(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムあるいはアルミニウム合金を正極の集電体とし、
（a）正極材料、および
（b）正極材料の表面を覆う高分子固体電解質の層
を有する非水電解質二次電池用正極の製造方法であって、
高分子固体電解質が、
（i）式（１）：
【化１】
0005934532.tif 000012
で示される単量体から誘導される繰り返し単位９５〜５モル％、および
式（２）：
【化２】
0005934532.tif 000013
[式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基、または−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、同一または異なって、水素原子または−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であり、ｎおよびＲ４はＲ１、Ｒ２、Ｒ３の間で異なっていても良い。Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基であり、ｎは０〜１２の整数である。]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位５〜９５モル％、および
式（３）：
【化３】
0005934532.tif 000014
［式中、Ｒ5はエチレン性不飽和基を含有する基を表す。］
で示される単量体から誘導される繰り返し単位０〜２０モル％を有する重量平均分子量が１０４〜１０７の範囲内であるポリエーテル共重合体と
（ii）電解質塩化合物
を含み、
正極材料（a）および高分子固体電解質の層（b）の少なくとも一方が、
（iii）オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含有し、
製造方法が、
ポリエーテル共重合体（i）および電解質塩化合物（ii）を含む高分子固体電解質用組成物を正極材料（a）の表面に塗布し、
電位を印加する以前に正極の熱処理を行い、
高分子固体電解質の層（b）を形成することを含む、非水電解質二次電池用正極の製造方法。
【請求項２】
前記高分子固体電解質用組成物が前記化合物（iii）を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物（iii）が、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−フェノール、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、１，６−ヘキサンジオール−ビス[３−(３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、２,４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレイト、またはイソオクチル−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記高分子固体電解質用組成物が非プロトン性有機溶媒をも含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記非プロトン性有機溶媒がエーテル類およびエステル類からなる群より選ばれることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理を５０℃以上１５０℃以下の温度範囲内で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項７】
アルミニウムあるいはアルミニウム合金を正極の集電体とし、
（a）正極材料、および
（b）正極材料の表面を覆う高分子固体電解質の層
を有する正極を有する非水電解質二次電池の製造方法であって、
高分子固体電解質が、
（i）式（１）：
【化４】
0005934532.tif 000015
で示される単量体から誘導される繰り返し単位９５〜５モル％、および
式（２）：
【化５】
0005934532.tif 000016
[式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基、または−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、同一または異なって、水素原子または−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であり、ｎおよびＲ４はＲ１、Ｒ２、Ｒ３の間で異なっていても良い。Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基であり、ｎは０〜１２の整数である。]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位５〜９５モル％、および
式（３）：
【化６】
0005934532.tif 000017
［式中、Ｒ5はエチレン性不飽和基を含有する基を表す。］
で示される単量体から誘導される繰り返し単位０〜２０モル％を有する重量平均分子量が１０４〜１０７の範囲内であるポリエーテル共重合体と
（ii）電解質塩化合物
を含み、
正極材料（a）および高分子固体電解質の層（b）の少なくとも一方が、
（iii）オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含有し、
製造方法が、
ポリエーテル共重合体（i）および電解質塩化合物（ii）を含む高分子固体電解質用組成物を正極材料（a）の表面に塗布し、
電位を印加する以前に正極の熱処理を行い、
高分子固体電解質の層（b）を形成することを含む、非水電解質二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極材料、負極材料、および非水電解質からなる非水電解質二次電池に関するものであり、より詳細には、オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含み、かつ電位を印加する以前に熱処理を施した正極を用いることにより、高容量で、かつ、サイクル充放電特性に優れた非水電解質二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池は、電解質にイオン導電性の点から溶液またはペースト状のものが用いられている。しかし、液漏れによる機器の損傷の恐れがあることから、種々の安全対策が必要であり、大型電池開発の障壁になっている。
【０００３】
これに対し無機結晶性物質、無機ガラス、有機高分子系物質などの固体電解質が提案されている。しかしながら、無機系電解質はイオン導電性が高いものの、電解質が結晶質あるいは非晶質からなり、充放電時の正負極活物質による体積変化の緩和が難しいため、電池の大型化が困難である。一方、有機高分子系物質は一般に柔軟性、曲げ加工性、および成形性に優れ、応用されるデバイスの設計の自由度が高くなるなどの点から、その進展が期待される。
【０００４】
有機高分子系固体電解質は、従来リチウム二次電池に用いられている正負極材料と組み合わせることができれば、より高い安全性を有した大型電池の開発が可能となる。しかしながら、これまで上記の正負極材料と高分子電解質を用いた電池については良好な特性が報告されていなかった。従来リチウム二次電池と同様に高分子系固体電解質を用いたリチウム二次電池においてもまた、活物質や電解質の劣化以外に集電体の劣化もまた電池の性能劣化の要因とされている。
【０００５】
例えば、リチウムイオン伝導性ポリマー（高分子電解質）と正極層状化合物の組み合わせに関する既報告としては、特許文献１に、正極付近に位置する有機電解質の劣化を抑制する目的として無機材料を用いて正極表面が保護されており、これによりサイクル寿命が向上したとの報告がある。しかしながら、５０サイクル経過時に初期容量の６０％まで放電容量まで低下しており、サイクル寿命に関しては問題があった。
【０００６】
有機電解質の酸化分解の抑制として正極中に酸化防止剤のようなラジカル捕捉剤を加える試みも検討されている。特許文献２、３に、ラジカル捕捉剤として一般的なフェノール系酸化防止剤の記載があるが、電解液に対して溶解性があり、かつリチウムイオンとの反応性のある水酸基を有するフェノール系酸化防止剤をコントロールし効果を発揮することは難しいと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３-３３８３２１号公報
【特許文献２】特開平１０-１６２８０９号公報
【特許文献３】特開平１１-６７２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような事情を鑑み、本発明の課題は、高容量でサイクル充放電特性の優れた二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を正極の集電体とする電池において、ポリエーテル共重合体、電解質塩化合物を含む高分子固体電解質用組成物で正極材料の表面を覆われた正極がオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を高容量含み、かつ電位を印加する以前に熱処理を施した正極を二次電池に採用することで、含フッ素有機系支持電解質を用いても高容量でサイクル充放電特性が優れた二次電池が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
一般に、覆われる表面は、主表面、特に１つの主表面である。本明細書において、「主表面」とは、固体電解質に接触する面を意味する。「主表面」は、一般に、負極材料または正極材料における最も広い面積を有する平面（表面）である。
【００１０】
すなわち本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、以下の(i)、 (ii)の成分からなる高分子固体電解質用組成物で正極材料の表面を覆われた正極がオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含み、かつ電位を印加する以前に熱処理を施した正極が用いられた非水系電解質二次電池の製造方法を提供する。
【００１１】
項１．
アルミニウムあるいはアルミニウム合金を正極の集電体とする電池において、
（i）式（１）：
【化１】
0005934532.tif 000002
で示される単量体から誘導される繰り返し単位９５〜５モル％、および
式（２）：
【化２】
0005934532.tif 000003
[式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基、または−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、同一または異なって、水素原子または−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であり、ｎおよびＲ４はＲ１、Ｒ２、Ｒ３の間で異なっていても良い。Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基であり、ｎは０〜１２の整数である。]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位５〜９５モル％、および
式（３）：
【化３】
0005934532.tif 000004
［式中、Ｒ5はエチレン性不飽和基を含有する基を表す］
で示される単量体から誘導される繰り返し単位０〜２０モル％を有する重量平均分子量が１０４〜１０７の範囲内であるポリエーテル共重合体と
（ii）電解質塩化合物
を含む高分子固体電解質によって正極材料の表面が覆われた正極が、
（iii）オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物
を含有し、正極の熱処理を行っていることを特徴とする非水電解質二次電池。
【００１２】
項２．
オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含む高分子固体電解質を正極材料の電極上に塗布する工程、もしくは、オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含む正極材料を集電体上に塗布する工程で作製されることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【００１３】
項３．
前記オルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物が、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェノール、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、１，６−ヘキサンジオール−ビス[３−(３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、２,４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレイト、またはイソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートである請求項１または２に記載の非水電解質二次電池。
【００１４】
項４．
前記電解質塩化合物がＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２から選ばれる１種以上を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずかに記載の非水電解質二次電池。
項５．
前記高分子固体電解質用組成物に非プロトン性有機溶媒が更に添加されたことを特徴とする請求項１〜４のいずかに記載の非水電解質二次電池。
【００１５】
項６．
前記非プロトン性有機溶媒がエーテル類およびエステル類からなる群より選ばれることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質二次電池。
項７．
前記熱処理が５０℃以上１５０℃以下の範囲内で行われていることを特徴とする請求項１〜６のいずかに記載の非水電解質二次電池。
【００１６】
項８．
前記正極材料がＡＭＯ２（Ａはアルカリ金属、Ｍは単一または２種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい）、ＡＭ２Ｏ４（Ａはアルカリ金属、Ｍは単一または２種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい）、Ａ２ＭＯ３（Ａはアルカリ金属、Ｍは単一または２種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい）、ＡＭＢＯ４（Ａはアルカリ金属、ＢはＰ、Ｓｉ、またはその混合物、Ｍは単一または２種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい）のいずれかの組成からなることを特徴とする請求項１〜７のいずかに記載の非水電解質二次電池。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を正極の集電体とする電池において、高分子固体電解質用組成物で正極材料の表面を覆われた正極がオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含み、かつ、電位を印加する以前に正極に熱処理を施すことにより、含フッ素有機系支持電解質を用いても、高容量で、かつサイクル充放電特性に優れた非水電解質二次電池を提供することができる。
【００１８】
以下、本発明の構成につき詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
式（１）の化合物はエチレンオキシドである。式（１）の化合物は基礎化学品であり、市販品を容易に入手可能である。
【００２０】
式（２）の化合物は市販品からの入手、またはエピハロヒドリンとアルコールからの一般的なエーテル合成法等により容易に合成が可能である。市販品から入手可能な化合物としては、例えば、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ターシャリーブチルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、１，２−エポキシドデカン、１，２−エポキシオクタン、１，２−エポキシヘプタン、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、１，２−エポキシデカン、１，２−エポキシへキサン、グリシジルフェニルエーテル、１，２−エポキシペンタン、グリシジルイソプロピルエーテルなどが使用できる。これら市販品のなかでは、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、グリシジルイソプロピルエーテルが好ましく、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテルが特に好ましい。合成によって得られる式（２）で表される単量体では、Ｒは−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）が好ましく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の少なくとも一つが−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であることが好ましい。Ｒ4は炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４がより好ましい。ｎは２〜６が好ましく、２〜４がより好ましい。
【００２１】
式（３）の化合物において、Ｒ5の例は、二重結合を有する炭化水素基であってよく、特に、二重結合を有する環状の炭化水素基、またはＣＨ２＝ＣＨ−Ａ１−（Ａ１は、直接結合、または炭素数１〜３０の炭化水素基、例えばアルキレン基）であってよい。
式（３）の化合物は市販品からの入手、またはエピハロヒドリンとアルコールからの一般的なエーテル合成法等により容易に合成が可能である。例えば、アリルグリシジルエーテル、４−ビニルシクロヘキシルグリシジルエーテル、α−テルピニルグリシジルエーテル、シクロヘキセニルメチルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、アリルフェニルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、３，４−エポキシ−１−ブテン、３，４−エポキシ−１−ペンテン、４，５−エポキシ−２−ペンテン、１，２−エポキシ−５,９−シクロドデカジエン、３，４−エポキシ−１−ビニルシクロヘキセン、１，２−エポキシ−５−シクロオクテン、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ソルビン酸グリシジル、ケイ皮酸グリシジル、クロトン酸グリシジル、グリシジル−４−ヘキセノエートが挙げられ、これらの中では、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルが好ましい。
【００２２】
本発明のポリエーテル共重合体（i）は、
（Ａ）：式（１）の単量体から誘導された繰り返し単位：
【化４】
0005934532.tif 000005
（Ｂ）：式（２）の単量体から誘導された繰り返し単位：
【化５】
0005934532.tif 000006
（Ｃ）：式（３）の単量体から誘導された繰り返し単位：
【化６】
0005934532.tif 000007
[式中、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル基、または−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、同一または異なって、水素原子または−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であり、ｎおよびＲ４はＲ１、Ｒ２、Ｒ３の間で異なっていても良い。Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキル基であり、ｎは０〜１２の整数である。Ｒ５はエチレン性不飽和基を含有する基を表す。]   を有する。
【００２３】
Ｒは−ＣＨ２Ｏ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）が好ましく、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ3の少なくとも一つが−ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ４であることが好ましい。Ｒ４は炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜４がより好ましい。ｎは２〜６が好ましく、２〜４がより好ましい。
【００２４】
本発明のポリエーテル共重合体（i）の合成は次のようにして行える。開環重合触媒として有機アルミニウムを主体とする触媒系、有機亜鉛を主体とする触媒系、有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系などの配位アニオン開始剤、または対イオンにＫ＋を含むカリウムアルコキシド、ジフェニルメチルカリウム、水酸化カリウムなどのアニオン開始剤を用いて、各モノマーを溶媒の存在下又は不存在下、反応温度１０〜１２０℃、撹拌下で反応させることによってポリエーテル共重合体が得られる。重合度、あるいは得られる共重合体の性質などの点から、配位アニオン開始剤が好ましく、なかでも有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系が取り扱い易く特に好ましい。
【００２５】
本発明のポリエーテル共重合体（i）においては、繰り返し単位（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）のモル比が、（Ａ）９５〜５モル％、（Ｂ）５〜９５モル％、および（Ｃ）０〜２０モル％が適当であり、好ましくは（Ａ）９２〜１０モル％、（Ｂ）７〜９０モル％、および（Ｃ）１〜１５モル％、更に好ましくは（Ａ）９０〜２０モル％、（Ｂ）１０〜８０モル％、および（Ｃ）２〜１５モル％である。繰り返し単位（Ａ）が９５モル％を越えるとガラス転移温度の上昇とオキシエチレン鎖の結晶化を招き、結果的に固体電解質のイオン伝導性を著しく悪化させることとなる。一般にポリエチレンオキシドの結晶性を低下させることによりイオン伝導性が向上することは知られているが、本発明のポリエーテル共重合体はこの点において格段に優れている。
【００２６】
本発明のポリエーテル共重合体（i）の分子量は、良好な加工性、機械的強度、柔軟性を得るために、重量平均分子量１０４〜１０７の範囲内、好ましくは５×１０４〜５×１０６の範囲内、さらに好ましくは１０５〜５×１０６の範囲内のものが適する。重量平均分子量が１０４未満の共重合体では、形状安定性を高めるために架橋密度を高くする必要があるために、プラスチック状のものしか得られず、伸びも殆どなく、イオン伝導度が低い。重量平均分子量が１０７より大きい共重合体では、著しく加工性が悪く取り扱いが困難である。
【００２７】
本発明のポリエーテル共重合体（i）は、ブロック共重合体、ランダム共重合体何れの共重合タイプでも良い。ランダム共重合体の方がよりポリエチレンオキシドの結晶性を低下させる効果が大きいので好ましい。
【００２８】
電極間の短絡を抑制するために架橋高分子固体電解質を電極間に介在することが好ましい。架橋高分子固体電解質は、例えば、予め架橋を施した高分子固体電解質膜を電極間に貼り合わせる手法、負極の表面にラジカル重合開始剤を含む高分子固体電解質を配してから、これに架橋を施す手法によって導入することができる。電極間に介在する架橋高分子固体電解質の厚さは、一般に０.１μｍ〜４００μｍであってよい。
【００２９】
本発明の架橋高分子固体電解質は、ポリエーテル共重合体、ラジカル開始剤を含む高分子固体電解質用組成物に電解質塩化合物を共存させて高分子固体電解質を構成し、非プロトン性有機溶媒の存在下または不存在下に、熱を加えるもしくは紫外線などの活性エネルギー線を照射することによって架橋した架橋体である。
【００３０】
熱による架橋の場合では、有機過酸化物、アゾ化合物等から選ばれるラジカル開始剤が用いられる。有機過酸化物としては、ケトンパーオキシド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキシド、ジアルキルパーオキシド、ジアシルパーオキシド、パーオキシエステル等、通常架橋用途に使用されているものが用いられ、アゾ化合物としてはアゾニトリル化合物、アゾアミド化合物、アゾアミジン化合物等、通常架橋用途に使用されているものが用いられる。ラジカル重合開始剤の添加量は種類により異なるが、通常、ポリエーテル共重合体（i）を１００重量％として０．１〜１０重量％の範囲内である。
【００３１】
活性エネルギー線を照射する架橋の場合のラジカル開始剤としては、アルキルフェノン系、ベンゾフェノン系、アシルフォスフィンオキサイド系、チタノセン類、トリアジン類、ビスイミダゾール類、オキシムエステル類などが用いられる。これらのラジカル重合開始剤の添加量は種類により異なるが、通常、ポリエーテル共重合体（i）を１００重量％として０．０１〜５．０重量％の範囲内である。
【００３２】
本発明においては、高分子固体電解質用組成物に架橋を施す場合に架橋助剤を使用してもよい。架橋助剤は、通常、多官能性化合物(例えば、ＣＨ２＝ＣＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−、ＣＦ２＝ＣＦ−を少なくとも２個含む化合物）である。
【００３３】
本発明において用いることができる電解質塩化合物（ii）は、ポリエーテル共重合体又は該共重合体の架橋体、および必要なら非プロトン性有機溶媒からなる混合物に相溶することが好ましい。ここで相溶とは電解質塩が結晶化などして析出してこない状態を意味する。
【００３４】
本発明の電解質塩化合物（ii）の例としては、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２が挙げられ、これら例に加えて、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ2ＳＯ4、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２も挙げられる。電解質塩化合物（ii）は、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２からなる群から選択された少なくとも１種であってよい。電解質塩化合物（ii）は、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２からなる群から選択された少なくとも１種に加えて、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ2ＳＯ4、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２からなる群から選択された少なくとも１種を併用してもよい。
【００３５】
本発明において、電解質塩化合物の使用量は、電解質塩化合物のモル数／ポリエーテル共重合体のエーテル酸素原子の総モル数の値が０.０００１〜５が好ましく、更に好ましくは０.００１〜０.５の範囲がよい。
【００３６】
本発明では非プロトン性有機溶媒を例えば可塑剤として添加してよい。高分子固体電解質に非プロトン性有機溶媒を混入すると、ポリマーの結晶化が抑制されガラス転移温度が低下し、低温でも無定形相が多く形成されるためにイオン伝導度が良くなる。非プロトン性有機溶媒は、本発明で使用できる高分子固体電解質と組み合わせることで、内部抵抗の小さい高性能の電池を得るのに適している。本発明の高分子固体電解質は、非プロトン性有機溶媒と組み合わせることでゲル状となってもよい。ここで、ゲルとは溶媒によって膨潤した高分子である。
【００３７】
非プロトン性有機溶媒としては、非プロトン性のエーテル類及びエステル類が好ましい。具体的には、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ブチレンカーボネート、 ビニルカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルモノグライム、メチルジグライム、メチルトリグライム、メチルテトラグライム、エチルモノグライム、エチルジグライム、エチルトリグライム、エチルメチルモノグライム、ブチルジグライム、３-メチル−２−オキサゾリドン、テトラヒドロフラン、 ２−メチルテトラヒドロフラン、 １，３−ジオキソラン、 ４，４-メチル−１ ，３-ジオキソラン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等が挙げられ、中でも、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ブチレンカーボネート、 ビニルカーボネート、エチレンカーボネート、メチルトリグライム、メチルテトラグライム、エチルトリグライム、エチルメチルモノグライムが好ましい。これらは１種または２種以上で用いることができる。
【００３８】
電解質塩化合物および必要な非プロトン性有機溶媒をポリエーテル共重合体に混合する方法に特に制限はないが、電解質塩化合物および必要な非プロトン性有機溶媒を含む溶液にポリエーテル共重合体を長時間浸漬して含浸させる方法、電解質塩化合物および必要な非プロトン性有機溶媒をポリエーテル共重合体へ機械的に混合させる方法、ポリエーテル共重合体および電解質塩化合物を非プロトン性有機溶媒に溶かして混合させる方法あるいはポリエーテル共重合体を一度他の溶媒に溶かした後、非プロトン性有機溶媒を混合させる方法などがある。他の溶媒を使用して製造する場合の他の溶媒としては各種の極性溶媒、例えばテトラヒドロフラン、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が単独、或いは混合して用いられる。他の溶媒は、ポリエーテル共重合体を架橋する前、架橋する間または架橋した後に除去できる。
【００３９】
本発明において用いることができるオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物（iii）は一般的に酸化防止剤として市販されており、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−フェノール、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール、１，６−ヘキサンジオール−ビス[３−(３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、２,４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレイト、またはイソオクチル−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートが挙げられる。これらは１種または２種以上で用いることができる。
【００４０】
本発明のオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物（iii）の添加方法は特に限定されないが、集電体上にフェノール構造を有する化合物を含んだ正極材料のスラリーを塗布する、あるいは、正極上にフェノール構造を有する化合物を含んだ高分子固体電解質用組成物の溶液を塗布することでフェノール構造を有する化合物を添加することが均一性の観点で好ましい。
【００４１】
本発明のオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物（iii）の添加量は、集電体上にフェノール構造を有する化合物を含んだ正極材料のスラリーを塗布する場合は正極材料を１００重量％として０．１重量％以上２０重量％以下が好ましく、正極上にフェノール構造を有する化合物を含んだ高分子固体電解質用組成物の溶液を塗布する場合は該高分子固体電解質用組成物を１００重量％として０．１重量％以上２０重量％以下が好ましい。０．１重量％以上２０重量％以下であることによって、電池特性が高くなる。
【００４２】
正極材料は、例えば電極材料基板としての金属電極基板と、金属電極基板上に正極活物質、および電解質層と良好なイオンの授受を行い、かつ、導電助剤と正極活物質を金属基板に固定するためのバインダーより構成されている。金属電極基板には、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が用いられる。
【００４３】
本発明で使用される正極活物質粒子は、LiMO2、LiM2O4、Li2MO3、LiMBO4のいずれかの組成からなるアルカリ金属含有複合酸化物粉末である。Mは単一または２種以上の遷移金属からなり、その一部に非遷移金属を含んでもよい。BはP, Si、またはその混合物からなる。なお正極活物質粒子の粒径には、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下のものを用いる。これらの活物質は、３Ｖ（vs. Li/Li+）以上の起電力を有するものである。
【００４４】
正極活物質の好ましい具体例としては、LixCoO2, LixNiO2, LixMnO2, LixCrO2, LixFeO2, LixCoaMn1-aO2, LixCoaNi1-aO2, LixCoaCr1-aO2, LixCoaFe1-aO2, LixCoaTi1-aO2, LixMnaNi1-aO2, LixMnaCr1-aO2, LixMnaFe1-aO2, LixMnaTi1-aO2, LixNiaCr1-aO2, LixNiaFe1-aO2, LixNiaTi1-aO2, LixCraFe1-aO2, LixCraTi1-aO2, LixFeaTi1-aO2, LixCobMncNi1-b-cO2, LixCrbMncNi1-b-cO2, LixFebMncNi1-b-cO2, LixTibMncNi1-b-cO2, LixMn2O4, LixMndCo2-dO4, LixMndNi2-dO4, LixMndCr2-dO4, LixMndFe2-dO4, LixMndTi2-dO4, LiyMnO3, LiyMneCo1-eO3, LiyMneNi1-eO3, LiyMneFe1-eO3, LiyMneTi1-eO3, LixCoPO4, LixMnPO4, LixNiPO4, LixFePO4, LixCofMn1-fPO4, LixCofNi1-fPO4, LixCofFe1-fPO4, LixMnfNi1-fPO4, LixMnfFe1-fPO4, LixNifFe1-fPO4,LiyCoSiO4, LiyMnSiO4, LiyNiSiO4, LiyFeSiO4, LiyCogMn1-gSiO4, LiyCogNi1-gSiO4, LiyCogFe1-gSiO4, LiyMngNi1-gSiO4, LiyMngFe1-gSiO4, LiyNigFe1-gSiO4, LiyCoPhSi1-hO4, LiyMnPhSi1-hO4, LiyNiPhSi1-hO4, LiyFePhSi1-hO4, LiyCogMn1-gPhSi1-hO4, LiyCogNi1-gPhSi1-hO4, LiyCogFe1-gPhSi1-hO4, LiyMngNi1-gPhSi1-hO4, LiyMngFe1-gPhSi1-hO4, LiyNigFe1-gPhSi1-hO4などのリチウム含有複合酸化物をあげることができる。（ここで、ｘ=０．０１〜１．２, ｙ=０．０１〜２．２, ａ=０．０１〜０．９９, ｂ=０．０１〜０.９８, ｃ=０．０１〜０．９８但し、ｂ+ｃ=０．０２〜０．９９, ｄ=１．４９〜１．９９, ｅ=０．０１〜０．９９, ｆ=０．０１〜０．９９, ｇ=０．０１〜０．９９, ｈ=０．０１〜０.９９である。）
【００４５】
また、前記好ましい正極活物質のうち、より好ましい正極活物質としては、具体的には、LixCoO2, LixNiO2, LixMnO2, LixCrO2, LixCoaNi1-aO2, LixMnaNi1-aO2, LixCobMncNi1-b-cO2, LixMn2O4, LiyMnO3, LiyMneFe1-eO3, LiyMneTi1-eO3, LixCoPO4, LixMnPO4, LixNiPO4, LixFePO4, LixMnfFe1-fPO4, をあげることができる。（ここで、ｘ=０．０１〜１．２, ｙ=０．０１〜２．２, ａ=０．０１〜０．９９, ｂ=０．０１〜０．９８, ｃ=０．０１〜０．９８但し、ｂ+ｃ=０．０２〜０．９９, ｄ=１．４９〜１．９９, ｅ=０．０１〜０．９９, ｆ=０．０１〜０．９９である。なお、上記のｘ, ｙの値は充放電によって増減する。）
【００４６】
負極材料は、例えば電極材料基板としての金属電極基板と、金属電極基板上に負極活物質、および電解質層と良好なイオンの授受を行い、かつ、導電助剤と負極活物質を金属基板に固定するためのバインダーより構成されている。この場合の金属電極基板には、例えば銅が用いられるが、これに限るものではなく、ニッケル、ステンレス、金、白金、チタン等であってもよい。
【００４７】
本発明で使用される負極活物質は、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを吸蔵・放出可能な構造（多孔質構造）を有する炭素材料（天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素等）か、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを吸蔵・放出可能なリチウム、アルミニウム系化合物、スズ系化合物、シリコン系化合物等の金属からなる粉末である。粒子径は１０ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましく、更に好ましくは２０ｎｍ以上２０μｍ以下である。また、金属と炭素材料との混合活物質として用いてもよい。なお負極活物質にはその気孔率が、４０〜９０％、特に７０％程度のものを用いることが好ましい。
【００４８】
正極活物質、負極活物質を溶剤で導電助剤、バインダー、増粘剤などと共に混合しスラリーとするが、溶剤としては水又は水溶性有機溶剤を使用する。導電助剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、グラファイトなどの導電性カーボンや、導電性ポリマー、金属粉末などが挙げられるが、導電性カーボンが特に好ましい。これら導電剤は活物質を１００重量％として、２０重量％以下、好ましくは、１５重量％以下、例えば０．０１〜１０重量％を添加する。バインダーとしては、例えばフッ素系結着剤やアクリルゴム、変性アクリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリル系重合体、ビニル系重合体から選ばれる１種以上の化合物を用いることができる。また、耐酸化性、少量で充分な密着性、極板に柔軟性が得られるためアクリル系重合体を用いることが好ましい。これらバインダーは活物質を１００重量％として、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下、例えば０．０１〜２重量％添加する。また、増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等もしくはこれらのアルカリ金属塩、ポリエチレンオキサイド等である。これら増粘剤は活物質を１００重量％として、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下、例えば０．０１〜２重量％添加する。
【００４９】
正極活物質粉末や負極活物質粉末等の金属電極基板への形成は、ドクターブレード法やシルクスクリーン法などにより行われる。
【００５０】
例えばドクターブレード法では、負極活物質粉末や正極活物質粉末を水もしくはｎ−メチルピロリドン等の有機溶剤に分散してスラリー状にし、金属電極基板に塗布した後、所定のスリット幅を有するブレードにより適切な厚さに均一化する。電極は活物質塗布後、余分な溶剤を除去するため、例えば５０〜１３０℃で（特に８０℃で）真空状態で乾燥する。乾燥後の電極はプレス装置によってプレス成型することで電極材が製造される。
【００５１】
その後、電極材料の主表面に高分子固体電解質を例えばドクターブレード法などを用いて塗布する。高分子固体電解質は、その粘度に応じてアセトニトリル等の溶剤と混合し、適切な粘度に調整したのち塗布し、必要に応じて静置し、多孔質部分に高分子固体電解質溶液を含浸させ、これを加熱乾繰させてもよい。溶剤乾燥後の塗布層（高分子固体電解質）の厚みは４００μｍ以下が好ましく、更に好ましくは２００μｍ以下、特に０．１〜１５０μｍである。
【００５２】
本発明のオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物（iii）の添加方法は特に限定されないが、フェノール構造を有する化合物を含んだスラリー状の正極材料を金属電極基板に塗布する、あるいは、フェノール構造を有する化合物を含んだ高分子固体電解質溶液を正極材料の表面に塗布することでフェノール構造を有する化合物を添加することが均一性の観点で好ましい。
【００５３】
本発明において、電位を印加する以前に正極の熱処理を行っている。高分子固体電解質で表面を覆われ、かつオルト位の２つともがｔｅｒｔ−ブチル基に置換されているフェノール構造を有する化合物を含む正極を熱処理する方法は特に限定しないが、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で高分子固体電解質表面を暴露した状態で熱処理を施すことが好ましい。熱処理の温度は５０℃以上１５０℃以下の範囲が好ましい。５０℃以上１５０℃以下の範囲の熱処理温度によって、有機材料の酸化分解が生じることなく、工業的効率よく、熱処理を行える。熱処理の時間は温度により異なるが通常１０日以内であり、例えば１０分〜４８時間である。
【００５４】
高分子固体電解質を塗布した負極電極および正極電極を重ね合わせることで非水電解質二次電池が組み上げられる。この際、塗布した高分子固体電解質の厚み、あるいは機械的強度が不十分な場合、電極材間に架橋高分子固体電解質を介在させることが好ましい。架橋高分子固体電解質は、別途作製した架橋高分子固体電解質膜を電極間に介在させる手法、負極表面に配した高分子固体電解質に架橋を施す手法によって導入することができる。
【００５５】
なお、正極材料のみの特性を評価する際には、対極にリチウムシートを用いることで、電極材料の可逆性を評価できる。また、正極材料と負極材料の組み合わせ評価の場合には、リチウムシートを用いず、正極材料と炭素系負極材料との組み合わせが用いられる。
【００５６】
以下に例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り本発明は以下に記載する実施例に限定されるものではない。
【００５７】
実施例
本発明を実施するための具体的な形態を以下に実施例を挙げて説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５８】
本実施例では、負極材料と、非水電解質と、正極材料とからなる非水電解質二次電池において、可逆容量、サイクル性能を比較するために以下の実験を行った。
【００５９】
[合成例（ポリエーテル共重合用触媒の製造）]
撹拌機、温度計及び蒸留装置を備えた３つ口フラスコにトリブチル錫クロライド１０ｇ及びトリブチルホスフェート３５ｇを入れ、窒素気流下に撹拌しながら２５０℃で２０分間加熱して留出物を留去させ残留物として固体状の縮合物質を得た。以下の重合例で重合触媒として用いた。
【００６０】
ポリエーテル共重合体のモノマー換算組成は１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより求めた。
ポリエーテル共重合体の分子量測定にはゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定を行い、標準ポリスチレン換算により重量平均分子量を算出した。ＧＰＣ測定は（株）島津製作所製ＲＩＤ−６Ａ、昭和電工（株）製ショウデックスＫＤ-８０７、ＫＤ-８０６、ＫＤ-８０６ＭおよびＫＤ-８０３カラム、および溶媒にＤＭＦを用いて６０℃で行った。
【００６１】
［重合例１］
内容量３Ｌのガラス製４つ口フラスコの内部を窒素置換し、これに重合触媒として触媒の合成例で示した縮合物質１ｇと水分１０ｐｐｍ以下に調整したグリシジルエーテル化合物（ａ）：
【化７】
0005934532.tif 000008
１５０ｇ、及び溶媒としてｎ−ヘキサン１０００ｇを仕込み、化合物（ａ）の重合率をガスクロマトグラフィーで追跡しながら、エチレンオキシド１５０ｇを逐次添加した。このときの重合温度は２０℃とし、１０時間反応を行った。重合反応はメタノールを１ｍＬ加え反応を停止した。デカンテーションによりポリマーを取り出した後、常圧下４０℃で２４時間、更に減圧下４５℃で１０時間乾燥してポリマー２８０ｇを得た。得られたポリエーテル共重合体の重量平均分子量およびモノマー換算組成分析結果を表１に示す。
【００６２】
[重合例２]
内容量３Ｌのガラス製４つ口フラスコの内部を窒素置換し、これに重合触媒として触媒の合成例で示した縮合物質１ｇと水分１０ｐｐｍ以下に調整したグリシジルエーテル化合物（ａ）１５０ｇ、アリルグリシジルエーテル ３０g、及び溶媒としてｎ−ヘキサン１０００ｇを仕込み、化合物（ａ）の重合率をガスクロマトグラフィーで追跡しながら、エチレンオキシド１５０ｇを逐次添加した。このときの重合温度は２０℃とし、１０時間反応を行った。重合反応はメタノールを１ｍＬ加え反応を停止した。デカンテーションによりポリマーを取り出した後、常圧下４０℃で２４時間、更に減圧下４５℃で１０時間乾燥してポリマー２９０ｇを得た。得られたポリエーテル共重合体の重量平均分子量およびモノマー換算組成分析結果を表１に示す。
【００６３】
[重合例３]
内容量３Ｌのガラス製４つ口フラスコの内部を窒素置換し、これに重合触媒として触媒の合成例で示した縮合物質１ｇと水分１０ｐｐｍ以下に調整したグリシジルエーテル化合物（ａ）７５ｇ、連鎖移動剤としてエチレングリコールモノメチルエーテル０．５ｇ、及び溶媒としてトルエン５００ｇを仕込み、化合物（ａ）の重合率をガスクロマトグラフィーで追跡しながら、エチレンオキシド１５０ｇを逐次添加した。このときの重合温度は２０℃とし、１０時間反応を行った。重合反応はメタノールを１ｍＬ加え反応を停止した。２０００ｇのｎ−ヘキサンに反応溶液を注ぎ、デカンテーションならびに洗浄によりポリマーを取り出した後、常圧下４０℃で２４時間、更に減圧下４５℃で１０時間乾燥してポリマー２００ｇを得た。得られたポリエーテル共重合体の重量平均分子量およびモノマー換算組成分析結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
0005934532.tif 000009
【００６５】
[架橋例１]
重合例２で得たポリエーテル共重合体１．０ｇ、光開始剤ベンゾフェノン０．００２ｇ、架橋助剤Ｎ,Ｎ'−ｍ−フェニレンビスマレイミド０．０５ｇ、かつモル比（電解質塩化合物のモル数）／（共重合体のエーテル酸素原子の総モル数）が０.０５となるようにＬｉＮ(ＣＦ３ＳＯ2)2（ＬｉＴＦＳＩ）をアセトニトリル１０ｍｌに溶解したものを、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に５００μｍギャップのバーコーターを用いて塗布し、そのまま８０℃に加熱して乾燥させたのち、電解質表面をラミネートフィルムでカバーした状態で、高圧水銀灯（３０ｍＷ／ｃｍ２）を３０秒間照射することにより架橋高分子電解質膜を作製した。
【００６６】
[実施例１]  正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
正極活物質には、平均粒径１０μｍのＬｉＣｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２を用いた。この正極活物質１０．０ｇに対して、導電助剤としてアセチレンの熱分解によって製造された球状炭素微粒子を０．５ｇ、バインダーとしてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を０．１ｇ、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ）を０．２ｇ添加し、水を溶媒としてステンレスボールミルを用いて、１時間攪拌したのち、アルミ集電体上に５０μｍギャップのバーコーターを用いて塗布し、８０℃真空状態で１２時間以上乾繰後、ロールプレスして正極シートとした。
また、重合例１で得たポリエーテル共重合体１．０ｇ、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．０５ｇ、かつモル比（電解質塩化合物のモル数）／（共重合体のエーテル酸素原子の総モル数）が０.０５となるようにＬｉＴＦＳＩをアセトニトリル１０ｍｌに溶解したものを、上記の正極シート上に５００μｍギャップのバーコーターを用いて塗布し、そのまま８０℃に加熱して正極シート内に高分子電解質組成物をよく含浸させ、かつ乾燥させたのち、更にアルゴンガス雰囲気下にて１００℃で１２時間熱処理を施し、正極シート上に高分子電解質が一体化された正極／電解質シートを作製した。
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、正極／電解質シートに架橋例１で得た架橋高分子電解質膜を貼り合わせ、更に対極として金属リチウムを貼り合わせて、試験用２０３２型コイン電池を組み立てた。電気化学特性は北斗電工（株）製の充放電装置を用い、４時間で所定の充電および放電が行える試験条件（Ｃ／４）にて、４．２ Ｖ上限、２．５Ｖを下限とし、一定電流通電により正極の評価をした。試験温度は６０℃環境とした。試験結果を表２に示す。
【００６７】
[実施例２]  正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールの代わりにテトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタンを用いた以外は実施例１と同様の方法で正極／電解質シートを作製した。これに対極として金属リチウムを貼り合わせてコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００６８】
[実施例３]  正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールの代わりに１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンを用いた以外は実施例１と同様の方法で正極／電解質シートを作製した。これに対極として金属リチウムを貼り合わせてコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００６９】
[比較例１]  正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
正極／電解質シート作製時に２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを加えず、かつ１００℃での熱処理を施さないこと以外は実施例１と同様の方法でコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００７０】
[比較例２]   正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
正極／電解質シート作製時に１００℃での熱処理を施さないこと以外は実施例１と同様の方法でコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００７１】
[比較例３]   正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
重合例１で得たポリエーテル共重合体の代わりに重合例３で得たポリエーテル共重合体を用いた以外は実施例１と同様の方法で正極／電解質シートを作製した。これに対極として金属リチウムを貼り合わせてコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００７２】
[比較例４]   正極材料/高分子固体電解質/金属リチウムで構成された電池の作製
２，６−ジ−tｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールの代わりに４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノールを用いた以外は実施例１と同様の方法で正極／電解質シートを作製した。これに対極として金属リチウムを貼り合わせてコイン電池を作製し、正極の電気化学特性を評価した。試験結果を表２に示す。
【００７３】
【表２】
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【００７４】
[実施例４]   正極材料/高分子固体電解質/負極材料で構成された電池の作製
負極活物質には、平均粒径１２μｍのグラファイト粉末（多孔質構造材料）を用いた。この負極活物質１０．０ｇに対して、導電助剤として２０００℃以上で合成した炭素繊維を０．５ｇ、バインダーとしてＳＢＲを０．１ｇ、増粘剤としてＣＭＣを０．２ｇ添加し、水を溶媒としてステンレスボールミルを用いて、１時間攪拌したのち、銅集電体上に５０μｍギャップのバーコーターを用いて塗布し、８０℃真空状態で１２時間以上乾繰後、ロールプレスして負極シートとした。
また、重合例１で得たポリエーテル共重合体１．０ｇ、かつモル比（電解質塩化合物のモル数）／（共重合体のエーテル酸素原子の総モル数）が０.０５となるようにＬｉＴＦＳＩをアセトニトリル１０ｍｌに溶解したものを、上記の負極シート上に５００μｍギャップのバーコーターを用いて塗布し、そのまま８０℃に加熱して、負極シート上に高分子電解質が一体化された負極／電解質シートを作製した。
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、実施例１で得られた正極／電解質シートに架橋例１で得た架橋高分子電解質膜を貼り合わせ、更に対極として負極／電解質シートを貼り合わせてコイン電池を組み立てた。電気化学特性は充放電装置を用い、４時間で所定の充電および放電が行える試験条件（Ｃ／４）にて、４．２ Ｖ上限、２．５Ｖを下限とし、一定電流通電により正極・負極の評価をした。試験温度は６０℃環境とした。試験結果を表３に示す。
【００７５】
[比較例５]  正極材料/高分子固体電解質/負極材料で構成された電池の作製
比較例１と同様の方法で得た正極／電解質シートを用いた以外は実施例４と同様の方法でコイン電池を作製し、正極・負極の電気化学特性を評価した。試験結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の非水電解質二次電池は高容量で、かつ、サイクル充放電特性に優れている。本発明の電池は定置型、ロードレベリング用電池として使用できる。