である。）
上記一般式（４）において、例えば、Ｘ＝９、Ｙ＝０、Ｒ６＝Ｒ８＝ＣＨ３である（Ｍ−１）が好ましく用いられる。一方、上記一般式（５）において、例えばＡ＝２または９、Ｂ＝０、Ｒ９＝Ｒ１１＝ＣＨ３である（Ｍ−２）が好ましく用いられる。
【００４７】
また、トリエステル化合物としては、トリメチロールプロパントリメタクリレートが好適である。
【００４８】
上記重合性化合物は、上記イオン液体との混合物中で活性光線照射又は／及び熱で重合し、硬化することによりリチウムイオン電導性硬化被膜を形成することが出来る。本発明においては、取り扱い性や生産性の点から活性光線照射により重合し、硬化する方が好ましい。
【００４９】
また、硬化を促進するために活性光線照射後、加熱することも好ましい。
【００５０】
活性光線は通常、光、紫外線、電子線、Ｘ線等により行われるが、中でも紫外線が好ましく、紫外線照射に際しては、光源として、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ等が用いられる。照射量は特に限定はないが、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ２、さらに好ましくは２００〜７００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００５１】
これらの活性光線照射により重合し、硬化させる場合は、光重合開始剤を電解質組成物の重合性成分１００質量部に対して、０．３質量部以上、好ましくは０．５〜５質量部を含有させる。
【００５２】
該光重合開始剤としては、特に限定されず、公知の光重合開始剤を用いることができるが、例えば、ベンゾフェノン、Ｐ，Ｐ′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、Ｐ，Ｐ′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、Ｐ，Ｐ′−ビス（ジブチルアミノ）ベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、ベンジルジフェニルジスルフィド、ベンジルジメチルケタール、ジベンジル、ジアセチル、アントラキノン、ナフトキノン、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、ジクロロアセトフェノン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジクロロ−４−フェノキシアセトフェノン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ジベンゾスパロン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパノン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、トリブロモフェニルスルホン、トリブロモメチルフェニルスルホン、メチルベンゾイルホルメート、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルメタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、更には２，４，６−［トリス（トリクロロメチル）］−１，３，５−トリアジン、２，４−［ビス（トリクロロメチル）］−６−（４′−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−［ビス（トリクロロメチル）］−６−（４′−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−［ビス（トリクロロメチル）］−６−（ピペロニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−［ビス（トリクロロメチル）］−６−（４′−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン等のトリアジン誘導体、アクリジン及び９−フェニルアクリジン等のアクリジン誘導体、２，２′−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４′，５′−テトラフェニル−１，２′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４′，５′−テトラフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（ｏ−フルオロフェニル）−４，５，４′，５′−テトラフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（ｏ−メトキシフェニル）−４，５，４′，５′−テトラフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（ｐ−メトキシフェニル）−４，５，４′，５′−テトラフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，４，２′，４′−ビス［ビ（ｐ−メトキシフェニル）］−５，５′−ジフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（２，４−ジメトキシフェニル）−４，５，４′，５′−ジフェニル−１，１′−ビイミダゾール、２，２′−ビス（ｐ−メチルチオフェニル）−４，５，４′，５′−ジフェニル−１，１′−ビイミダゾール、ビス（２，４，５−トリフェニル）−１，１′−ビイミダゾール等や特公昭４５−３７３���７号公報に開示される１，２′−、１，４′−、２，４′−で共有結合している互変異性体等のヘキサアリールビイミダゾール誘導体、トリフェニルフォスフィン、そのほかにも２−ベンゾイル−２−ジメチルアミノ−１−［４−モルフォリノフェニル］−ブタン等が挙げられ、特に取り扱いの面で２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルメタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンなどが特に好適である。
【００５３】
また、熱により重合し、硬化させる場合は、熱重合開始剤を電解質組成物の重合性成分１００質量部に対して、０．１〜５質量部、特には０．３〜１質量部含有させることが好ましい。
【００５４】
該熱重合開始剤としては、特に限定されないが、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、エチルメチルケトンペルオキシド、ビス−（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等が挙げられる。又、光及び熱を併用して重合し、硬化させる場合は、上記の光重合開始剤と上記熱重合開始剤を併用することが好ましい。
【００５５】
本発明の電解質組成物は、イオン液体を少なくとも１種含有するが、２種以上併用してもよく、また、さらに他の電解質塩、例えば、ＷＯ９５／１８４５６号あるいは、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ，１０３，４１６４（１９９９）などに記載された低融点化合物（いわゆる室温溶融塩）などを添加してもよい。電解質組成物中のイオン液体の配合量は、１０〜９０質量％とすることが好ましく、特に、３０〜８０質量％とすることが好ましい。
【００５６】
本発明の電解質塩としては、任意のものを用いることができるが、好ましくは周期律表Ｉａ族またはIIａ族に属する金属イオンの塩が用いられる。周期律表Ｉａ族またはIIａ族に属する金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムのイオンが好ましい。金属イオンの塩のアニオンとしては、ハロゲン化物イオン（Ｉ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−等）、ＳＣＮ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＳｂＦ６−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、Ｐｈ４Ｂ−、（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）２Ｂ−、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−、ＣＦ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＳＯ３−、Ｃ６Ｆ５ＳＯ３−等が挙げられる。アニオンとしては、ＳＣＮ−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣｌＯ４−、ＳｂＦ６−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−、ＣＦ３ＳＯ３−がより好ましい。
【００５７】
代表的な電解質塩としては、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＮａＩ、ＮａＣＦ３ＳＯ３、ＮａＣｌＯ４、ＮａＢＦ４、ＮａＡｓＦ６、ＫＣＦ３ＳＯ３、ＫＳＣＮ、ＫＰＦ６、ＫＣｌＯ４、ＫＡｓＦ６などが挙げられる。更に好ましくは、上記Ｌｉ塩である。これらは一種または二種以上を混合してもよい。電解質組成物中の電解質塩の配合量は、５〜４０質量％とすることが好ましく、特に、１０〜３０質量％とすることが好ましい。
【００５８】
本発明の無機微粒子としては、電解質に不活性な物質であれば任意のものを用いることが出来る。これらの中でも無機酸化物が好ましく、無機酸化物粒子を構成する金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる。具体的には、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、等からなる無機酸化物微粒子が挙げられる。また、本発明において用いられる酸化物微粒子として、希土類酸化物を用いることもでき、具体的には、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等を含有する微粒子が挙げられる。なかでも、中性、もしくは、酸性の金属無機酸化物微粒子が、イオン伝導性の向上の点で効果的である。酸化鉄、酸化ジルコニウム、クレー、酸化スズ、酸化タングステン、酸化チタン、燐酸アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどがこれに相当する。無機酸化物の表面の水酸基は、イオン導電性化合物、または、二次電池の塩と相互作用し、高速でイオンを輸送するイオンパスを形成する。
【００５９】
粉体の形状は球状でもよいがメソポーラス、平板状や針状の粒子であっても好ましく用いることができる。
【００６０】
メソポーラス無機粒子とは、ケルビンの毛管凝縮理論が適応できる領域である細孔径２〜５０ｎｍの細孔（以下、メソ細孔と略記する）を複数有する多孔体無機粒子である。
【００６１】
細孔径および細孔分布は、水銀圧入法やガス吸着法等により測定することができる。本発明の細孔径は、細孔分布測定装置によりガス吸着法で得た吸脱着等温線の、ヒステリシスパターンを解析することで算出した細孔分布のメディアン径をいう。
【００６２】
メソポーラス無機粒子の組成は、メソ細孔を有するものであれば特に制限はないが、金属酸化物を骨格とし、規則的に配置されたメソ細孔を有するメソポーラス無機粒子が好ましい。金属酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２や、これらの複合酸化物が好ましく使用できる。
【００６３】
メソポーラス無機微粒子の製造方法としては、界面活性剤や有機化合物を鋳型とする熱水合成等の、従来より知られた方法を用いることができ、例えば、特開２００５−５３７３７号明細書に記載の方法が挙げられる。メソポーラス無機粒子は、メソ細孔の内部または多孔体の表面に溶媒を保持することができる。
【００６４】
本発明のメソポーラス無機粒子としては、特に比表面積が３００〜１０００ｍ２／ｇのものが、安全性、充放電耐久性の面から好ましい。
【００６５】
本発明のメソポーラス無機粒子の比表面積は、比表面積計を用いて粒子紛体に窒素ガス等を吸着させて得た吸着等温線から、ＢＥＴ等温吸着式を用いてＢＥＴ比表面積として算出したものをいう。
【００６６】
メソポーラス無機粒子の電池組成物中の含有量としては、安全性、電圧特性の面から、含フッ素化合物に対して５〜４０％が好ましい。
【００６７】
また、メソポーラス無機粒子の平均粒径は、安全性、電圧特性の面から、１〜５０μｍであることが好ましく、さらに５〜２０μｍであることが、好ましい。
【００６８】
平均粒径は、各粒子を同体積の球に換算した時の直径（球換算粒径）の体積平均値であり、この値は電子顕微鏡写真から評価することができる。すなわち、電池組成物または粒子紛体の透過型電子顕微鏡写真を撮影し、一定の視野範囲にある粒子を２００個以上測定して各粒子の球換算粒径を求め、その平均値を求めることにより得られた値である。
【００６９】
さらに、本発明のメソポーラス無機粒子は、含フッ素化合物との均一混合の面から、表面疎水化処理されていることが好ましい。
【００７０】
また本発明の無機微粒子は、二種類以上の無機酸化物が均一に混ざっていても、コアシェル型のように内部で分離していてもよい。かかる無機酸化物としては、マグネシウム、珪素、ジルコニウム、チタン等のIIＡ〜ＶＡ族をあげることができ、これらの無機酸化物の二種類以上が組み合わされている。
【００７１】
例えば、イオン伝導性向上効果の高い無機酸化物と、分散剤との相性が良い無機酸化物の複合粒子はイオン導電性向上効果と分散性を合わせ持つことができる。これらの粒子は、複数のアルコキシドやクロライドを用いた火炎法やプラズマ法を用いることができる。また、アンモニアなどの触媒を用いて液中で造粒することもできる。さらに、これらの無機化合物の表面は、シランカップリング剤や分散剤を用いることで表面処理することが可能である。表面処理程度により、表面を親水性、疎水性に分けることができるが、いずれの場合でも用いることができる。
【００７２】
本発明の複合酸化物粒子は、シリカを含有することが好ましく、シリカの含有量は、１０〜９０％が好ましく、１５〜８５％がより好ましい。
【００７３】
本発明に係る無機微粒子は、表面が疎水化処理されているものが好ましい。
【００７４】
疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルシリルクロライドなどを好ましく用いることができる。表面処理方法としては、直接粉体に噴霧して、加熱定着させる乾式法、溶液中に粒子を分散させておき、表面処理剤を添加して表面処理する湿式法とあるが、より均一に粒子が分散する湿式法が望ましい。例を挙げると特許公開２００７−２６４５８１号に記載されているように手法で、湿式で処理した粒子は、高い分散性を持ち好ましく用いることができる。
【００７５】
本発明に係る無機微粒子の含有量は特に限定はないが、イオン液体１００質量部に対して、５質量部以上１００質量部以下が好ましく、さらに好ましくは、１０質量部以上７０質量部以下である。
【００７６】
本発明では、上記の電解質構成要素とともに、最大で５０質量％まで溶媒を使用することができる。しかし、保存安定性の観点からは、溶媒を用いないほうがより好ましい。
【００７７】
本発明の電解質に使用する溶媒は、粘度が低くイオン易動度を向上したり、または誘電率が高く有効キャリアー濃度を向上したりして、優れたイオン伝導性を発現できる化合物であることが望ましい。このような溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、３−メチル−２−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテルなどの鎖状エーテル類、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、カルボン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等のエステル類、ジメチルスルフォキシド、スルフォランなど非プロトン極性物質などが挙げられる。この中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート化合物、３−メチル−２−オキサゾリジノンなどの複素環化合物、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物、エステル類が特に好ましい。これらは単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００７８】
溶媒としては、耐揮発性による耐久性向上の観点から、常圧（１気圧）における沸点が２００℃以上のものが好ましく、２５０℃以上のものがより好ましく、２７０℃以上のものがさらに好ましい。
【００７９】
本発明では、電解質はポリマー、オイルゲル化剤等を添加させて使用することもできる。ポリマーを添加させる場合は、“Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｒｅｖｉｅｗｓ−１および２”（Ｊ．Ｒ．ＭａｃＣａｌｌｕｍとＣ．Ａ．Ｖｉｎｃｅｎｔの共編、ＥＬＳＥＶＩＥＲ  ＡＰＰＬＩＥＤ  ＳＣＩＥＮＣＥ）に記載された化合物を使用することができるが、特にポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンが好ましく使用することができる。オイルゲル化剤を添加させる場合はＪ．ＣｈｅｍＳｏｃ．Ｊａｐａｎ，Ｉｎｄ．Ｃｈｅｍ．Ｓｅｃ．，４６，７７９（１９４３），Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１１，５５４２（１９８９），Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９３，３９０，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，３５，１９４９（１９９６），Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，１９９６，８８５，Ｊ．Ｃｈｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９７，５４５・に記載されている化合物を使用することができるが、好ましい化合物は分子構造中にアミド構造を有する化合物である。
【００８０】
［２］二次電池
ここでは、本発明の電解質二次電池について説明する。
＜正極活物質＞
正極活物質は特に限定されないが、具体例としては、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎＯ２またはＬｉ２ＭｎＯ３）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉｘＮｉＯ２）、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ１−ｙＣｏｙＯ２）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉＭｎｙＣｏ１−ｙＯ２）、リチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎ２−ｙＮｉｙＯ４）、リチウムコバルトマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉＣｏｚＮｉｗＭｎ１−（ｚ＋ｗ）Ｏ２）、リチウム鉄マンガン複合酸化物（例えばＬｉ１＋ｘ（ＦｅｙＭｎ１−ｙ）１−ｘＯ２）、リチウムマンガンチタン複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎｙＴｉ１−ｙＯ２）、リチウム鉄マンガンチタン複合酸化物（例えばＬｉ１＋ｘ（ＦｅｚＭｎｗＴｉ１−（ｚ＋ｗ））１−ｘＯ２）、リチウムリン酸化物（ＬｉｘＦｅＰＯ４、ＬｉｘＦｅ１−ｙＭｎｙＰＯ４、ＬｉｘＭｎＰＯ４、ＬｉｘＣｏＰＯ４、Ｌｉ２ＦｅＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭｎＰＯ４Ｆなど）、リチウムケイ酸化物（Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４）、リチウムケイ酸リン酸複合酸化物（例えばＬｉ２−ｘＦｅＳｉ１−ｘＰｘＯ４、Ｌｉ２−ｘＭｎＳｉ１−ｘＰｘＯ４）、硫酸鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）、リチウム硫化鉄（Ｌｉ２ＦｅＳ２）、バナジウム酸化物（例えばＶ２Ｏ５）、フッ化鉄（ＦｅＦ３）、リチウムフッ化鉄（Ｌｉ３ＦｅＦ６）、リチウムフッ化チタン（Ｌｉ２ＴｉＦ６）などから選択される少なくとも一種が挙げられる。なお、これらの化学式中、ｘ，ｙ、ｚ＋ｗは０より大きく、１より小さい範囲であることが好ましい。
＜負極活物質＞
負極については、特に制限は無く、集電体に負極活物質を密着させたものが利用できる。黒鉛系やスズ合金系などの粉末を、スチレンブタジエンゴムやポリフッ化ビニリデンなどの結着材とともにペースト状として、集電体上に塗布して、乾燥後、プレス成形して作製したものが利用できる。物理蒸着（スパッタリング法や真空蒸着法など）によって３〜５ミクロンのシリコン系薄膜を、集電体上に直接形成したシリコン系薄膜負極なども利用できる。リチウム金属負極の場合は、銅箔上に１０〜３０ミクロンのリチウム箔を付着させたものが好適である。高容量化の観点からは、シリコン系薄膜負極やリチウム金属負極からなるものであることが好ましい。
＜電極合剤＞
本発明に用いる電極合剤としては、導電剤、結着剤やフィラーなどの他に、リチウム塩、非プロトン性有機溶媒等が添加されたものが挙げられる。
【００８１】
前記導電剤は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば何を用いてもよい。通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など）、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉（銅、ニッケル、アルミニウム、銀（特開昭６３−１４８，５５４号に記載）等）、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体（特開昭５９−２０，９７１号に記載）などの導電性材料を１種またはこれらの混合物として含ませることができる。その中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。前記導電剤の添加量としては、１〜５０質量％が好ましく、２〜３０質量％がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、２〜１５質量％が特に好ましい。
【００８２】
本発明では電極合剤を保持するための結着剤を用いる。このような結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂およびゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、その中でも、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ（メタ）アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを含有する（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン（ラテックス）あるいはサスペンジョンが好ましく、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、より好ましい。
【００８３】
前記結着剤は、一種単独または二種以上を混合して用いることができる。結着剤の添加量が少ないと、電極合剤の保持力・凝集力が弱くなる。多すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は１〜３０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。
【００８４】
前記フィラーは、本発明の二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、０〜３０質量％が好ましい。
＜セパレーター＞
本発明の電解質組成物は、セパレーターを併用して使用することも可能である。安全性確保のため併用されるセパレーターは、８０℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を持つことが必要であり、閉塞温度が９０℃以上、１８０℃以下であることが好ましい。
【００８５】
前記セパレーターの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは０．０５〜３０μｍであり、０．１〜２０μｍが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、２０〜９０％であり、３５〜８０％が好ましい。
【００８６】
前記セパレーターは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、２種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた２種以上の微多孔フィルムを積層したものが好ましい。
＜集電体＞
正・負極の集電体としては、本発明の非水二次電池において化学変化を起こさない電子伝導体が用いられる。正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの他にアルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましい。
【００８７】
負極の集電体としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンが好ましく、銅あるいは銅合金がより好ましい。
【００８８】
前記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。前記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、１〜５００μｍが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。
＜非水電解質二次電池の作製＞
ここでは、本発明の非水電解質二次電池の作製について説明する。本発明の非水二次電池の形状としては、シート、角、シリンダーなどいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に、塗布（コート）、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。
【００８９】
前記合剤の塗布方法としては、例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法およびスクイーズ法等が好適に挙げられる。その中でも、ブレード法、ナイフ法およびエクストルージョン法が好ましい。また、塗布は、０．１〜１００ｍ／分の速度で実施されることが好ましい。この際、合剤の溶液物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選定することにより、良好な塗布層の表面状態を得ることができる。塗布は、片面ずつ逐時でも、両面同時に行ってもよい。
【００９０】
さらに、前記塗布は、連続でも間欠でもストライプでもよい。その塗布層の厚み、長さおよび巾は、電池の形状や大きさにより決められるが、片面の塗布層の厚みは、ドライ後の圧縮された状態で、１〜２０００μｍが好ましい。
【００９１】
前記電極シート塗布物の乾燥および脱水方法としては、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、電子線および低湿風を、単独あるいは組み合わせた方法を用いることできる。乾燥温度は８０〜３５０℃が好ましく、１００〜２５０℃がより好ましい。含水量としては、電池全体で２０００ｐｐｍ以下が好ましく、正極合剤、負極合剤や電解質では、それぞれ５００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。シートのプレス法は、一般に採用されている方法を用いることができるが、特にカレンダープレス法が好ましい。プレス圧は特に限定されないが、０．２〜３ｔ／ｃｍ２が好ましい。前記カレンダープレス法のプレス速度としては、０．１〜５０ｍ／分が好ましく、プレス温度は室温〜２００℃が好ましい。正極シートに対する負極シート幅の比としては、０．９〜１．１が好ましく、０．９５〜１．０が特に好ましい。正極活物質と負極活物質との含有量比は、化合物種類や合剤処方により異なる。
【００９２】
本発明の二次電池の形態は、特に限定されないが、コイン、シート、円筒等、種々の電池セルに封入することが出来る。
【００９３】
本発明の二次電池の用途は、特に限定されないが、例えば、電子機器としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器（ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など）などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって、何ら限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
（１）無機微粒子の作製
（Ｍｇ−Ｓｉ粒子の作製）
ホソカワミクロン（株）製のナノクリエータを用い、原料気体流としてポリジメチルシロキサンとマグネシウム化合物をＭｇＯが表１記載の質量比になるように調製した溶液と、酸素ガスとを高温雰囲気の反応空間に流入して反応させることにより、白色微粉末状の無機微粒子１、２を形成した。得られた粒子のＴＥＭ観察による粒径測定結果、およびＩＲ測定によるシリカ由来の吸収ピークの有無、粒子断面のＴＥＭ／ＥＤＸによる組成分析結果、ＸＲＤ測定による結晶構造解析結果を表１に示す。得られた粒子を表１に示す。この結果、無機微粒子１は、非晶質シリカ中に珪酸マグネシウム結晶が均一に分散した粒子であった。無機微粒子２は、非晶質シリカの存在が確認できず、酸化マグネシウム結晶と珪酸マグネシウム結晶が均一に混合した粒子であった。【００９５】
【表１】
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【００９６】
（メソポーラスシリカ粒子の作製）
臭化セチルトリメチルアンモニウム３．６４５ｇを純水１００ｍｌに溶解し、その中に１Ｎ塩酸４．４１ｍｌを入れた。【００９７】
次いで、この溶液を室温で撹拌している中に、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）１１ｇを純水４４ｍｌに溶解した溶液を５ｍｉｎで添加した。【００９８】
その後、高圧水銀灯ランプ（１００Ｗ）を約２．５×１０１６／ｓｅｃ／ｃｍ２の光量で照射下に、撹拌を２４時間行った。【００９９】
得られた沈殿を濾過した後、イオン交換水で十分に洗浄し、減圧下に１００℃で１２時間乾燥して、３．２ｇの複合体を得た。【０１００】
得られた複合体を空気中で５００℃にて８時間焼成した後、２００℃にしてヘキサメチルジシラザンを０．５ｇ添加して２時間表面処理を行い、メソ細孔を有するメソポーラス無機粒子ＭＰ−１を２ｇ得た。【０１０１】
メソポーラス無機粒子ＭＰ−１の細孔径は４ｎｍであり、比表面積は８００ｍ２／ｇ、平均粒径は７μｍであった。【０１０２】
尚、細孔径及び比表面積は、日本ベル（株）製の自動比表面積／細孔分布測定装置  ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉIIを用いて測定した。【０１０３】
平均粒径は、走査型電子顕微鏡により２００個以上の粒子を測定し、各粒子の球換算粒径の平均値を求めることにより得た。【０１０４】
同様にして、臭化セチルトリメチルアンモニウムの量とＴＥＯＳの量を変化して、細孔径、比表面積、平均粒径が異なるメソポーラス無機粒子ＭＰ−２〜ＭＰ−４を作製した。【０１０５】
各メソポーラス無機粒子の細孔径、比表面積、平均粒径を下記表２に示す。【０１０６】
【表２】
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【０１０７】
（２）電解質組成物の調製
（ｉ）  電解質組成物１の調製
表３に示すイオン液体（７−Ａ）３．２ｇ、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２  ０．２９ｇ、をドライボックス中で混練して電解質組成物（１）を調製した。
（ii）  電解質組成物（２）〜（２１）の調製
表３に示すイオン液体３．２ｇ、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２  ０．２９ｇ、表３に示す無機微粒子０．９６ｇをドライボックス中で混練して、電解質組成物（２）〜（２１）を調製した。尚、電解質組成物（２）および（３）で使用のイオン液体ＩＬ−１、ＩＬ−２の構造を下記に示す。【０１０８】
【化１０】
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【０１０９】
（iii）  電解質組成物（２２）〜（２６）の調製
表３に示すイオン液体３．２ｇ、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２  ０．２９ｇ、表３に示す無機微粒子０．９６ｇ、表３に記載のモノマー０．１６ｇおよび重合開始剤ＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）４．８ｍｇをドライボックス中で混練して電解質組成物（２２）〜（２６）を調製した。
（iv）  電解質組成物（２７）〜（３２）
表３に示すイオン液体３．２ｇ、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２  ０．２９ｇ、表３に示す無機微粒子０．９６ｇ、表３に記載のモノマー０．１６ｇおよび重合開始剤イルガキュア１８４（チバ・ジャパン製）４．８ｍｇをドライボックス中で混練して電解質組成物（２７）〜（３２）を調製した。【０１１０】
【表３】
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【０１１１】
（３）電解質組成物の性状
上記で得た電解質組成物の２５℃、８０℃における性状を表４に示した。なお、電解質組成物（２２）〜（２６）は、さらに８０℃３時間加熱した後、電解質組成物（２７）〜（３２）はさらに高圧水銀灯にて照射量５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した後の状態を観察した。
（４）イオン伝導度の測定
（２）で作製した電解質組成物について、ドライボックス中で２枚の白金電極に挟み、複素インピーダンス測定法によりイオン伝導度を測定した。なお、電解質組成物（２２）〜（２６）は、白金電極に挟んだまま、８０℃３時間加熱した後に、電解質組成物（２７）〜（３２）は高圧水銀灯にて照射量５００ｍＪ／ｃｍ２で照射した後にイオン伝導度を測定した。結果を表４に示す。【０１１２】
【表４】
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【０１１３】
（５）２次電池の作製−１
（正極シートの作製）
正極活物質として、ＬｉＣｏＯ２を４３質量部、鱗片状黒鉛２質量部、アセチレンブラック２質量部、さらに結着剤としてポリアクリロニトリル３質量部を加え、アクリロニトリル１００質量部を媒体として混練して得られたスラリーを厚さ２０μｍのアルミニウム箔にエクストルージョン式塗布機を使って塗設し、乾燥後カレンダープレス機により圧縮成形した後、端部にアルミニウム製のリード板を溶接し、厚さ９５μｍ、幅５４ｍｍ×長さ４９ｍｍの正極シートを作製、露点−４０℃以下の乾燥空気中、２３０℃で３０分脱水乾燥した。
（シート電池の作製）
ドライボックス中で、幅５４ｍｍ×長さ４９ｍｍの脱水乾燥済み正極シート、幅６０ｍｍ×長さ６０ｍｍに裁断した厚さ３０μｍの東燃タピルス（株）性不織布ＴＡＰＹＲＵＳ  Ｐ２２ＦＷ−ＯＣＳを重ね合わせ、電解質組成物（１）を不織布の上から正極に染み込ませた後、リード板を溶接した幅５５ｍｍ×長さ５０ｍｍの負極シート（リチウム張り合わせ銅箔（リチウム膜厚３０μｍ、銅箔の膜厚２０μｍ））を積層し、減圧下で８０℃に３時間加熱した。その後、ポリエチレン（５０μｍ）−ポリエチレンテレフタレート（５０μｍ）のラミネートフィルムよりなる外装材を使用し４縁を真空下で熱融着して密閉し、シート型電池（Ｄ−１）を作製した。不織布を使用することを除いては、シート電池（Ｄ−１）と同様にしてシート型電池（Ｄ−２〜Ｄ−３２）を作製した。
（６）電池性能の評価
上記の方法で作製したシート型電池について、０．２Ｃ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧２．６Ｖ、の条件で充放電を１０回繰り返し、１０サイクル目における放電容量を求めた。これを同一処方の１０個の電池について調べ、その平均をその電池の容量とした。このようにして各々の電池の容量を求め、電池Ｄ−１の容量を１とした時の、電池Ｄ−２〜Ｄ−３２の相対容量を求めた。また、それぞれの電池の０．５Ｃ（充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧２．６Ｖ）、３００サイクル目の放電容量を求め、１０サイクル目の放電容量に対する比を計算しサイクル容量として表した。それぞれの値を表５に示した。【０１１４】
【表５】
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【０１１５】
その結果、比較例電解質組成を有するシート型電池Ｄ−１〜Ｄ−３は、特に３００回充放電を繰り返したときに、放電量が低下し、繰り返し充放電特性が良くないことがわかる。一方、本発明に係る電解質組成を有するシート型電池Ｄ−４〜Ｄ−３２は充放電サイクルを繰り返しても、放電量の低下が少ないことがわかる。
（７）２次電池の作製−２
正極シートの作製は２次電池の作製−１と同様に行った。上記で調整した電解質組成物（４）を８０℃に加温して、ワイヤーバーにて正極上に塗布し、室温まで冷却して、正極−電解質接合体を作製した。得られた正極−電解質接合体とリチウム張り合わせ銅箔とを熱圧着により貼り合わせ、上記と同様に外装材を使用してシート型電池を作製することが出来た。電解質組成物（４）を電解質組成物（２）に代えて、同様に試みたが、正極−電解質接合体を作製することが出来なかった。【０１１６】
また、一般式（１）においてＺ＝Ｎまたは含窒素ヘテロ環で表されるイオン液体を含有する電解質の方が、イオン伝導度、電池性能ともに良好で、特にＺ＝Ｎで表されるイオン液体を含有する電解質が良好である。
【国際調査報告】
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