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KR100856955B1 - Polyvinyl acetal resin varnish, gelling agent, nonaqueous electrolyte and electrochemical device - Google Patents

Polyvinyl acetal resin varnish, gelling agent, nonaqueous electrolyte and electrochemical device Download PDF

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KR100856955B1
KR100856955B1 KR1020077017192A KR20077017192A KR100856955B1 KR 100856955 B1 KR100856955 B1 KR 100856955B1 KR 1020077017192 A KR1020077017192 A KR 1020077017192A KR 20077017192 A KR20077017192 A KR 20077017192A KR 100856955 B1 KR100856955 B1 KR 100856955B1
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polyvinyl acetal
acetal resin
nonaqueous electrolyte
acid
carbonate
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아키오 히와라
타카시 하야시
쿠니유키 타카마츠
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미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

자극성, 독성, 환경오염성, 악취, 인화성 등이 실제 사용상 문제가 없을 만큼 낮고, 안전성이 높고, 또한 저점성에서 작업성이 양호한 폴리비닐아세탈 수지 니스 및 그 용도를 제공한다. 폴리비닐아세탈 수지를 용해하는 유기용제로서, 비수용매, 바람직하게는 탄산에스테르, 더욱 바람직하게는 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르와의 혼합용제를 이용하는 것에 의해, 폴리비닐아세탈 수지가 그 종류에 관계없이 균일하게 용해하고, 안전성이 높고 또한 저점성의 니스가 얻어진다. 상기 니스는 유기용제를 겔화하는 작용을 갖기 때문에, 각종 용도에 겔화제로서 사용할 수 있다.The present invention provides a polyvinyl acetal resin varnish and its use, which are low enough to have no problems in practical use, irritant, toxic, environmental pollution, odor and flammability, and have high safety and low viscosity. As the organic solvent for dissolving the polyvinyl acetal resin, a polyvinyl acetal resin is related to its kind by using a non-aqueous solvent, preferably a carbonate ester, more preferably a mixed solvent of a cyclic carbonate and a chain carbonate ester. It dissolves uniformly without, and a high safety and low viscosity varnish is obtained. Since the varnish has the action of gelling an organic solvent, it can be used as a gelling agent in various applications.

Description

폴리비닐아세탈 수지 니스, 겔화제, 비수전해액 및 전기화학소자{POLYVINYL ACETAL RESIN VARNISH, GELLING AGENT, NONAQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION, AND ELECTROCHEMICAL DEVICE}Polyvinyl acetal resin varnish, gelling agent, non-aqueous electrolyte and electrochemical device {POLYVINYL ACETAL RESIN VARNISH, GELLING AGENT, NONAQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION, AND ELECTROCHEMICAL DEVICE}

본 발명은, 폴리비닐아세탈 수지 니스에 관한 것이다. 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 예를 들면, 도전재료의 피복재료, 무기재료 및 유기재료의 접착제 등으로서 유용하다.The present invention relates to a polyvinyl acetal resin varnish. The polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is useful as, for example, a coating material for a conductive material, an adhesive for an inorganic material and an organic material, and the like.

또한 본 발명은, 폴리비닐아세탈 수지 니스의 용도에 관한 것으로서, 상세하게는, 폴리비닐아세탈 수지 니스를 포함하는 유기용제의 겔화제, 폴리비닐아세탈 수지 니스를 이용해서 얻어지는 비수전해액 및 전기화학소자에 관한 것이다.The present invention also relates to the use of a polyvinyl acetal resin varnish, and more particularly, to a nonaqueous electrolyte and an electrochemical device obtained by using a gelling agent of an organic solvent containing a polyvinyl acetal resin varnish, a polyvinyl acetal resin varnish. It is about.

폴리비닐아세탈 수지는, 폴리비닐알코올을 알데히드로 아세탈화한 수지의 총칭이다. 폴리비닐아세탈 수지는, 전기절연성이 양호해서, 접착성ㆍ내약품성이 우수함과 동시에, 가요성, 내마모성 등의 기계적 강도도 높기 때문에, 피복재 또는 접착제로서 광범한 용도에 사용된다. 예를 들면, 에나멜선용 니스, 자기 테이프 바인더, 유리섬유, 카본섬유 등의 수속용 접착제 등으로서 이용되고, 더욱이 구조건축 물, 항공기 등에 있어서, 피복재 또는 접착제로서 범용된다.Polyvinyl acetal resin is a generic term for resins obtained by aldehyde acetalization of polyvinyl alcohol. Polyvinyl acetal resins are used for a wide range of applications as coating materials or adhesives because they have good electrical insulation, excellent adhesion and chemical resistance, and high mechanical strength such as flexibility and abrasion resistance. For example, it is used as an adhesive for procedures, such as an enamel wire varnish, a magnetic tape binder, glass fiber, and a carbon fiber, etc. Moreover, it is used as a coating material or an adhesive agent in structural buildings, aircraft, etc.

폴리비닐아세탈 수지를 상기 용도에 사용할 경우에는, 용제에 용해해서 니스 화하는 것이 바람직하다. 그러나, 일반적인 공업용 용제인 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등의 에스테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 시클로헥산등의 케톤류에서는, 폴리비닐아세탈 수지를 충분히 균일하게 용해할 수 없다.When using polyvinyl acetal resin for the said use, it is preferable to melt | dissolve and varnish in a solvent. However, in esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, which are common industrial solvents, and ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and cyclohexane, polyvinyl acetal resin cannot be dissolved sufficiently uniformly.

이 때문에, 폴리비닐아세탈 수지의 니스화에 있어서는, 빙초산, 모노클로로아세트산, 벤질알코올, 크레졸, 크실레놀, 푸푸랄, 디옥산, 테트라히드로퓨란, 피리딘, 디클로로로에탄, 클로로포름, N-메틸피롤리돈, 디메틸설폭사이드, 톨루엔과 에탄올과의 혼합용제 등이 이용된다. 이들 용제는, 어느 것이나, 자극성이 강하고, 인체에 대한 독성이 비교적으로 높으며, 환경오염성이 높고, 악취를 발하며, 인화성이 높은 등의 문제를 갖는 것 뿐이다.For this reason, in the varnishing of polyvinyl acetal resin, glacial acetic acid, monochloroacetic acid, benzyl alcohol, cresol, xylenol, fufural, dioxane, tetrahydrofuran, pyridine, dichloroloethane, chloroform, N-methylpi Rollidone, dimethyl sulfoxide, the mixed solvent of toluene and ethanol, etc. are used. All of these solvents have only problems such as strong irritation, relatively high toxicity to the human body, high environmental pollution, bad smell, and high flammability.

따라서, 폴리비닐아세탈 수지 니스화에 있어서는, 용제가 인체에 접촉하거나 또는 환경에 방출되는 것이 없도록, 배기, 제해(除害), 제독(除毒), 정전기 제거 등에 있어서 충분한 능력이 있는 설비를 설치하고, 안전상의 많은 대책을 실시하는 것이 필요하다.Therefore, in the polyvinyl acetal resin varnishing, a facility having sufficient capability in exhaust, decontamination, detoxification, static electricity removal, etc. is installed so that the solvent does not come into contact with the human body or be released into the environment. It is necessary to take a lot of safety measures.

또한, 폴리비닐아세탈 수지는, 전지, 컨덴서, 그레첼셀이라 불리는 전해질을 사용하는 태양 전지 등의 전기화학소자에 있어서, 충방전 용량의 고용량화, 박형화, 형상 자유도의 향상 등을 도모하기 위해서, 전해액을 겔화시켜 필름상 전해질(겔형 고분자 전해질)을 얻기 위해서 이용된다(일본국 특개소 57-143355호 공보 등). 종래 기술에서는, 폴리비닐아세탈 수지를 이용해서 필름상 전해질을 얻기 위해서는, 상기 수지를 전해질 용액 전량의 10중량% 이상 함유시킬 필요가 있지만, 전해액중에 폴리비닐아세탈 수지의 분자가 이와 같은 고농도에서 분산되면, 이 분 자가 이온의 이동을 저해한다. 그 때문에 전해액 바로 그것보다도 이온 전도도가 낮아 전기적 부하 특성이 나빠진다. 폴리비닐아세탈 수지의 함유량을 감소시키면 이온 전도도를 높일 수 있지만, 겔 강도가 낮아지게 되어, 전기화학소자의 형상 자유도를 향상시킨다는 겔형 고분자 전해질이 본래 갖는 장점을 잃어버린다.In addition, polyvinyl acetal resins are used in electrochemical devices such as batteries, capacitors, and solar cells using an electrolyte called grezelel, in order to achieve high capacity, thinner thickness, improved shape freedom, and the like in charge and discharge capacity. It is used in order to gelatinize and obtain a film-like electrolyte (gel-type polymer electrolyte) (Japanese Unexamined-Japanese-Patent No. 57-143355 etc.). In the prior art, in order to obtain a film-like electrolyte using a polyvinyl acetal resin, it is necessary to contain the resin at least 10% by weight of the total amount of the electrolyte solution, but if molecules of the polyvinyl acetal resin are dispersed in such a high concentration in the electrolyte solution This molecule inhibits the movement of ions. For this reason, the ionic conductivity is lower than that of the electrolyte, resulting in poor electrical load characteristics. Reducing the content of the polyvinyl acetal resin can increase the ionic conductivity, but the gel strength is lowered, which loses the inherent advantages of the gel polymer electrolyte that improves the shape freedom of the electrochemical device.

더욱이, 폴리비닐아세탈 수지에 용매를 함침시키지 않고, 고체형 고분자 전해질로서 이용하는 것도 알려져 있다(일본국 특개평 10-50141호 공보). 그러나, 이 전해질도, 이온 전도도가 상당히 낮아서 전기적 부하 특성이 대폭 저하한다.Moreover, it is also known to use it as a solid polymer electrolyte, without impregnating a polyvinyl acetal resin with a solvent (Unexamined-Japanese-Patent No. 10-50141). However, this electrolyte also has a very low ion conductivity, which greatly reduces the electrical load characteristics.

발명의 개시Disclosure of the Invention

본 발명의 목적은, 자극성, 독성, 환경오염성, 악취, 인화성의 어느 것에 있어서도 문제가 적고, 안전성이 높은 폴리비닐아세탈 수지 니스를 제공하는 것이다. 더욱이, 도장 작업 등의 작업성을 향상시키기 위해서, 저점성화한 폴리비닐아세탈 수지 니스를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polyvinyl acetal resin varnish with little trouble and high safety in any of irritant, toxic, environmental pollution, odor and flammability. Furthermore, in order to improve workability, such as a painting work, it is providing the low viscosity polyvinyl acetal resin varnish.

본 발명의 목적은, 안전성이 높고 또한 저점성화한 폴리비닐아세탈 수지 니스의, 전기화학소자에 있어서의 전해액으로의 이용을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-safety and low-viscosity polyvinyl acetal resin varnish for use as an electrolytic solution in electrochemical devices.

본 발명자는, 1) 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지를 탄산에스테르에 혼합시키는 것이 좋다는 것, 특히 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르의 혼합용제를 이용하면 폴리비닐아세탈 수지를 고농도로 포함하여, 저점성으로 된다는 것, 2) 상기 폴리비닐아세탈 수지 니스가, 전기화학소자에 있어서의 비수전해액, 유기용제 등의 겔화제로서 유용하다는 것 등을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors 1) The polyvinyl acetal resin varnish preferably contains a polyvinyl acetal resin mixed with a carbonate ester, in particular a polyvinyl acetal resin is contained at a high concentration when a mixed solvent of a cyclic carbonate and a chain carbonate is used. 2) The polyvinyl acetal resin varnish was found to be useful as a gelling agent, such as a nonaqueous electrolyte, an organic solvent, etc. in an electrochemical device, and came to complete this invention.

본 발명은, 폴리비닐아세탈 수지가 탄산에스테르로 이루어지는 비수용매에 용해해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스이다.The present invention is a polyvinyl acetal resin varnish characterized in that the polyvinyl acetal resin is dissolved in a nonaqueous solvent made of carbonate ester.

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 탄산에스테르가 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르의 혼합물인 것을 특징으로 한다.The polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is characterized in that the carbonate ester is a mixture of a cyclic carbonate ester and a chain carbonate ester.

더욱이 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 함유 수분량이 200ppm 이하인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the polyvinyl acetal resin varnish of this invention is characterized by the moisture content of 200 ppm or less.

더욱이 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지가 폴리비닐포르말 수지인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is characterized in that the polyvinyl acetal resin is a polyvinyl formal resin.

더욱이 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지가 산변성물인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is characterized in that the polyvinyl acetal resin is an acid modified product.

더욱이 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지가, 1H-NMR측정에서 DMSO-d6의 피크(2.49ppm)를 기준으로 하여 4.25~4.35ppm에 피크를 나타내는 프로톤의 함유량이 0.25몰/kg 이하인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention has a polyvinyl acetal resin having a proton content of 0.25 at 4.25 to 4.35 ppm based on the peak (2.49 ppm) of DMSO-d 6 in 1 H-NMR measurement. It is characterized by the fact that the molar / kg or less.

더욱이 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지의 히드록실기 함유량이 0.1~2몰/kg인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the polyvinyl acetal resin varnish of this invention is characterized by the hydroxyl group content of polyvinyl acetal resin being 0.1-2 mol / kg.

또한 본 발명은, 전술의 어느 하나의 폴리비닐아세탈 수지 니스를 함유하고, 유기용제를 겔화시키는 것을 특징으로 하는 겔화제이다.Moreover, this invention contains the polyvinyl acetal resin varnish of any one of the above, and it is a gelling agent characterized by gelatinizing an organic solvent.

또한 본 발명은, 전해질과, 전술의 어느 하나의 폴리비닐아세탈 수지 니스를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액이다.Moreover, this invention is a nonaqueous electrolyte solution containing an electrolyte and the above-mentioned polyvinyl acetal resin varnish.

또한 본 발명의 비수전해액은, 전해질과 비수용매와 폴리비닐아세탈 수지를 함유하고, 또한, 폴리비닐아세탈 수지의 겔 침투 크로마토그래피 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량 λ와, 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액 중에서의 농도 c(중량%)가 다음 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the nonaqueous electrolyte of the present invention contains an electrolyte, a nonaqueous solvent, and a polyvinyl acetal resin, and furthermore, a polyamide acetal resin has a number average molecular weight? In terms of polystyrene, and a nonaqueous number of polyvinyl acetal resins. The concentration c (wt%) in the electrolyte solution is characterized by having the following relationship.

100 ≤ λ1/2 × c ≤ 1000100 ≤ λ 1/2 × c ≤ 1000

더욱이 본 발명의 비수전해액은, 폴리비닐아세탈 수지의 농도가, 비수전해액전량의 0.3~3.5중량%인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the nonaqueous electrolyte of the present invention is characterized in that the concentration of the polyvinyl acetal resin is 0.3 to 3.5% by weight of the amount of the nonaqueous electrolyte.

더욱이 본 발명의 비수전해액은, 산을 생성하는 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the non-aqueous electrolyte of the present invention is characterized by further containing a compound that generates an acid.

더욱이 본 발명의 비수전해액은, 산을 생성하는 화합물이, 불소원자를 갖는 루이스산 및/또는 루이스산염인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the nonaqueous electrolyte of the present invention is characterized in that the acid-producing compound is a Lewis acid having a fluorine atom and / or a Lewis acid salt.

또한 본 발명은, 적어도 음극, 세퍼레이터, 양극 및 비수전해액을 포함하는 전기화학소자이며, 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터가 폴리비닐아세탈 수지의 가교물에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 전기화학소자이다.The present invention is also an electrochemical device comprising at least a negative electrode, a separator, a positive electrode and a nonaqueous electrolyte, and an electrochemical device characterized in that the negative electrode and / or the positive electrode and the separator are bonded by a crosslinked product of a polyvinyl acetal resin.

더욱이 본 발명의 전기화학소자는, 가교물의, 상기 가교물과 비수전해액과의 합계량에 대한 비율이, 3.5중량% 이하인 것을 특징으로 한다.Furthermore, the electrochemical element of this invention is characterized by the ratio with respect to the total amount of a crosslinked material and the said crosslinked material and a nonaqueous electrolyte solution being 3.5 weight% or less.

더욱이 본 발명의 전기화학소자는, 음극이 리튬 금속 및/또는 리튬을 흡장 및/또는 방출할 수 있는 활물질을 포함하고, 양극이 리튬의 용해 석출 전위에 대하여 3V 이상의 기전력을 발생시킬 수 있는 활물질을 포함하고, 또한 비수전해액이 리튬염으로부터 선택되는 전해질을 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the electrochemical device of the present invention comprises an active material in which the negative electrode includes an active material capable of occluding and / or discharging lithium metal and / or lithium, and the positive electrode can generate an electromotive force of 3 V or more with respect to the dissolution precipitation potential of lithium. And the nonaqueous electrolyte contains an electrolyte selected from lithium salts.

또한 본 발명은, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 적층하고, 이 적층체에, 전술의 어느 1개의 비수전해액을 함침시켜서 이루어지는 전기화학소자를 충전해서 폴리비닐아세탈 수지의 가교물을 생성시켜, 상기 가교물에 의해 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터를 접착하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자의 제조방법이다.In addition, the present invention is laminated with a negative electrode, a separator and a positive electrode, filled with the electrochemical device formed by impregnating any one of the above-described non-aqueous electrolyte solution to produce a crosslinked product of a polyvinyl acetal resin, the crosslinked product A method of manufacturing an electrochemical device, characterized in that for bonding the cathode and / or the positive electrode and the separator by the.

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 종래의 유기용제를 이용해서 조제되는 폴리비닐아세탈 수지 니스에 비하여, 안전성에 관해서 문제가 적고, 또한 저점성인 것으로부터, 안전하고 또한 효율 좋게 작업을 행할 수 있다.Compared with the polyvinyl acetal resin varnish prepared by using the conventional organic solvent, the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention has less problems in terms of safety and can have a low viscosity, and can work safely and efficiently. .

또한 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 유기용제의 겔화제로서 사용할 수 있으므로, 예를 들면, 유기계 방향제, 폐기 식용유, 생체모의 고분자재료(예를 들면 인공피부용 고분자재료 등), 리튬 전지, 전기2중층 캐패시터 등의 전기화학소자에 있어서의 전해액 등의 겔화를 행할 수 있다.In addition, since the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention can be used as a gelling agent of an organic solvent, for example, organic fragrance, waste oil, biomolecular polymer material (for example, artificial skin polymer material), lithium battery, electricity Gelling of electrolyte solution etc. in electrochemical elements, such as a double layer capacitor, can be performed.

발명을 실시하기Implement the invention 위한 최선의 형태 Best form for

본 발명은, 폴리비닐아세탈 수지 니스, 비수전해액 및 전기화학소자와 그 제조방법을 포함한다. 이하, 각각의 형태에 관해서, 상세하게 설명한다.The present invention includes a polyvinyl acetal resin varnish, a non-aqueous electrolyte, an electrochemical device, and a manufacturing method thereof. Hereinafter, each form is explained in full detail.

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지를, 탄산에스테르 용매에 용해해서 이루어지는 용액이다.Polyvinyl acetal resin varnish of this invention is a solution which melt | dissolves polyvinyl acetal resin in the carbonate ester solvent.

[폴리비닐아세탈 수지][Polyvinyl Acetal Resin]

폴리비닐아세탈 수지는, 폴리비닐알코올을 알데히드로 아세탈화한 수지, 폴리비닐알코올을 에스테르화한 수지, 폴리비닐알코올을 아세탈화 및 에스테르화한 수지 등의 총칭이다.Polyvinyl acetal resins are generic terms such as resins obtained by aldehyde acetalization of polyvinyl alcohol, resins obtained by esterification of polyvinyl alcohol, and resins obtained by acetalization and esterification of polyvinyl alcohol.

폴리비닐아세탈 수지로서는, 예를 들면, 일반식As polyvinyl acetal resin, it is a general formula, for example.

[화1][Tue 1]

Figure 112007054223715-pct00001
Figure 112007054223715-pct00001

[식중, R1은 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다.][Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.]

로 표시되는 비닐아세탈 단위(1), 일반식 Vinyl acetal unit (1) represented by

[화2][Tue 2]

Figure 112007054223715-pct00002
Figure 112007054223715-pct00002

로 표시되는 비닐알코올 단위(2), 및 일반식 Vinyl alcohol unit (2) represented by, and general formula

[화3][Tue 3]

Figure 112007054223715-pct00003
Figure 112007054223715-pct00003

[식중, R2는 수소원자, 알킬기 또는 알킬옥시기를 나타낸다.][Wherein, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkyloxy group.]

로 표시되는 비닐카복실레이트 단위(3)을 반복단위로서 포함하는 폴리비닐아세탈 수지를 들 수 있다. 이 폴리비닐아세탈 수지 중, 비닐아세탈 단위(1)을 50~80중량%, 비닐알코올 단위(2)를 0.1~20중량% 및 비닐카복실레이트 단위(3)을 10~20중량%의 비율로 각각 포함하는 것은, 입수가 용이하다.The polyvinyl acetal resin containing the vinyl carboxylate unit (3) represented by the repeating unit is mentioned. In this polyvinyl acetal resin, 50-80 weight% of vinyl acetal units (1), 0.1-20 weight% of vinyl alcohol units (2), and 10-20 weight% of vinyl carboxylate units (3), respectively. It is easy to obtain to include.

상기 반복단위(1)~(3)을 포함하는 폴리비닐아세탈 수지의 구체예로서는, 예를 들면, 폴리비닐포르말(비닐아세탈 단위(1)에 있어서 R1=수소원자, 비닐카복실레이트 단위(3)에 있어서 R2=메틸기), 폴리비닐아세토아세탈(비닐아세탈 단위(1)에 있어서 R1=메틸기, 비닐카복실레이트 단위(3)에 있어서 R2=메틸기), 폴리비닐프로피랄(비닐아세탈 단위(1)에 있어서 R1=에틸기, 비닐카복실레이트 단위(3)에 있어서 R2=메틸기), 폴리비닐부티랄(비닐아세탈 단위(1)에 있어서 R1=프로필 기, 비닐카복실레이트 단위(3)에 있어서 R2=메틸기) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 니스의 화학적 안전성의 관점으로부터는, 폴리비닐포르말이 바람직하다.Specific examples of the polyvinyl acetal resin that includes the repeating unit (1) to (3), for example, polyvinyl formal (R 1 = a hydrogen atom, a vinyl carboxylate unit (3 in the vinyl acetal unit (1) ) R 2 = methyl group), polyvinyl acetonitrile acetal (plastic R 2 = methyl group), polyvinyl propynyl LAL (vinyl acetal units in a R 1 = methyl group, and a vinyl carboxylate unit (3) in the acetal unit (1) according to In (1), R 1 = ethyl group, R 2 = methyl group in vinyl carboxylate unit (3), polyvinyl butyral (R 1 = propyl group, vinyl carboxylate unit (3 in vinyl acetal unit (1)) ) R 2 = methyl group) and the like. Among these, polyvinyl formal is preferable from the viewpoint of the chemical safety of the varnish obtained.

본 발명에 따른 폴리비닐아세탈 수지는, 니스중에서의 용해 농도를 높게 한다는 관점으로부터는, 비닐알코올 단위(2)가 적은 것이 바람직하고, 또한, 접착성이나 피복성에 악영향을 미치지 않는 범위에서 분자량이 낮은 것이 바람직하다. 여기에서, 폴리비닐아세탈 수지의 비닐알코올 단위(2)의 함유량은, 바람직하게는 0.1~20중량%, 더욱 바람직하게는 0.5~10중량%, 특히 바람직하게는 1~6중량%이다. 비닐알코올 단위(2)의 함유량이 0.1중량%보다도 대폭 적으면, 폴리비닐아세탈 수지의 피복성, 접착성, 유기용제의 겔화성 등이 저하할 염려가 있다. 한편, 20중량%를 대폭 넘으면, 니스중에서의 용해 농도가 지나치게 낮아지게 될 염려가 있다. 그런데, 폴리비닐아세탈 수지중의 비닐알코올 단위(2)의 함유량은, 폴리비닐아세탈 수지의 종류 및 그 제법에 의존하고, 예를 들면, 폴리비닐부티랄에서 10-20중량%, 폴리비닐포르말에서 5중량% 전후이며, 폴리비닐포르말 쪽이 바람직하다. 물론, 그 밖의 폴리비닐아세탈 수지이어도, 비닐알코올 단위(2)의 함유량을 상기 범위내에 조정할 수 있으면, 폴리비닐포르말과 동일하게 적절하게 사용할 수 있다.From the viewpoint of increasing the dissolution concentration in the varnish, the polyvinyl acetal resin according to the present invention preferably has a small number of vinyl alcohol units (2), and has a low molecular weight in a range that does not adversely affect adhesion or coating properties. It is preferable. Here, content of the vinyl alcohol unit (2) of polyvinyl acetal resin becomes like this. Preferably it is 0.1-20 weight%, More preferably, it is 0.5-10 weight%, Especially preferably, it is 1-6 weight%. If the content of the vinyl alcohol unit 2 is significantly less than 0.1% by weight, the coating property of the polyvinyl acetal resin, the adhesiveness, the gelling property of the organic solvent, and the like may decrease. On the other hand, when it exceeds 20 weight% significantly, there exists a possibility that the melt concentration in a varnish may become too low. By the way, the content of the vinyl alcohol unit (2) in the polyvinyl acetal resin depends on the type and production method of the polyvinyl acetal resin, for example, 10-20% by weight in polyvinyl butyral, polyvinyl formal It is about 5 weight%, and a polyvinyl formal side is preferable. Of course, even if it is another polyvinyl acetal resin, if content of the vinyl alcohol unit 2 can be adjusted in the said range, it can use suitably like polyvinyl formal.

본 발명에 따른 폴리비닐아세탈 수지에 있어서, 비닐아세탈 단위(1) 및 비닐카복실레이트 단위(3)의 함유량은, 니스의 화학적인 안정성의 관점으로부터는, 비닐아세탈 단위(1)가 많은 것이 바람직하다. 비닐아세탈 단위(1)의 함유량은, 바람직하게는 50~99중량%, 더욱 바람직하게는 60~95중량%, 특히 바람직하게는 75~95중량%의 범위로부터 적당히 선택된다.In the polyvinyl acetal resin according to the present invention, the vinyl acetal unit (1) and the vinyl carboxylate unit (3) preferably contain many vinyl acetal units (1) from the viewpoint of chemical stability of the varnish. . The content of the vinyl acetal unit 1 is preferably 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 95% by weight, particularly preferably 75 to 95% by weight.

폴리비닐아세탈 수지의 분자량은, 원료의 폴리비닐알코올의 분자량에 의존하고, 원료의 비닐알코올의 수평균 중합도로 나타내면, 바람직하게는 50~5000, 더욱 바람직하게는 100~3000, 특히 바람직하게는 300~1500이다. 폴리비닐아세탈 수지의 분자량이 지나치게 작으면, 폴리비닐아세탈 수지의 피복성, 접착성, 유기용제의 겔화성 등이 손상될 염려가 있다.The molecular weight of the polyvinyl acetal resin depends on the molecular weight of the polyvinyl alcohol of the raw material, and is represented by the number average degree of polymerization of the vinyl alcohol of the raw material, preferably 50 to 5000, more preferably 100 to 3000, particularly preferably 300 ~ 1500. If the molecular weight of the polyvinyl acetal resin is too small, there is a risk that the coating property, adhesiveness, gelling property of the organic solvent, and the like of the polyvinyl acetal resin are impaired.

더욱이, 폴리비닐아세탈 수지 중에서도, 히드록실기 함유량이 0.1~2몰/kg인 것이 바람직하고, 0.3~1.5몰/kg인 것이 더욱 바람직하다.Furthermore, among polyvinyl acetal resins, the hydroxyl group content is preferably 0.1 to 2 mol / kg, more preferably 0.3 to 1.5 mol / kg.

또, 본 발명에 있어서는, 폴리아세트산비닐, 폴리프로피온산비닐 등도 폴리비닐아세탈에 포함시킨다.In the present invention, polyvinyl acetate, polypropionate vinyl and the like are also included in the polyvinyl acetal.

[폴리비닐아세탈 수지의 제조방법][Production Method of Polyvinyl Acetal Resin]

폴리비닐아세탈 수지는, 폴리비닐알코올을 아세탈화 및/또는 에스테르화하는 것에 의해 제조할 수 있다.Polyvinyl acetal resin can be manufactured by acetalizing and / or esterifying polyvinyl alcohol.

폴리비닐알코올의 아세탈화는, 공지의 방법에 따라서 실시할 수 있다. 예를 들면, 수중에서 산촉매의 존재하에, 폴리비닐알코올에 알데히드를 작용시키면 좋다. 알데히드로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드, 이소부틸알데히드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 포름알데히드가 바람직하다. 알데히드의 사용량은 폴리비닐알코올 농도 등에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 반응 용제(수) 1리터당, 바람직하게는 0.1~4몰, 더욱 바람직하게는 0.2~3몰이다. 산촉매로서는, 예를 들면, 황산, 염산, 질산, 인산, 트리클로로아세트산, 유기 설폰산 등을 들 수 있고, 황산, 염산 등이 바람직하다. 산촉매의 사용량은 폴리비닐알코올 수지 및 알데히드의 농도 등에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 반응 용제(수) 1리터당, 바람직하게는 1~6그램 당량, 더욱 바람직하게 2~5그램 당량이다. 아세탈화 반응은, 바람직하게는 5~90℃, 더욱 바람직하게는 25~80℃의 온도하에 행해지고, 1~10시간 정도에서 종료한다.Acetalization of polyvinyl alcohol can be performed according to a well-known method. For example, aldehyde may be applied to polyvinyl alcohol in the presence of an acid catalyst in water. As an aldehyde, a well-known thing can be used, For example, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butylaldehyde, isobutylaldehyde, etc. are mentioned. Among these, formaldehyde is preferable. Although the usage-amount of an aldehyde can be suitably selected according to polyvinyl alcohol concentration etc., it is 0.1-4 mol, More preferably, it is 0.2-3 mol per liter of reaction solvent (water). Examples of the acid catalyst include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, trichloroacetic acid, organic sulfonic acid, and the like, and sulfuric acid and hydrochloric acid are preferable. Although the usage-amount of an acidic catalyst can be suitably selected according to the density | concentration of polyvinyl alcohol resin, an aldehyde, etc., per 1 liter of reaction solvent (water), Preferably it is 1-6 gram equivalent, More preferably, it is 2-5 gram equivalent. Acetalization reaction becomes like this. Preferably it is carried out at the temperature of 5-90 degreeC, More preferably, it is 25-80 degreeC, and it finishes in about 1 to 10 hours.

폴리비닐알코올의 에스테르화에는, 포름산에스테르화, 아세트산에스테르화, 프로피온산에스테르화, 탄산에스테르화, 폴리비닐알코올 중에 포함되는 1,2-히드록시 에틸렌 구조 및/또는 1,3-히드록시-1,3-프로필렌 구조의 환상 탄산에스테르화 등이 있다.For esterification of polyvinyl alcohol, formic acid esterification, acetic acid esterification, propionic acid esterification, carbonate esterification, 1,2-hydroxy ethylene structure contained in polyvinyl alcohol and / or 1,3-hydroxy-1, Cyclic carbonate esterification of a 3-propylene structure, etc. are mentioned.

폴리비닐알코올의 에스테르화는, 에스테르 교환반응 등의 공지의 방법에 따라서 실시할 수 있다. 에스테르화에 관해서, 탄산에스테르화를 예로 들어 설명한다. 탄산에스테르화는, 에스테르화 촉매의 존재하 또는 부존재하, 폴리비닐알코올과 탄산디알킬을 직접 에스테르 교환반응, 혹은 용제중에 혼합해서 에스테르 교환반응시키는 것에 의해 실시할 수 있다. 에스테르화 촉매로서는 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 알킬암모늄염, 피리디늄염, 디아자비시클로알켄류류, 제3급 아민, 알킬암모늄기, 제3급 아미노기를 함유하는 이온교환 수지, 알칼리성 촉매 등을 들 수 있다. 에스테르화 촉매는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 에스테르화 반응 촉매의 사용량은, 폴리비닐알코올의 사용량, 탄산디알킬의 종류 및 사용량, 용제의 종류 및 사용량, 반응 온도, 반응 압력, 반응 시간, 탄산에스테르화도의 목표값 등에 따라 넓은 범위로부터 적당히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 폴리비닐알코올 전량의 50중량% 이하, 바람직하게는 30중량% 이하이다. 탄산디알킬로서는, 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산메틸에틸, 탄산디n-프로필, 탄산디이소프로필, 탄산디n-부틸, 탄산디이소부틸, 탄산디sec-부틸 등을 들 수 있다. 탄산디알킬의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐알코올에 대하여 0.1~20배 몰량, 더욱 바람직하게는 0.1~10배 몰량이다. 용제로서는 각 원료를 용해 또는 분산할 수 있고, 또한 에스테르 교환반응에 불활성인 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 지방족 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤 등의 케톤류, 디클로로로메탄, 디클로로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소류, 지그라임 등의 에테르류, 디옥산, 테트라히드로퓨란 등을 들 수 있다. 이들 용제는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 탄산에스테르화 반응은, 바람직하게는, 이 반응에 의해 부생하는 알코올의 비점~반응 용제의 비점 또는 200℃ 중 낮은 쪽, 더욱 바람직하게는 50~180℃의 온도하에 행해지고, 5분~50시간, 바람직하게는 10분~30시간에서 종료한다. 또, 이 탄산에스테르화 반응은, 감압, 상압 또는 가압하의 어느 압력하에서도 실시할 수 있다. 다른 에스테르화 반응도, 탄산디알킬 대신 대응하는 것 이외의 원료화합물을 사용하는 것 이외에는, 종래의 방법과 동일하게 하여 실시할 수 있다.Esterification of polyvinyl alcohol can be performed according to well-known methods, such as a transesterification reaction. Regarding esterification, carbonic acid esterification is described as an example. Carbonate esterification can be performed by transesterification of polyvinyl alcohol and dialkyl carbonate directly or by mixing in a solvent in the presence or absence of an esterification catalyst. As the esterification catalyst, those commonly used in the art can be used, and examples thereof include an alkylammonium salt, a pyridinium salt, diazabicycloalkenes, a tertiary amine, an alkylammonium group, and a tertiary amino group. Alkaline catalysts; and the like. The esterification catalyst can use 1 type (s) or 2 or more types. The amount of esterification catalyst used may be appropriately selected from a wide range depending on the amount of polyvinyl alcohol, the type and amount of dialkyl carbonate, the type and amount of solvent, the reaction temperature, the reaction pressure, the reaction time, the target value of the degree of carbonate esterification, and the like. Although preferably, the amount is preferably 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less of the total amount of polyvinyl alcohol. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, di-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, di-butyl carbonate, diisobutyl carbonate, disec-butyl carbonate and the like. Although the usage-amount of dialkyl carbonate is not specifically limited, Preferably it is 0.1-20 times molar amount with respect to polyvinyl alcohol, More preferably, it is 0.1-10 times molar amount. As a solvent, each raw material can be melt | dissolved or disperse | distributed, and what is inert to a transesterification reaction can be used, For example, aromatic hydrocarbons, such as aliphatic hydrocarbons, benzene, toluene, and xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl Ketones such as propyl ketone, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroloethane, ethers such as zimelim, dioxane, tetrahydrofuran and the like. These solvents can use 1 type (s) or 2 or more types. Carbonate esterification reaction, Preferably it is carried out at the boiling point of the alcohol byproduced by this reaction-the boiling point of the reaction solvent, or 200 degrees C., More preferably, under the temperature of 50-180 degreeC, for 5 minutes-50 hours, Preferably it ends in 10 minutes-30 hours. In addition, this carbonate esterification reaction can be performed also in any pressure under reduced pressure, normal pressure, or pressurization. Other esterification reaction can also be performed similarly to the conventional method, except using raw material compounds other than the corresponding dialkyl carbonate.

폴리비닐알코올의 아세탈화 및 에스테르화는, 상기와 동일하게 하여, 폴리비닐알코올에 아세탈화 및 에스테르화를 실시하는 것에 의해 실시된다.Acetalization and esterification of polyvinyl alcohol are carried out by acetalization and esterification of polyvinyl alcohol in the same manner as above.

[폴리비닐아세탈 수지의 산변성][Acid Modification of Polyvinyl Acetal Resin]

본 발명에 따른 폴리비닐아세탈 수지는, 상기의 폴리비닐아세탈 수지를 그대로, 니스를 조제하는 원료로서 사용할 수 있지만, 후술하는 유기용제나 비수전해액의 겔화성의 관점으로부터, 산변성을 실시하는 것이 바람직하다. 그 이유는 충분 분명하지는 않지만, 다음과 같이 추측된다. 즉, 폴리비닐아세탈 수지 중의 비닐알코올 단위(2)의 존재 상태에는, 고분자쇄 중에서 독립한 랜덤상과, 1,2-디히드록시에틸렌 구조나 1,3-디히드록시-1,3-프로필렌 구조와 같은 복수개가 연속한 블록상이 있고, 산변성을 실시하면, 아세탈환의 분자내 교환반응이 일어나는 동시에, 독립한 비닐알코올 단위(2)가 복수개 연결된 구조로 변화하고, 이것에 의해 유기용제의 겔화성이 향상하는 것이 추측된다.Although the polyvinyl acetal resin which concerns on this invention can use said polyvinyl acetal resin as it is as a raw material which prepares varnish, it is preferable to perform acid denaturation from the viewpoint of the gelation property of the organic solvent mentioned later or a non-aqueous electrolyte solution. Do. The reason for this is not clear enough, but it is assumed as follows. That is, in the presence state of the vinyl alcohol unit (2) in a polyvinyl acetal resin, the random phase which is independent in a polymer chain, a 1, 2- dihydroxy ethylene structure, or a 1, 3- dihydroxy- 1, 3- propylene When a plurality of contiguous block phases have the same structure, and acid modification is carried out, the intramolecular exchange reaction of the acetal ring takes place, and the structure of the independent vinyl alcohol unit (2) is connected to a plurality of organic solvents. It is estimated that gelation property improves.

본 발명에 따른 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물은, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물이 바람직하고, 더욱이 상기 산변성물 1kg당, 히드록실기 함유량이 0.1~2몰인 것이 바람직하고, 0.3~1.5몰인 것이 특히 바람직하다.As for the acid modified substance of the polyvinyl acetal resin which concerns on this invention, the acid modified substance of polyvinyl formal resin is preferable, Furthermore, it is preferable that hydroxyl group content is 0.1-2 mol per 1 kg of said acid modified substances, and 0.3- It is especially preferable that it is 1.5 mol.

히드록실기 함유량이 0.1~2몰의 범위에 있는 경우는, 상기 산변성물의 비수전해액으로의 용해성 또는 균일-팽윤성이나, 상기 산변성물의 가교에 의한 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터와의 접착성 등이 특히 양호하다.When the hydroxyl group content is in the range of 0.1 to 2 mol, the solubility or homogeneous-swelling property of the acid-modified substance in the nonaqueous electrolyte, the adhesion between the negative electrode and / or the positive electrode and the separator by crosslinking the acid-modified substance, and the like This is particularly good.

또한, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 전기화학소자에 있어서의 비수전해액의 겔화에 이용하는 경우에는, 전기화학소자로의 비수전해액의 주액성(주입성)을 양호하게 하고, 전기화학소자에 있어서 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체의 접착 강도를 높이기 위해서는, 바람직하게는 0.3만~30만, 더욱 바람직하게는 1만~15만, 특히 바람직하게는 4만~8만이다. 여기에서, 분자량은, GPC(겔 침투 크로마토그래피)측정에 의한 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량을 의미한다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지의 분자량은, 원료의 폴리비닐알코올의 중합도 및 측쇄 치환기의 분자량에 의존하고, 원료의 비닐알코올의 수평균 중합도로 나타내면, 바람직하게는 50~5000, 더욱 바람직하게는 100~3000, 특히 바람직하게는 300~1500이라고도 표현할 수 있다.In addition, the molecular weight of the acid-modified product of the polyvinyl acetal resin is not particularly limited, but, for example, when used for gelation of the nonaqueous electrolyte solution in an electrochemical device, the main liquidity (injectability) of the nonaqueous electrolyte solution to an electrochemical device is used. In order to improve the adhesive strength and increase the adhesive strength of the laminate composed of the negative electrode, the separator and the positive electrode in the electrochemical device, preferably 0.30,000 to 300,000, more preferably 10,000 to 150,000, particularly preferably 4 It is only 80,000. Here, molecular weight means the number average molecular weight of polystyrene conversion by GPC (gel permeation chromatography) measurement. In addition, the molecular weight of the polyvinyl acetal resin depends on the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol of the raw material and the molecular weight of the side chain substituent, and is represented by the number average degree of polymerization of the vinyl alcohol of the raw material, preferably 50 to 5000, more preferably 100 to 3000, Especially preferably, it can also be expressed as 300-1500.

또, 폴리비닐아세탈 수지가 산변성을 확인하기 위해서는, 본 발명자는, 산변성 전후에서 폴리비닐아세탈 수지의 1H-NMR스펙트럼을 측정한다. DMSO-d6의 피크(2.49ppm)를 기준으로 하여, 4~5ppm의 영역에 나타나는 피크가 감소하면 산변성을 받았다고 추측한다. 이 영역에는, 폴리비닐아세탈 수지의 비닐알코올 단위의 히드록실기 유래의 피크가 나타난다고 생각되고, 아세탈환이나 카르복실기에 끼워져 있어서 독립한 히드록실기 특유의 피크라 추측된다. 산변성이 되면 독립한 히드록실기의 양이 감소하기 때문에, 피크의 감소가 관찰된다.In addition, in order to confirm acid-modification of polyvinyl acetal resin, this inventor measures the 1 H-NMR spectrum of polyvinyl acetal resin before and after acid-modification. Based on the peak of DMSO-d 6 (2.49 ppm), it is assumed that acid degeneration was received when the peak appearing in the region of 4 to 5 ppm decreased. It is thought that the peak derived from the hydroxyl group of the vinyl alcohol unit of a polyvinyl acetal resin appears in this area | region, and it is guessed that it is a peak peculiar to an independent hydroxyl group by being stuck in an acetal ring or a carboxyl group. Since acid degeneration results in a decrease in the amount of independent hydroxyl groups, a decrease in peak is observed.

한편, 폴리비닐아세탈 수지는, 상기의 독립한 히드록실기와 함께, 주쇄중에서 복수개 비닐알코올 단위가 연속한 구조에 유래하는 1,2-디히드록시에틸렌 구조 및/또는 1,3-디히드록시-1,3-프로필렌 구조의 히드록실기를 포함한다. 상기의 독립한 히드록실기가 감소하면, 폴리비닐아세탈 수지중의 전체 히드록실기량에 대한 1,2-디히드록시에틸렌 및/또는 1,3-디히드록시-1,3-프로필렌 구조중의 히드록실기의 비율이 상대적으로 증가하고, 산변성에 의해, 70몰% 이상, 더욱 바람직하게는 80몰% 이상으로 높일 수 있는 것이라 추측된다.On the other hand, the polyvinyl acetal resin has a 1,2-dihydroxyethylene structure and / or 1,3-dihydroxy derived from a structure in which a plurality of vinyl alcohol units are continuous in the main chain together with the independent hydroxyl groups described above. Hydroxyl groups having a -1,3-propylene structure. When the above independent hydroxyl group decreases, the hydroxide in 1,2-dihydroxyethylene and / or 1,3-dihydroxy-1,3-propylene structure with respect to the total hydroxyl group amount in the polyvinyl acetal resin It is assumed that the proportion of the hydroxyl group is increased relatively and can be increased to 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more by acid denaturation.

또한, 폴리비닐포르말 수지를 예로 들면, 4.25ppm~4.35ppm의 피크가 산변성에 의해 감소 또는 소실한다. 폴리비닐포르말 수지는, 산변성 전은 4.25ppm~4.35ppm의 피크에 상당하는 프로톤을 통상 0.3몰/kg 이상 갖지만, 산변성에 의해 4.25~4.35ppm의 피크에 상당하는 프로톤이 30% 이상, 바람직하게는 50% 이상 감소하고, 바람직하게는 0.25몰/kg 이하, 더욱 바람직하게는 0.15몰/kg 이하로 된다.Moreover, when polyvinyl formal resin is taken as an example, the peak of 4.25 ppm-4.35 ppm reduces or disappears by acid denaturation. Polyvinyl formal resins usually have 0.3 mol / kg or more of protons corresponding to peaks of 4.25 ppm to 4.35 ppm before acid modification, but 30% or more of protons corresponding to peaks of 4.25 to 4.35 ppm due to acid modification, It is preferably reduced by 50% or more, preferably 0.25 mol / kg or less, and more preferably 0.15 mol / kg or less.

폴리비닐포르말 수지 이외의 폴리비닐아세탈 수지에 관해서도 동일한 측정을 행하고, 피크 강도의 변화를 조사하는 것으로, 산처리를 받는지 여부를 판단할 수 있는 것이라고 추정한다.The same measurement is also performed with respect to polyvinyl acetal resins other than the polyvinyl formal resin, and it is assumed that the acid treatment can be judged by examining the change in peak intensity.

[폴리비닐아세탈의 산변성의 방법][Method of Acid Modification of Polyvinyl Acetal]

폴리비닐알코올 수지의 산변성은, 여러가지 공지의 방법으로 행해진다. 예컨대, 폴리비닐아세탈 수지를 비수용매에 현탁 혹은 용해한 상태에서, 적당한 산촉매를 첨가하고, 교반하 또는 무교반하에서 가열한다.Acid modification of polyvinyl alcohol resin is performed by various well-known methods. For example, in a state where the polyvinyl acetal resin is suspended or dissolved in a non-aqueous solvent, a suitable acid catalyst is added and heated under stirring or without stirring.

폴리비닐아세탈 수지의 비수용매중의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 반응을 원활하게 진행시키는 것 등을 고려하면, 바람직하게는, 폴리비닐아세탈 수지, 산촉매 및 비수용매로 이루어지는 반응 혼합물 전량의 0.2~20중량%, 바람직하게는 1~10중량%이다. 산촉매로서는 공지의 산을 사용할 수 있고, 예를 들면, 아세트산, 인산, 염산, 불산, 황산, 트리플루오로아세트산, 질산 등을 들 수 있다. 이들 중 아세트산, 인산, 황산, 불산이 바람직하다. 산은 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 산의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 반응 혼합물 전량의 0.0005~1중량%, 더욱 바람직하게는 0.001~0.01중량%이다.Although the content in the non-aqueous solvent of the polyvinyl acetal resin is not particularly limited, in consideration of allowing the reaction to proceed smoothly, preferably, 0.2 to 20 of the total amount of the reaction mixture consisting of the polyvinyl acetal resin, the acid catalyst and the non-aqueous solvent Wt%, preferably 1-10 wt%. A well-known acid can be used as an acid catalyst, For example, acetic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, a sulfuric acid, trifluoroacetic acid, nitric acid etc. are mentioned. Of these, acetic acid, phosphoric acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid are preferable. An acid may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The amount of the acid to be used is not particularly limited, but is preferably 0.0005 to 1% by weight of the reaction mixture, and more preferably 0.001 to 0.01% by weight.

비수용매로서는, 아세탈환의 분자내 교환반응을 저해하지 않는 것이면 어느 것도 사용할 수 있고, 그 중에서도 탄산에스테르류, 카본산에스테르류 등이 바람직하다. 비수용매는 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 반응 용제로서 탄산에스테르를 이용한 경우는, 반응 종료후의 용액을 그대로, 본 발명의 니스로 할 수 있으므로 더욱 바람직하다. 폴리비닐아세탈 수지와 산과의 반응은, 바람직하게는 실온~100℃, 더욱 바람직하게는 40~70℃의 온도하에 행해지고, 바람직하게는 1~100시간, 더욱 바람직하게는 5-48시간에서 종료한다.,As the non-aqueous solvent, any one can be used as long as it does not inhibit the intramolecular exchange reaction of the acetal ring, and among these, carbonate esters and carbonate esters are preferable. A nonaqueous solvent can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. When carbonate ester is used as a reaction solvent, since the solution after completion | finish of reaction can be used as the varnish of this invention as it is, it is more preferable. The reaction between the polyvinyl acetal resin and the acid is preferably performed at a temperature of room temperature to 100 ° C, more preferably 40 to 70 ° C, and preferably ends at 1 to 100 hours, more preferably 5-48 hours. .,

반응 종료후, 재침 등의 일반적인 정제 수단에 의해, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물을 포함하는 반응 혼합물로부터 상기 산변성물을 분리하여, 본 발명의 니스에 사용한다.After completion | finish of reaction, the said acid-modified substance is isolate | separated from the reaction mixture containing the acid-modified substance of polyvinyl acetal resin by general purification means, such as reprecipitation, and is used for varnish of this invention.

[비수용매][Non-aqueous solvent]

니스에 사용하는 비수용매로서는, 탄산에스테르를 사용한다.Carbonate ester is used as a non-aqueous solvent used for varnish.

탄산에스테르는 탄산과 알코올을 에스테르화한 구조를 갖고, 자극성, 독성, 악취성이 낮고, 환경영향이 상당히 낮은 용제이다. 또한, 유사한 구조의 카본산에스테르 용제에 비해서 인화성이 상당히 낮고, 보다 안전하다는 특징을 갖는다. 예를 들면, 아세트산 에틸의 인화점 14℃에 대하여, 탄산디에틸의 인화점은 31℃이며, 실온 이상이다. 이것 때문에, 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 종래 사용되어 온 폴리비닐아세탈 수지 니스보다도, 안전하게 작업을 행할 수 있다.Carbonate ester is a solvent which has esterified structure of carbonic acid and alcohol, has low irritation, toxicity, and bad smell, and has a considerably low environmental impact. Moreover, compared with the carboxylic acid ester solvent of a similar structure, flammability is considerably low and it is more safe. For example, the flash point of diethyl carbonate is 31 degreeC with respect to the flash point of 14 degreeC of ethyl acetate, and is more than room temperature. For this reason, the polyvinyl acetal resin varnish of this invention can work more safely than the polyvinyl acetal resin varnish used conventionally.

탄산에스테르에는, 2개의 치환기가 서로 연결되어 있지 않은 사슬상 탄산에스테르와, 2개의 치환기가 서로 연결된 구조인 환상 탄산에스테르가 있다.The carbonic acid ester includes a chain carbonic acid ester in which two substituents are not connected to each other and a cyclic carbonic acid ester having a structure in which two substituents are connected to each other.

사슬상 탄산에스테르로서는, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸n-프로필카보네이트, 에틸n-프로필카보네이트, 디n-프로필카보네이트, 메틸iso-프로필카보네이트, 에틸iso-프로필카보네이트, 디iso-프로필카보네이트, 부틸메틸카보네이트, 부틸에틸카보네이트, 부틸n-프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 메틸-2,2,2-트리플루오로에틸카보네이트, 에틸-2,2,2-트리플루오로에틸카보네이트, 디(2,2,2-트리플루오로에틸)카보네이트, 메틸-3,3,3,2,2-펜타플루오로프로필카보네이트, 에틸-3,3,3,2,2-펜타플루오로프로필카보네이트, 프로필-3,3,3,2,2-펜타플루오로프로필카보네이트, 디(3,3,3,2,2-펜타플루오로프로필)카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl n-propyl carbonate, ethyl n-propyl carbonate, din-propyl carbonate, methyl iso-propyl carbonate, ethyl iso-propyl carbonate and diiso-. Propyl carbonate, butyl methyl carbonate, butyl ethyl carbonate, butyl n-propyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl-2,2,2-trifluoroethyl carbonate, ethyl-2,2,2-trifluoroethyl carbonate, di (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, methyl-3,3,3,2,2-pentafluoropropylcarbonate, ethyl-3,3,3,2,2-pentafluoropropylcarbonate, Propyl-3,3,3,2,2-pentafluoropropylcarbonate, di (3,3,3,2,2-pentafluoropropyl) carbonate, and the like.

환상 탄산에스테르로서는, 에틸렌카보네이트, 1,2-프로필렌카보네이트, 1,3-프로필렌카보네이트, 1,2-부틸렌카보네이트, 2,3-부틸렌카보네이트, 1,2-펜텐카보네이트, 2,3-펜텐카보네이트, 1,2-헥센카보네이트, 2,3-헥센카보네이트, 3,4-헥센카보네이트, n-부틸에틸렌카보네이트, n-헥실에틸렌카보네이트, 시클로헥실에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 1,1-디플루오로에틸렌카보네이트, 1,2-디플루오로에틸렌카보네이트, 트리플루오로메틸에틸렌카보네이트, 플루오로메틸에틸렌카보네이트, 디플루오로메틸에틸렌카보네이트, 클로로에틸렌카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,3-propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentene carbonate, and 2,3-pentene Carbonate, 1,2-hexene carbonate, 2,3-hexene carbonate, 3,4-hexene carbonate, n-butylethylene carbonate, n-hexylethylene carbonate, cyclohexyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, 1,1-di Fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate, fluoromethylethylene carbonate, difluoromethylethylene carbonate, chloroethylene carbonate and the like.

이상에 예시한 탄산에스테르 중, 폴리비닐아세탈 수지의 용해성과 니스 점도의 관점으로부터는 분자량이 작은 탄산에스테르가 바람직하다. 이와 같은 탄산에스테르로서, 에틸렌카보네이트, 1,2-프로필렌카보네이트, 1,3-프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸n-프로필카보네이트, 에틸-n-프로필카보네이트, 디n-프로필카보네이트, 메틸iso-프로필카보네이트, 에틸iso-프로필카보네이트, 디iso-프로필카보네이트, 디-n-프로필카보네이트 등이 바람직하고, 에틸렌카보네이트, 1,2-프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등이 더욱 바람직하고, 에틸렌카보네이트 및 1,2-프로필렌카보네이트가 가장 바람직하다.Among the carbonate esters exemplified above, carbonate esters having a small molecular weight are preferred from the viewpoint of solubility and varnish viscosity of the polyvinyl acetal resin. As such carbonate esters, ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, 1,3-propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, din- Propyl carbonate, methyl iso-propyl carbonate, ethyl iso-propyl carbonate, diiso-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate and the like are preferred, and ethylene carbonate, 1,2-propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, di Ethyl carbonate and the like are more preferred, and ethylene carbonate and 1,2-propylene carbonate are most preferred.

사슬상 탄산에스테르 및 환상 탄산에스테르는 각각 단독으로 이용해도 그들을 혼합해서 이용해도 좋지만, 폴리비닐아세탈 수지의 용해성을 더욱 높이기 위해서는, 사슬상 탄산에스테르와 환상 탄산에스테르와의 혼합용제를 이용하는 것이 바람직하다. 사슬상 탄산에스테르 또는 환상 탄산에스테르의 어느 한쪽만을 이용하는 경우에는, 폴리비닐아세탈 수지의 분자량이나 화학구조를 특정한 것에 한정하거나, 또는 니스 조제시에 가열을 행하도록 하는 것에 의해 폴리비닐아세탈 수지를 용해할 수 있다. 여기에서, 폴리비닐아세탈 수지의 용해성을 높인다는 것은, 예를 들면, 폴리비닐아세탈 수지를 보다 고농도에서 용해하는 것, 폴리비닐아세탈 수지의 종류에 관계 없이 용해할 수 있는 것, 용해시(니스 조제시)에 가열할 필요가 없는 것, 니스 조제후에 니스 온도가 저하하여 실온 이하로 되어도 폴리비닐아세탈 수지의 석출이 없는 것 등을 의미한다.Although the linear carbonate ester and the cyclic carbonate may be used alone or in combination thereof, in order to further improve the solubility of the polyvinyl acetal resin, it is preferable to use a mixed solvent of the chain carbonate ester and the cyclic carbonate ester. When only one of the chain carbonate or cyclic carbonate is used, the polyvinyl acetal resin may be dissolved by limiting the molecular weight and chemical structure of the polyvinyl acetal resin to a specific one or by heating the varnish. Can be. Here, to increase the solubility of the polyvinyl acetal resin, for example, to dissolve the polyvinyl acetal resin at a higher concentration, to be able to dissolve regardless of the type of polyvinyl acetal resin, at the time of dissolution Means no heating at the time), no precipitation of the polyvinyl acetal resin, etc., even if the varnish temperature is lowered to room temperature or less after varnish preparation.

환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르와의 혼합 용매를 사용하는 경우는, 폴리비닐아세탈 수지의 용해성이 극히 향상하고, 폴리비닐아세탈 수지의 니스중의 용해 농도가 대폭 향상하고, 니스의 점도를 내릴 수 있다.When a mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate is used, the solubility of the polyvinyl acetal resin is extremely improved, the dissolution concentration in the varnish of the polyvinyl acetal resin is greatly improved, and the viscosity of the varnish can be lowered. have.

이와 같은 효과가 얻어지는 이유는 분명하지는 않지만, 폴리비닐아세탈 수지의 극성 부분을 환상 탄산에스테르가 용해하고, 또한 비극성 부분을 사슬상 탄산에스테르가 용해하고, 더욱이, 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르의 상호 용해성이 극히 양호하기 때문이라고 생각된다.Although the reason for such an effect is not clear, the cyclic carbonate melt | dissolves the polar part of a polyvinyl acetal resin, the chain carbonate ester melt | dissolves a nonpolar part, and further, the mutual relationship of a cyclic carbonate and a chain carbonate ester is carried out. It is thought that it is because solubility is extremely good.

환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르의 혼합 용매의 조합으로서는, 환상 탄산에스테르로서 에틸렌카보네이트 및/또는 1,2-프로필렌카보네이트를 이용하고, 사슬상 탄산에스테르로서 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트와 에틸메틸카보네이트, 디에틸카보네이트와 에틸메틸카보네이트를 이용하는 것이 예시된다. 이들 중에서, 폴리비닐아세탈 수지의 용해성이 향상하는 것으로부터, 에틸렌카보네이트를 함유하는 조합이 바람직하다.As a mixed solvent of the cyclic carbonate and the chain carbonate, ethylene carbonate and / or 1,2-propylene carbonate are used as the cyclic carbonate, and dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, The use of dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate is exemplified. In these, since the solubility of polyvinyl acetal resin improves, the combination containing ethylene carbonate is preferable.

환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르와의 부피 배합비(환상 탄산에스테르:사슬상 탄산에스테르)는, 용해하려고 하는 폴리비닐아세탈 수지의 종류 및 농도 에 따라 넓은 범위로부터 적당히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 1:19~19:1, 더욱 바람직하게는 1:4~9:1, 특히 바람직하게는 1:3~3:1이다. 이와 같은 범위로 하므로써, 폴리비닐아세탈 수지의 니스 중의 용해 농도를 높일 수 있고, 또한 니스의 점성을 내릴 수 있다.The volume compounding ratio (cyclic carbonate: chain carbonate) between the cyclic carbonate and the chain carbonate can be appropriately selected from a wide range depending on the type and concentration of the polyvinyl acetal resin to be dissolved, but preferably 1: 19-19: 1, More preferably, it is 1: 4-9: 1, Especially preferably, it is 1: 3-3: 1. By setting it as such a range, the dissolution concentration in the varnish of polyvinyl acetal resin can be raised, and the viscosity of a varnish can be made lower.

또한, 비수용매의 함유 수분량은, 200ppm 이하, 바람직하게는 50ppm 이하, 더욱 바람직하게는 20ppm 이하이다. 이 범위에 있으면, 폴리비닐아세탈 수지 니스의 함유 수분량이 낮게 억제되어 바람직한 니스가 얻어진다.Moreover, the moisture content of a nonaqueous solvent is 200 ppm or less, Preferably it is 50 ppm or less, More preferably, it is 20 ppm or less. If it exists in this range, the moisture content of polyvinyl acetal resin varnish will be suppressed low and a favorable varnish will be obtained.

[폴리비닐아세탈 수지 니스][Polyvinyl Acetal Resin Varnish]

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 상기 폴리비닐아세탈 또는 그 산변성물과, 탄산에스테르 용매로 이루어진다.The polyvinyl acetal resin varnish of this invention consists of said polyvinyl acetal or its acid modified substance, and a carbonate ester solvent.

본 발명의 니스에 있어서 폴리비닐아세탈 수지의 농도는 특별히 제한되지 않고, 폴리비닐아세탈 수지의 종류, 얻어지는 니스의 용도 등에 따라 넓은 범위로부터 적당히 선택할 수 있다. 니스의 점성 등을 고려하면, 폴리비닐아세탈 수지는 니스 전량에 대하여 바람직하게는 0.2~20중량%, 더욱 바람직하게는 1~10중량%이며, 특히 바람직하게는 1~5중량%이다. 농도는 이 범위에 있어서 용도에 따라 여러가지 선택할 수 있다.The concentration of the polyvinyl acetal resin in the varnish of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range depending on the kind of the polyvinyl acetal resin, the use of the varnish to be obtained, and the like. In consideration of the viscosity of the varnish, the polyvinyl acetal resin is preferably 0.2 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, particularly preferably 1 to 5% by weight, based on the total amount of varnish. Concentration can be variously selected in this range according to a use.

또, 폴리비닐아세탈 수지의 종류는, 이용되는 비수용매의 종류에 따라서, 상기 비수용매에 용해하는 것 중에서, 상기 비수용매에 대한 용해도, 니스의 점도, 후술하는 유기용제의 겔화성 등을 감안하여, 적당히 선택된다.Moreover, the kind of polyvinyl acetal resin is taken into consideration in the solubility with respect to the said nonaqueous solvent, the viscosity of a varnish, the gelation property of the organic solvent mentioned later, among the things melt | dissolving in the said nonaqueous solvent according to the kind of nonaqueous solvent used. It is chosen appropriately.

본 발명의 니스중의 함유 수분량은, 후술하는 유기용제, 전기화학소자에 있어서의 비수용매 등의 겔화의 관점으로부터는, 적은 것이 바람직하다. 한편, 수분량이 지나치게 적을 경우는, 니스가 겔화해 버릴 염려가 있으므로, 적량의 수분을 함유할 필요가 있다. 이를 위하여, 바람직하게는 2ppm 이상 200ppm 이하, 더욱 바람직하게는 2ppm 이상 100ppm 이하, 특히 바람직하게는 5ppm 이상 50ppm 이하로 하는 것이 좋다. 니스중의 함유 수분량을 적게 하는 방법으로서는, 비수용매 및 폴리비닐아세탈 수지의 함유 수분량을 미리 적게 하는 방법, 니스중의 비수용매를 증류 조작으로 소량 유출시켜, 수분을 비수용매와의 공비에서 유출시켜 제거하는 방법, 니스를 탈수제로 처리해서 물을 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 탈수제로서는, 예를 들면, 무수황산나트륨, 모리큘러시브스, 실리카겔 등의 수분흡착제를 들 수 있다. 수분흡착제는, 컬럼중에 충전해서 니스를 흘려 통과시키거나, 니스에 혼합하고 교반하여, 니스중의 수분을 제거한다. 이들 방법에 의해, 니스중의 함유 수분량을 50ppm 이하로 할 수 있다.As for the moisture content of the varnish of this invention, it is preferable that it is small from a viewpoint of gelatinization, such as the organic solvent mentioned later and the non-aqueous solvent in an electrochemical element. On the other hand, when the amount of water is too small, the varnish may gel, so it is necessary to contain an appropriate amount of water. For this purpose, preferably 2 ppm or more and 200 ppm or less, more preferably 2 ppm or more and 100 ppm or less, particularly preferably 5 ppm or more and 50 ppm or less. As a method of reducing the amount of moisture contained in the varnish, a method of reducing the amount of moisture contained in the nonaqueous solvent and the polyvinyl acetal resin in advance, a small amount of the nonaqueous solvent in the varnish is distilled out, and the water is allowed to flow out of the azeotrope with the nonaqueous solvent. And a method of removing the water by treating the varnish with a dehydrating agent. As a dehydrating agent, moisture adsorption agents, such as anhydrous sodium sulfate, a molecular sieve, and a silica gel, are mentioned, for example. The moisture adsorbent is filled into the column and passed through the varnish or mixed with the varnish and stirred to remove moisture from the varnish. By these methods, the moisture content in the varnish can be 50 ppm or less.

본 발명의 니스는, 그 바람직한 특성을 손상하지 않는 범위(예를 들면, 자극성, 독성, 인화성 등을 작업에 지장을 주지 않을 만큼 높지 않은 범위)에서, 탄산에스테르 이외의 용제, 폴리비닐아세탈 수지 이외의 합성 수지를 포함해도 상관 없다. 탄산에스테르 이외의 용제로서는, 물, 알코올류, 카본산에스테르류, 에테르류, 아미드류, 카바민산 에스테르류, 인산 에스테르류, 방향족 탄화수소류, 불소치환 탄화수소류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지 이외의 합성 수지로서는, 탄산에스테르 등의 비수용매에 균일하게 용해하는 것으로, 폴리비닐아세탈 수지의 접착성, 피복성, 후술하는 겔화성을 손상하지 않는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리이미드 등을 들 수 있다.Varnishes of the present invention are solvents other than carbonates and polyvinyl acetal resins in a range that does not impair the desirable properties (for example, a range that is not so high that it does not interfere with work irritant, toxic, flammable, etc.). You may also include the synthetic resin. Examples of solvents other than carbonate include water, alcohols, carboxylic acid esters, ethers, amides, carbamic acid esters, phosphoric acid esters, aromatic hydrocarbons, and fluorine-substituted hydrocarbons. Moreover, as synthetic resins other than polyvinyl acetal resin, if it melt | dissolves uniformly in nonaqueous solvents, such as carbonate ester, and it does not impair the adhesiveness, coating property, and gelation property of polyvinyl acetal resin, it will not specifically limit, For example, polyester, polycarbonate, polyether, polyimide, etc. are mentioned.

다음에, 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스의 용도에 관해서 설명한다.Next, the use of the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention will be described.

[폴리비닐아세탈 수지 니스에 의한 유기용제의 겔화][Gelation of Organic Solvents with Polyvinyl Acetal Resin Varnish]

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스는, 여러가지 유기용매를 겔화하기 위한 겔화제로 할 수 있다. 본 발명의 겔화제는, 폴리비닐아세탈 수지의 농도가 1~2중량%와 같은 소량이라도, 유기용제를 겔화할 수 있다. 이 특성에 근거하여, 본 발명의 니스를, 예를 들면, 유기계 방향제, 인공피부재료 등의 생체모의 고분자 재료, 리튬 전지, 전기 2중층 캐패시터 등의 전기화학소자에 있어서의 비수전해액 등의 겔화제로서 이용할 수 있다. 예를 들면, 비수전해액의 겔화에 이용하면, 전기화학소자의 액누설 방지에 유효해서, 전기화학소자의 형상 자유도를 향상시킬 수 있다.The polyvinyl acetal resin varnish of the present invention can be used as a gelling agent for gelling various organic solvents. The gelling agent of the present invention can gel an organic solvent even if the concentration of the polyvinyl acetal resin is in a small amount such as 1 to 2% by weight. Based on this property, the varnish of the present invention can be, for example, a gelling agent such as a non-aqueous electrolyte in an electrochemical device such as a biomolecule polymer material such as an organic fragrance or an artificial skin material, a lithium battery, or an electric double layer capacitor. It can be used as. For example, when used for gelation of a nonaqueous electrolytic solution, it is effective for the prevention of liquid leakage of an electrochemical device, and the shape freedom of an electrochemical device can be improved.

본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스에 의해 유기용제가 겔화하는 기구는 반드시 분명하지는 않지만, 폴리비닐아세탈 수지가 유기용제에 균일하게 용해한 상태에서 유기용제 중의 수분이 제거되면, 폴리비닐아세탈 수지의 비닐알코올 단위(2)의 수산기끼리가 강하게 상호작용해서 유사적으로 결합하고, 유기용제 중에서 3차원적인 폴리비닐아세탈 수지의 그물코구조가 형성되기 때문이라고 생각된다.The mechanism in which the organic solvent gels with the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is not necessarily clear. However, when the water in the organic solvent is removed while the polyvinyl acetal resin is uniformly dissolved in the organic solvent, the vinyl alcohol of the polyvinyl acetal resin It is considered that the hydroxyl groups of the unit (2) strongly interact with each other to bond similarly and form a mesh structure of a three-dimensional polyvinyl acetal resin in an organic solvent.

본 발명의 겔화제는 함유 수분량이 적은 것이 바람직하고, 바람직하게는 200ppm 이하, 더욱 바람직하게는 100ppm 이하, 특히 바람직하게는 50ppm 이하로 하는 것이 좋다. 이 니스로부터 함유 수분을 제거하기 위해서는, 탈수제를 이용한다.탈수제로서는, 니스 및 유기용제 중의 수분을 완전히 또는 거의 완전히 제거하기 위해서, 반응성의 탈수제가 바람직하다. 이와 같은 탈수제로서는, 실릴에스테르류, 붕산에스테르류, 디실라잔류, 이소시아네이트류, 유기금속화합물, 금속 악콕사이드류 등을 들 수 있다. 탈수제의 첨가량은, 폴리비닐아세탈 수지 니스와 겔화시키는 유기용제와의 혼합물 중의 수분량을 감안해서 정해진다. 통상, 함유 수분과 반응하는 당량의 1~100배량, 바람직하게는 10~50배량을 첨가하는 것이 바람직하다.It is preferable that the gelling agent of this invention has a small moisture content, Preferably it is 200 ppm or less, More preferably, it is 100 ppm or less, Especially preferably, it is good to set it as 50 ppm or less. A dehydrating agent is used to remove the moisture contained in the varnish. As the dehydrating agent, a reactive dehydrating agent is preferable in order to completely or almost completely remove the moisture in the varnish and the organic solvent. Examples of such dehydrating agents include silyl esters, boric acid esters, disilazanes, isocyanates, organometallic compounds, and metal alkoxides. The amount of the dehydrating agent added is determined in consideration of the amount of water in the mixture of the polyvinyl acetal resin varnish and the organic solvent to gel. Usually, it is preferable to add 1-100 times the amount equivalent to reaction with containing water, Preferably it is 10-50 times.

[비수전해액][Non-aqueous electrolyte]

본 발명의 비수전해액은, 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스와, 전해질을 필수성분으로서 함유한다. 본 발명의 비수전해액은, 상기 필수성분과 함께, 산을 발생시키는 화합물을 포함할 수 있다.The nonaqueous electrolyte of this invention contains the polyvinyl acetal resin varnish of this invention and electrolyte as an essential component. The nonaqueous electrolyte of the present invention may contain a compound that generates an acid together with the essential component.

또한, 그 폴리비닐아세탈 수지는 산변성된 것이라도 산변성되어 있지 않는 것이라도 좋지만, 산변성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스를 사용하면 비수전해액의 겔화가 일어나기 쉬워지는 동시에, 후술하는 전기화학소자의 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터의 접착성이 높아진다.The polyvinyl acetal resin may be acid-modified or not acid-modified, but is more preferably acid-modified. When the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention is used, gelation of the nonaqueous electrolyte is likely to occur, and adhesion between the negative electrode and / or the positive electrode and the separator of the electrochemical device described later is increased.

(a) 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 니스(a) Varnish containing polyvinyl acetal resin

폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 니스는, 전술의 폴리비닐아세탈 수지를 비수용매에 용해시킨 것이다.The varnish containing polyvinyl acetal resin melt | dissolves the above-mentioned polyvinyl acetal resin in a nonaqueous solvent.

폴리비닐아세탈 수지를 니스화시키는데 이용하는 탄산에스테르 용매는, 본 발명의 비수전해액에 있어서, 전해질을 용해 또는 분산시키는 비수전해액 용매로서도 작용한다. 본 발명의 니스에 사용하는 비수용매로서는, 전술한 바와 같이 탄산에스테르가 이용되지만, 비수전해액 용매에 이용하는 경우는, 탄산에스테르 이외의 이 분야에서 상용되는 비수용매도 함유할 수 있다.The carbonate ester solvent used to varnish the polyvinyl acetal resin also acts as a nonaqueous electrolyte solvent for dissolving or dispersing the electrolyte in the nonaqueous electrolyte of the present invention. As a non-aqueous solvent used for the varnish of this invention, although carbonate ester is used as mentioned above, when using it for a non-aqueous electrolyte solvent, it can also contain the non-aqueous solvent compatible with this field other than carbonate ester.

탄산에스테르 이외의 비수용매로서는, 예를 들면, γ-부티로락톤 등의 환상 카본산에스테르류, 아세트산메틸, 프로피온산메틸, 펜타플루오로프로필아세테이트, 트리플루오로아세트산메틸등의 사슬상 카본산에스테르류, 디메톡시에탄, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류, N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드 등의 아미드류, 메틸-N,N-디메틸카바메이트, N-메틸옥사졸리디논 등의 카바메이트류, N,N-디메틸이미다졸리디논 등의 우레아류, 붕산트리에틸, 붕산트리부틸 등의 붕산에스테르류, 인산 트리메틸, 인산트리옥틸 등의 인산에스테르류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 플루오로벤젠, 플루오로톨루엔, 클로로벤젠, 비페닐, 플루오로비페닐 등의 방향족 탄화수소류, 트리플루오로에틸메틸에테르 등의 불소화 에테르류 등을 들 수 있다. 비수용매는 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또한 2종 이상을 병용할 수 있다. 이들 비수용매 중에는, 자극성, 독성, 환경오염성, 악취, 인화성 등을 갖는 것이 포함되지만, 비수전해액은 전기화학소자의 내부에 밀폐된 상태에서 사용되고, 또한 그 사용량도 적기 때문에, 특별히 문제는 되지 않는다.As non-aqueous solvents other than carbonate ester, For example, cyclic carboxylic acid esters, such as (gamma) -butyrolactone, chain carboxylic acid esters, such as methyl acetate, methyl propionate, pentafluoropropyl acetate, and a methyl trifluoro acetate , Ethers such as dimethoxyethane and tetrahydrofuran, amides such as N-methylpyrrolidone and dimethylformamide, carbamates such as methyl-N, N-dimethyl carbamate and N-methyloxazolidinone, Ureas such as N, N-dimethylimidazolidinone, boric acid esters such as triethyl borate and tributyl borate, phosphoric acid esters such as trimethyl phosphate and trioctyl phosphate, benzene, toluene, xylene, fluorobenzene, and fluorine Aromatic hydrocarbons such as rotoluene, chlorobenzene, biphenyl and fluorobiphenyl; and fluorinated ethers such as trifluoroethylmethyl ether. A nonaqueous solvent can be used individually by 1 type, and can use 2 or more types together. These non-aqueous solvents include those having irritation, toxicity, environmental pollution, odor, flammability, and the like, but the non-aqueous electrolyte is used in a sealed state inside the electrochemical device, and the amount thereof is also small.

(b) 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액중의 함유량(b) Content in nonaqueous electrolyte of polyvinyl acetal resin

폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액에 있어서의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 전기화학소자의 이온 전도도, 부하 특성, 고온보존성 등의 저하를 가능한 한 방지하고, 또한 음극, 세퍼레이터 및 양극의 적층체의 기계적 강도를 가능한 한 높인다는 관점으로부터, 바람직하게는 비수전해액 전량의 0.3~3.5중량%, 더욱 바람직하게는 O.7~2.3중량%이다.The content of the polyvinyl acetal resin in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but the reduction in ionic conductivity, load characteristics, and high temperature storage characteristics of the electrochemical device is prevented as much as possible, and the mechanical strength of the laminate of the negative electrode, the separator, and the positive electrode is reduced. From the viewpoint of increasing as much as possible, Preferably it is 0.3-3.5 weight% of the total amount of non-aqueous electrolyte, More preferably, it is 0.7-2.3 weight%.

더욱이 본 발명에서는, 비수전해액의 전기화학소자로의 주입성, 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체의 접착 강도 등을 한층 높인다는 관점으로부터, 폴리비닐아세탈 수지의 수평균 분자량 λ의 평방근(λ1/2)과, 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액에 있어서의 농도 c(중량%)와의 곱(λ1/2×c)이, 바람직하게는 100~1000(100≤λ1/2×c≤1000), 더욱 바람직하게는 200~800(200≤λ1/2×c≤800)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 수평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC) 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량을 의미한다. 겔 침투 크로마토그래피의 조건은 다음과 같다. 검출기에 시차굴절률 검출기를 사용하고, 분리 컬럼으로서 Shoudex KF-805L(상품명)×2개 및 프리 컬럼으로서 Shoudex KF-800P(상품명)을 이용하고, 캐리어 용매로서 테트라히드로퓨란을 이용한다. 분자량 표준의 폴리스티렌 및 샘플의 폴리비닐아세탈 수지 20mg을 테트라히드로퓨란 20ml에 용해하여 샘플로 한다. 캐리어 용매의 유량을 1ml/min으로 하여, 30℃에서, 샘플 100ul를 주입하여 크로마토그램을 얻는다.Further, in the present invention, the square root of the number average molecular weight λ of the polyvinyl acetal resin (λ 1) from the viewpoint of further increasing the injection property of the nonaqueous electrolyte into the electrochemical device, the adhesive strength of the laminate composed of the negative electrode, the separator and the positive electrode, and the like. / 2), a polyvinyl product with a concentration c (wt.%) in the non-aqueous electrolyte solution of the acetal resin (1/2 × λ c) is preferably 100 ~ 1000 (100≤λ 1/2 × c≤1000 ), And more preferably in the range of 200 to 800 (200 ≦ λ 1/2 × c ≦ 800). Here, a number average molecular weight means the number average molecular weight of polystyrene conversion by a gel permeation chromatography (GPC) measurement. The conditions of gel permeation chromatography are as follows. A differential refractive index detector is used for the detector, Shoudex KF-805L (trade name) x 2 as the separation column, and Shoudex KF-800P (trade name) as the free column, and tetrahydrofuran as the carrier solvent. Polystyrene of the molecular weight standard and 20 mg of polyvinyl acetal resin of a sample are dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran, and it is set as a sample. The flow rate of the carrier solvent is 1 ml / min, and 100 ul of the sample is injected at 30 ° C to obtain a chromatogram.

(b) 전해질(b) electrolyte

전해질은, 전기화학소자의 종류에 따라, 이 분야에서 상용되는 것 중에서 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 전해질로서 예를 들어 리튬염을 포함하는 본 발명의 비수전해액을 이용하면, 충방전 부하 특성 및 형상 유지성이 우수한 리튬 전지가 얻어진다. 또한 전해질로서 알킬암모늄염을 포함하는 본 발명의 비수전해액을 이용하면, 충방전 부하 특성 및 형상 유지성이 우수한 전기 2중층 컨덴서가 얻어진다. 전해질의 비수전해액 중에 있어서의 함유량은, 전해질의 종류 및 전기화학소자의 종류에 따라 넓은 범위로부터 적당히 선택할 수 있지만, 통상은 0.1~10몰/리터, 바람직하게는 0.3~3몰/리터이다.The electrolyte can be appropriately selected and used among those commonly used in this field depending on the type of electrochemical device. When the nonaqueous electrolyte of the present invention containing, for example, a lithium salt is used as the electrolyte, a lithium battery excellent in charge and discharge load characteristics and shape retention is obtained. Moreover, when the nonaqueous electrolyte solution of this invention containing an alkylammonium salt is used as electrolyte, the electric double layer capacitor which is excellent in charge / discharge load characteristic and shape retention is obtained. The content in the nonaqueous electrolyte of the electrolyte can be appropriately selected from a wide range depending on the type of electrolyte and the type of electrochemical device, but is usually 0.1 to 10 mol / liter, preferably 0.3 to 3 mol / liter.

(c) 산을 생성하는 화합물(c) compounds that produce acids

본 발명의 비수전해액에는, 폴리비닐아세탈 수지 니스 및 전해질 이외에, 산을 생성하는 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 산을 생성하는 화합물은, 주로, 폴리비닐아세탈 수지의 주쇄 중의 히드록실기가 충전공정에서의 통전에 의해 전해 산화되어 생성하는 알데히드기와, 주쇄 중의 1,2-디히드록시에틸렌 구조 또는 1,3-디히드록시-1,3-프로필렌 구조 중의, 전해 산화를 면한 히드록실기와의 반응을 촉매하는 작용을 나타낸다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성도 행할 수 있다. 따라서, 비수전해액 중에 함유되는 폴리비닐아세탈 수지가 산변성되어 있지 않아도, 산을 생성하는 화합물을 첨가해 두면, 수분을 첨가해서 산을 생성시키거나, 충전공정 및 에이징 공정에서 산을 생성하면, 전해액 중의 폴리비닐아세탈 수지를 산변성시킬 수도 있다. 다만, 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체의 접착 강도를 높인다는 관점으로부터는, 폴리비닐아세탈 수지를 미리 산변성시킨 폴리비닐아세탈 수지 니스를 비수전해액에 첨가하는 것이 바람직하다.In addition to the polyvinyl acetal resin varnish and electrolyte, it is preferable to add a compound which produces an acid to the nonaqueous electrolyte of the present invention. The compound which produces | generates an acid mainly contains the aldehyde group which the hydroxyl group in the main chain of polyvinyl acetal resin electrolytically oxidizes by electricity supply in a filling process, and the 1,2-dihydroxyethylene structure or 1,3 in a main chain. It shows the action of catalyzing the reaction with hydroxyl groups which avoid electrolytic oxidation in the dihydroxy-1,3-propylene structure. Acid modification of the polyvinyl acetal resin can also be performed. Therefore, even if the polyvinyl acetal resin contained in the nonaqueous electrolytic solution is not acid-modified, if an acid-producing compound is added, an acid may be added to generate water or an acid is generated in the filling step and the aging step. Acid-modified polyvinyl acetal resin can also be made. However, it is preferable to add the polyvinyl acetal resin varnish to which the polyvinyl acetal resin was acid-modified previously from a viewpoint of raising the adhesive strength of the laminated body which consists of a negative electrode, a separator, and a positive electrode to a nonaqueous electrolyte.

본 발명의 비수전해액은, 산을 생성하는 화합물을 사용하면, 비수전해액의 겔화가 일어나기 쉬워짐과 동시에, 후술하는 전기화학소자의 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터와의 접착성이 높아질 수 있다.In the nonaqueous electrolyte of the present invention, the use of a compound that generates an acid can easily cause gelation of the nonaqueous electrolyte, and can improve the adhesion between the negative electrode and / or the positive electrode and the separator of the electrochemical device described later.

산을 생성하는 화합물로서는, 예를 들면, 물과의 반응에 의해 산을 생성하는 화합물, 전기화학소자의 작동전압 범위에서 전해 산화되는 화합물 등을 들 수 있지만, 물과의 반응에 의해 산을 생성하는 화합물이 특히 바람직하다.Examples of the compound that generates an acid include a compound that generates an acid by reaction with water, a compound that is electrolytically oxidized in the operating voltage range of an electrochemical device, and the like, but an acid is generated by reaction with water. Particularly preferred are compounds to be added.

물과의 반응에 의해 산을 생성하는 화합물은, 전기화학소자의 세퍼레이터나 전극중에 잔존하는 수분과 반응해서 산을 발생시킨다. 산의 발생은, 에이징 공정의 가온에 의해 가속시킬 수 있다. 또, 현재의 기술에서는, 전기화학소자 중의 수분을 완전히 제거할 수는 없다. 이와 같은 화합물로서는, 물과의 반응에 의해 산을 발생하는 공지의 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들면, 할로겐 원자를 갖는 루이스산, 루이스산염, 황산 에스테르, 질산 에스테르 등을 들 수 있다. 할로겐 원자를 갖는 루이스산으로서는, 예를 들면, The compound which produces | generates an acid by reaction with water produces | generates an acid by reacting with the moisture which remain | survives in the separator and electrode of an electrochemical element. Generation of acid can be accelerated by heating of the aging step. In addition, in the current technology, it is not possible to completely remove the moisture in the electrochemical device. As such a compound, a well-known compound which produces | generates an acid by reaction with water can be used, For example, Lewis acid, Lewis acid salt, sulfuric acid ester, nitrate ester etc. which have a halogen atom are mentioned. As a Lewis acid having a halogen atom, for example,

Figure 112007054223715-pct00004
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할로겐 원자로서는, 불소, 염소, 브롬 등을 들 수 있지만, 전기화학소자의 내식성에의 영향 등을 고려하면, 불소원자가 바람직하다. 황산에스테르로서는, 예를 들면, 1,3-프로판설톤, 벤젠설폰산메틸, 1,3-프로파-2-엔설톤, 1,4-부탄설톤, 황산디메틸, 황산디에틸, 황산에틸렌 등을 들 수 있다. 질산에스테르로서는, 예를 들면, 질산에테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 할로겐 원자를 갖는 루이스산, 루이스산염이 바람직하고, 취급성, 입수성 등을 고려하면, LiPF6, LiBF4, R4NPF6(R=유기기), R4NBF4(R=유기기), SiFnR(4-n)(n=1~4, R=유기기) 등이 더욱 바람직하다. 또한, LiPF6, LiBF4, R4NPF6(R=유기기), R4NBF4(R=유기기) 등은, 전기화학소자의 전해질염으로서도 작용하므로 특히 바람직하다. 상기 화합물은 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 물과의 반응에 의해 산을 발생하는 화합물의 비수전해액 중의 함유량은, 전기화학소자의 종류에 따라 적절하게 선택된다. 전기화학소자가 리튬 전지일 경우를 예로 들면, 상기 화합물에 의한 전지특성 저하가 염려되므로, 상기 화합물의 비수전해액 중의 함유량은 0.2몰/리터 이하, 바람직하게는 0.05몰/리터 이하이다. 다만, 전기화학소자가 리튬 전지이며, 상기 화합물이 불소원자를 갖는 루이스산 또는 루이스산염이며, 또한 리튬염일 경우는, 특성으로의 악영향이 나타나기 어렵기 때문에, 0.2몰/리터를 넘어서 함유시켜도 좋다.Fluorine, chlorine, bromine, etc. are mentioned as a halogen atom, A fluorine atom is preferable in consideration of the influence on corrosion resistance of an electrochemical element, etc. Examples of the sulfate esters include 1,3-propanesultone, methyl benzenesulfonate, 1,3-propa-2-enesultone, 1,4-butanesultone, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, and ethylene sulfate. Can be mentioned. As nitrate ester, a nitrate ether etc. are mentioned, for example. Among these, Lewis acids and Lewis salts having a halogen atom are preferable, and considering the handleability and availability, LiPF 6 , LiBF 4 , R 4 NPF 6 (R = organic), R 4 NBF 4 (R = Organic group), SiF n R (4-n) (n = 1 to 4, R = organic), and the like are more preferable. LiPF 6 , LiBF 4 , R 4 NPF 6 (R = organic), R 4 NBF 4 (R = organic) and the like are particularly preferable because they act as electrolyte salts of electrochemical devices. The said compound can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. Content in the nonaqueous electrolyte of the compound which generate | occur | produces an acid by reaction with water is suitably selected according to the kind of electrochemical element. In the case where the electrochemical device is a lithium battery, for example, there is a fear of deterioration in battery characteristics due to the compound, so that the content of the compound in the nonaqueous electrolyte is 0.2 mol / liter or less, preferably 0.05 mol / liter or less. However, when the electrochemical device is a lithium battery, and the compound is a Lewis acid or a Lewis acid salt having a fluorine atom, and a lithium salt, adverse effects on the properties are less likely to appear, and therefore, it may be contained in excess of 0.2 mol / liter.

전기화학소자의 작동전압 범위에서 전해 산화되는 화합물은, 전기화학소자의 초기 충전공정에서 전해 산화되어 산을 발생시키고, 폴리비닐아세탈 수지의 가교에 기여할 수 있다. 이와 같은 화합물로서는, 예를 들면, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 톨루엔, 디페닐메탄, 시클로헥실벤젠, 아세톤, 말론산에스테르류, 폴리비닐알코올 등의 프로톤성 화합물 등을 들 수 있다. 상기 화합물은 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 초기 충전할 때에 인가하는 전압은, 전기화학소자의 작동전압 범위 중에서, 그 화합물이 전해 산화되는 전압을 적당히 선택하면 좋다. 예를 들면, 리튬의 용해 석출 전위에 대하여, 전해 산화되는 화합물이 알코올류의 경우는, 3V 이상, 방향족 화합물류의 경우는 4V 이상이다. 전해 산화되는 화합물의 비수전해액 중의 함유량은, 전기화학소자의 종류, 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체 내에 존재시킨 가교성 고분자 재료의 종류 등에 따라 넓은 범위로부터 적당히 선택할 수 있지만, 통상은 0.002~0.1몰/리터, 바람직하게는 0.005~0.05몰/리터이다.Compounds electrolytically oxidized in the operating voltage range of the electrochemical device may be electrolytically oxidized in the initial charging process of the electrochemical device to generate an acid and contribute to crosslinking of the polyvinyl acetal resin. As such a compound, for example, water, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, toluene, diphenylmethane, cyclohexylbenzene, acetone, malonic esters, polyvinyl alcohol Protic compounds, such as these, etc. are mentioned. The said compound can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. What is necessary is just to select suitably the voltage applied at the time of initial charge in the operating voltage range of an electrochemical element, and the compound electrolytically oxidizes. For example, with respect to the dissolution precipitation potential of lithium, the compound to be electrolytically oxidized is 3 V or more in the case of alcohols, and 4 V or more in the case of aromatic compounds. The content in the non-aqueous electrolyte of the compound to be electrolytically oxidized can be appropriately selected from a wide range depending on the kind of electrochemical device, the kind of the crosslinkable polymer material present in the laminate composed of the negative electrode, the separator, and the positive electrode, but usually 0.002 to 0.1 Moles / liter, preferably 0.005 to 0.05 moles / liter.

또한, 상기의 물과의 반응에 의해 산을 생성하는 화합물과 전기화학소자의 작동전압 범위에서 전해 산화되는 화합물을 병용할 수도 있다.Moreover, the compound which produces | generates an acid by reaction with said water, and the compound electrolytically oxidized in the operating voltage range of an electrochemical element can also be used together.

이들 중에서도, 물과의 반응에 의해 산을 발생하는 화합물이 바람직하고, 할로겐 원자를 갖는 루이스산, 루이스산염이 특히 바람직하다.Among these, the compound which generate | occur | produces an acid by reaction with water is preferable, and the Lewis acid and Lewis acid salt which have a halogen atom are especially preferable.

(d)비수전해액의 조제(d) Preparation of nonaqueous electrolyte

본 발명의 비수전해액은, 통상의 방법에 따라 원하는 조성으로 조정할 수 있다. 예컨대, 미리 리튬염과 비수전해액 용매로 이루어지는 별도의 비수전해액을 조제하고, 이것에 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스나 산을 생성하는 화합물을 혼합 용해하거나 혹은, 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스에 리튬염이나 산을 생성하는 화합물을 혼합 용해하는 방법, 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스에 비수용매와 리튬염이나 산을 생성하는 화합물을 혼합 용해하는 방법 등을 들 수 있다. 이 중, 미리 리튬염과 비수용매로 이루어지는 별도의 비수전해액을 조제하고, 이것에 본 발명의 폴리비닐아세탈 수지 니스나 산을 생성하는 화합물을 혼합 용해하는 방법이 작업성의 관점으로부터 가장 바람직하다. 다만, 산을 생성하는 화합물은 필요에 따라서 첨가한다. 통상은, 상기한 바와 같이 얻어진 비수전해액을 전기화학소자 중에 주입한다.The nonaqueous electrolyte of this invention can be adjusted to a desired composition according to a conventional method. For example, another nonaqueous electrolyte comprising a lithium salt and a nonaqueous electrolyte solvent is prepared in advance, and the polyvinyl acetal resin varnish and the acid-producing compound of the present invention are mixed and dissolved in the polyvinyl acetal resin varnish of the present invention. The method of mixing and dissolving the compound which produces | generates a lithium salt and an acid, the method of mixing and dissolving the non-aqueous solvent, the compound which produces | generates a lithium salt and an acid in the polyvinyl acetal resin varnish of this invention, etc. are mentioned. Among these, the method of preparing the other nonaqueous electrolyte which consists of a lithium salt and a nonaqueous solvent beforehand, and mixing and dissolving the compound which produces | generates the polyvinyl acetal resin varnish and acid of this invention to this is most preferable from a viewpoint of workability. However, the compound which produces | generates an acid is added as needed. Usually, the nonaqueous electrolyte solution obtained as mentioned above is inject | poured in an electrochemical element.

또한, 본 발명의 비수전해액은, 세퍼레이터 중이나, 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터와의 사이 등에 폴리비닐아세탈 수지를 존재시켜 이루어지는 적층체를 제작하고, 이 적층체에, 비수용매에 전해질을 용해시킨 일반적인 비수전해액(폴리비닐아세탈 수지를 포함하지 않는다)을 주입하는 것에 의해서도 조제할 수도 있다. 적층체에 주입된 상기 일반적인 비수전해액과 폴리비닐아세탈 수지가 접촉하고, 상기 폴리비닐아세탈 수지가 상기의 비수전해액 중에 용해 또는 팽윤하는 것에 의해, 본 발명의 비수전해액이 얻어진다.Moreover, the nonaqueous electrolyte of this invention produces the laminated body which makes a polyvinyl acetal resin exist in a separator, between a negative electrode and / or a positive electrode, and a separator, and melt | dissolves electrolyte in the non-aqueous solvent in this laminated body in general. It can also be prepared by injecting a nonaqueous electrolyte (does not contain polyvinyl acetal resin). The nonaqueous electrolyte of the present invention is obtained by contacting the general nonaqueous electrolyte and the polyvinyl acetal resin injected into the laminate and dissolving or swelling the polyvinyl acetal resin in the nonaqueous electrolyte.

이와 같은 조제법을 채용하는 경우는, 일반적인 비수전해액을 적층체에 주입한 후, 상기 폴리비닐아세탈 수지를 충분히 용해 또는 팽윤시키기 위해서, 잠시 방치해 두는 것이 좋다. 방치 조건은 특별히 제한은 없지만, 금속관, 집전체 등으로부터 금속성분이 용출하는 것 등을 고려하면, 예를 들면, 실온하에서 반일~2일, 45℃에서는 수시간~1일, 60℃에서는 1~수시간이다.When employing such a preparation method, after injecting a general nonaqueous electrolyte into the laminate, it is preferable to leave it for a while in order to sufficiently dissolve or swell the polyvinyl acetal resin. There is no restriction | limiting in particular in neglect condition, Taking into consideration that a metal component elutes from a metal tube, an electrical power collector, etc., for example, half day-2 days at room temperature, several hours-1 day at 45 degreeC, 1-at 60 degreeC, for example. Several hours.

[전기화학소자][Electrochemical device]

본 발명의 전기화학소자는, 음극, 세퍼레이터, 양극 및 비수전해액을 포함하고, 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터가, 폴리비닐아세탈 수지의 가교물로 이루어지는 접착층에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 한다. 그 중에서도, 음극 및 양극의 양쪽의 전극과 세퍼레이터와의 사이에 접착층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.The electrochemical device of the present invention comprises a negative electrode, a separator, a positive electrode and a nonaqueous electrolyte, and the negative electrode and / or the positive electrode and the separator are bonded by an adhesive layer made of a crosslinked product of polyvinyl acetal resin. Especially, it is preferable that the contact bonding layer is formed between the electrode of both a cathode and an anode, and a separator.

접착층은, 음극과 세퍼레이터 또는 양극과 세퍼레이터의 전면을 덮도록 형성되어도 좋고, 또는 일부에 임의의 패턴으로 형성되어 있어도 좋다.The adhesive layer may be formed so as to cover the entire surface of the negative electrode and the separator, or the positive electrode and the separator, or may be formed in an arbitrary pattern on a part thereof.

본 발명의 전기화학소자에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 가교물은, 비수전해액 용매, 전해질 및 상기 가교물의 합계량 전량에 대하여, 바람직하게는, 3.5중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3~3.5중량%, 특히 바람직하게는 0.5~2.5중량%의 비율로 포함된다. 이 범위에 있으면, 전기화학소자로서의 특성이 저하하는 것을 방지하고, 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체의 접착 강도가 저하하는 것을 방지하므로, 특히 유효하다. 더욱이, 상기 가교물은, 폴리비닐아세탈 수지가 산변성을 받은 물질 쪽이 산변성을 받지 않는 물질보다도, 전극과 세퍼레이터의 접착성이 향상하므로 바람직하다.In the electrochemical device of the present invention, the crosslinked product of the polyvinyl acetal resin is preferably 3.5 wt% or less, more preferably 0.3 to 3.5 wt%, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte solvent, the electrolyte, and the total amount of the crosslinked product. In particular, it is contained in the ratio of 0.5 to 2.5 weight%. When it exists in this range, since the characteristic as an electrochemical element is prevented from falling, and the adhesive strength of the laminated body which consists of a negative electrode, a separator, and a positive electrode is prevented from falling, it is especially effective. Moreover, since the adhesiveness of an electrode and a separator improves rather than the substance in which the polyvinyl acetal resin is acid-modified, the said crosslinked material is preferable.

폴리비닐아세탈 수지의 가교물은, 첨가량이 상당히 적어도 전기화학소자에 충분한 형상 유지성을 부여할 수 있으므로, 상기 가교물에 의해 양극과 음극간의 이온의 이동이 저해되지 않는다. 환언하면, 소량의 가교물의 사용에서, 전기화학소자에 충분한 형상 유지성을 부여할 수 있으므로, 가교물의 존재에 의한 이온 전도성의 저하를 최소한으로 할 수 있고, 충방전 부하 특성이 우수한 전기화학소자를 얻을 수 있다. 또한, 상기 가교물은, 전기화학소자가 고온에 노출되어도, 용융하거나 또는 비수전해액에 용해해서 접착 강도가 저하할 염려가 없고, 넓은 온도범위에서 형상 유지성이 우수하고, 고온 유지성도 우수한 전기화학소자를 얻을 수 있다.The crosslinked product of the polyvinyl acetal resin can impart sufficient shape retention to the electrochemical device at least in the amount of addition, so that the movement of ions between the positive electrode and the negative electrode is not inhibited by the crosslinked product. In other words, in the use of a small amount of the crosslinked product, since sufficient shape retention can be imparted to the electrochemical device, it is possible to minimize the decrease in ionic conductivity due to the presence of the crosslinked product and to obtain an electrochemical device having excellent charge and discharge load characteristics. Can be. In addition, the crosslinked product is an electrochemical device which is excellent in shape retaining ability and high temperature holding property in a wide temperature range without fear of melting or melting in a nonaqueous electrolyte solution even when the electrochemical device is exposed to high temperature. Can be obtained.

본 발명의 전기화학소자는, 본 발명의 비수전해액을 포함한다. 다만, 상기 비수전해액 중의 폴리비닐아세탈 수지는, 충전공정에 있어서 통전에 의해 가교물로 되어 있다. 폴리비닐아세탈 수지가 산변성되어 있는 경우는, 산변성되어 있지 않은 물질보다도 통전에 의해 전해 산화를 받아서 가교물로 되기 쉽다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물을 함유하는 비수전해액은, 산변성을 받지 않고 있는 폴리비닐아세탈 수지를 함유하는 비수전해액보다도 접착 강도가 높기 때문에, 산변성을 받지 않고 있는 폴리비닐아세탈 수지보다도 적은 양으로, 전기화학소자의 기계적 강도를 높이고, 그 형상 유지성 및 고온보존성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 산변성물의 함유량을 상당히 적게 할 수 있으므로, 통전에 의해 가교할 때에 비수전해액이 겔화하였다고 하더라도, 이온의 이동을 저해하는 만큼의 겔화는 일어나지 않으므로, 비수전해액의 이온 전도도가 실용상 지장을 주는 만큼 저하하는 경우가 없고, 전기적 부하 특성, 충방전 특성이 우수한 전기화학소자가 얻어진다는 이점을 갖는다.The electrochemical element of this invention contains the nonaqueous electrolyte of this invention. However, the polyvinyl acetal resin in the nonaqueous electrolyte is a crosslinked product by energization in the filling step. When the polyvinyl acetal resin is acid-modified, it is more likely to be subjected to electrolytic oxidation by energization than a substance which is not acid-modified to form a crosslinked product. In addition, since the non-aqueous electrolyte containing acid-modified polyvinyl acetal resin has higher adhesive strength than the non-aqueous electrolyte containing polyvinyl acetal resin that does not undergo acid denaturation, the non-aqueous electrolyte contains polyvinyl acetal resin that does not undergo acid denaturation. With a small amount, it is possible to increase the mechanical strength of the electrochemical device, improve its shape retention and high temperature storage. In addition, since the content of the acid-modified substance can be considerably reduced, even if the non-aqueous electrolyte is gelated at the time of crosslinking by energization, gelation does not occur as much as it inhibits the movement of ions, and thus the ion conductivity of the non-aqueous electrolyte is not practically impaired. It does not fall as much as giving, and it has the advantage that the electrochemical element excellent in the electrical load characteristic and the charge / discharge characteristic is obtained.

본 발명의 전기화학소자에 있어서 이용되는 음극은, 음극 활물질과 음극 집전체를 포함한다. 음극 활물질은, 전기화학소자의 종류에 따라, 종래부터 이 분야에서 상용되지만 그 중에서 1종 또는 2종 이상을 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 음극 집전체로서는, 예를 들면, 구리, 니켈, 스테인레스강, 알루미늄, 티탄 등을 들 수 있다.The negative electrode used in the electrochemical device of the present invention includes a negative electrode active material and a negative electrode current collector. Although a negative electrode active material is conventionally used in this field according to the kind of electrochemical element, 1 type, or 2 or more types can be suitably selected and used out of it. As a negative electrode electrical power collector, copper, nickel, stainless steel, aluminum, titanium, etc. are mentioned, for example.

음극은, 음극 활물질과 결착제를 포함하는 조성물을 원하는 형상으로 성형한 후 이것을 음극 집전체에 접착하거나 혹은, 음극 활물질과 결착제를 포함하는 조성물에 용매를 더 가해서 음극 혼합제 슬러리로 한 후 이것을 음극 집전체의 편면에 도포해서 건조시킨 후, 필요에 따라서 음극 활물질의 충전 밀도를 높이기 위한 가압 프레스를 행하는 방법, 음극 활물질 또는 결착제를 피복한 음극 활물질을 롤 성형, 압축성형 등에 의해 원하는 형상에 성형하는 방법 등에 따라서 작성할 수 있다.The negative electrode is formed into a negative electrode current collector by molding a composition containing a negative electrode active material and a binder into a desired shape, or adding a solvent to a composition containing the negative electrode active material and a binder to form a negative electrode slurry, which is then negative electrode. After coating and drying on one side of the current collector, if necessary, pressing is carried out to increase the packing density of the negative electrode active material, and the negative electrode active material coated with the negative electrode active material or the binder is molded into a desired shape by roll molding, compression molding, or the like. It can be created according to the method.

이들 방법에 있어서 사용하는 결착제로서는, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 불소수지, 셀룰로오스류, 고무 등의 라텍스류 등을 들 수 있다. 용매로서도, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 물, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, N-메틸옥사졸리디논 등을 들 수 있다. 용매는 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 필요에 따라서 2종 이상을 병용할 수 있다.As a binder used in these methods, what is commonly used in this field can be used, For example, latexes, such as a fluororesin, cellulose, rubber, etc. are mentioned. As the solvent, those which are commonly used in this field can be used, for example, water, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, propylene carbonate, γ-butyrolactone, N-methyloxazolidinone and the like. Can be mentioned. A solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together as needed.

또, 음극으로서는, 음극 활물질층의 활물질 충전 밀도를 높인 후에, 음극 활물질층의 표면에 상기의 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 피복층을 설치한 것이 바람직하다. 이와 같은 음극을 이용하는 것에 의해, 음극 표면에서 일어나는 부반응이 억제되어, 얻어지는 전기화학소자의 전기화학소자로서의 용량을 크게 할 수 있다.Moreover, as a negative electrode, after raising the active material packing density of a negative electrode active material layer, it is preferable to provide the coating layer containing said polyvinyl acetal resin on the surface of a negative electrode active material layer. By using such a negative electrode, the side reaction which arises on the surface of a negative electrode is suppressed, and the capacity | capacitance as an electrochemical element of the electrochemical element obtained can be enlarged.

본 발명의 전기화학소자에 있어서 이용되는 양극은, 양극 활물질과 양극 집전체를 포함해서 구성된다. 양극 활물질은, 전기화학소자의 종류에 따라, 이 분야에서 상용되지만 그 중에서 1종 또는 2종 이상을 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 양극 집전체로서는, 예를 들면, Al, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta 혹은 이들의 2종 이상을 포함하는 합금 등의, 비수전해액 중에서의 양극 산화에 의해 표면에 부동태(不動態) 피막을 형성하는 금속 등을 들 수 있다. 양극은, 도전조제를 포함하고 있어도 좋다. 도전조제로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 카본블랙, 아몰퍼스 위스커, 흑연 등을 들 수 있다. 양극은, 전술의 음극의 제조법에 있어서, 음극 활물질 대신에 양극 활물질을 이용하고, 또한 음극 집전체 대신에 양극 집전체를 이용하는 것 이외에는 동일하게 하여 제조할 수 있다.The positive electrode used in the electrochemical device of the present invention comprises a positive electrode active material and a positive electrode current collector. Although the positive electrode active material is commercially available in this field according to the kind of electrochemical element, 1 type, or 2 or more types can be selected suitably from these, and can be used. As the positive electrode current collector, a passive film is formed on the surface by anodization in a nonaqueous electrolyte, such as Al, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, or an alloy containing two or more thereof. The metal to form etc. are mentioned. The positive electrode may contain a conductive assistant. A well-known thing can be used as a conductive support agent, For example, carbon black, amorphous whisker, graphite, etc. are mentioned. The positive electrode can be produced in the same manner as in the manufacturing method of the negative electrode, except that a positive electrode active material is used instead of the negative electrode active material, and a positive electrode current collector is used instead of the negative electrode current collector.

본 발명의 전기화학소자에 있어서 이용되는 세퍼레이터는, 양극과 음극을 전기적으로 절연해서 이온을 투과시키는 막으로, 공지의 여러가지 것을 이용할 수 있지만, 다공성 막이 적당하게 사용될 수 있다. 다공성 막의 소재는, 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리불화비닐리덴, 폴리에스테르 등을 들 수 있고, 미다공막의 형상은 미다공 필름이나 부직포 등을 들 수 있다. 본 발명에 따른 세퍼레이터는, 다공 폴리오레핀 필름인 것이 바람직하고, 다공성 폴리에틸렌 필름, 다공성 폴리프로필렌 필름 혹은 다공성 폴리에틸렌 필름과 다공성 폴리프로필렌 필름과의 다층 필름 등이 특히 바람직하다. 다공성 막의 표면에는, 열안전성이 우수한 것 이외의 수지가 코팅되어도 좋다.The separator used in the electrochemical device of the present invention is a membrane that electrically insulates the positive electrode and the negative electrode and transmits ions. Although various known ones can be used, a porous membrane can be suitably used. Examples of the material of the porous membrane include polyolefin, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyester, and the like, and the shape of the microporous membrane includes a microporous film, a nonwoven fabric, and the like. It is preferable that the separator which concerns on this invention is a porous polyolefin film, and a porous polyethylene film, a porous polypropylene film, or a multilayer film of a porous polyethylene film and a porous polypropylene film is especially preferable. The surface of the porous membrane may be coated with a resin other than excellent thermal stability.

본 발명의 전기화학소자는, 예를 들면, 리튬 이차전지, 리튬 1차전지, 마그네슘 전지, 칼슘 전지 등의 전지, 알루미 전해 컨덴서, 전기 2중층 컨덴서 전기 화학 컨덴서 등의 컨덴서 등이 포함된다.The electrochemical device of the present invention includes, for example, a battery such as a lithium secondary battery, a lithium primary battery, a magnesium battery, a calcium battery, an aluminum electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, an electrochemical capacitor, and the like.

본 발명의 전기화학소자는, 상기한 바와 같이, 전기적 부하 특성, 충방전 특성, 형상 유지성 및 고온보존성이 우수하고, 높은 기계적 강도를 나타낸다. 또한, 본 발명의 전기화학소자는, 박형화가 용이해서, 장기간 사용해도, 충분한 전기적 부하 특성 및 충방전 특성을 유지할 수 있고, 액누설이나 파손 등의 걱정도 없으므로, 이들을 방지하기 위한 특수한 구조를 부여할 필요가 없다.As described above, the electrochemical device of the present invention is excellent in electrical load characteristics, charge and discharge characteristics, shape retention properties and high temperature storage properties, and exhibits high mechanical strength. In addition, the electrochemical device of the present invention is easy to thin, and even if used for a long time, sufficient electrical load characteristics and charge / discharge characteristics can be maintained, and there is no worry of liquid leakage or damage, so that a special structure is provided to prevent them. There is no need to do it.

[전기화학소자의 제조방법][Method of manufacturing electrochemical device]

본 발명의 전기화학소자는, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 포함하는 적층체에, 폴리비닐아세탈 수지 성분을 포함하는 비수전해액을 함침시킨 후, 충전공정에 있어서 통전에 의해 폴리비닐아세탈 수지를 전해 산화해서 가교물로 하는 것에 의해 얻어진다. 본 발명의 제조방법의 최대의 특징은, 충전 조작을 트리거로 하여, 폴리비닐아세탈 수지를 가교시키는 것이며, 가교시키는 것에 의해, 음극 및/또는 양극과 세퍼레이터를 접착한다. 여기에서, 폴리비닐아세탈 수지성분은, 가) 폴리비닐아세탈 수지 또는 나) 폴리비닐아세탈 수지와 산을 생성하는 화합물과의 혼합물이다.In the electrochemical device of the present invention, a non-aqueous electrolyte containing a polyvinyl acetal resin component is impregnated into a laminate including a negative electrode, a separator, and a positive electrode, and then electrolytically oxidizes the polyvinyl acetal resin by energizing in a filling step. It is obtained by making it a crosslinked material. The biggest characteristic of the manufacturing method of this invention is to bridge | crosslink polyvinyl acetal resin by triggering a filling operation, and to bond a negative electrode and / or a positive electrode, and a separator. Here, a polyvinyl acetal resin component is a mixture of a) polyvinyl acetal resin or b) polyvinyl acetal resin, and the compound which produces | generates an acid.

본 발명의 전기화학소자의 제조방법은, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 포함하는 적층체를 전기화학소자용 광체(筐體)에 수용한 후, 상기 적층체에 비수전해액을 주입해서 상기 광체를 밀폐하고, 초기 충전 및 에이징을 실시하는 일반적인 전기화학소자의 제조방법을 취하지만, 전해액으로서 본 발명의 비수전해액을 이용한다. 상기 비수전해액에 포함되는 폴리비닐아세탈 수지는, 초기 충전공정에 있어서 통전에 의해 가교시키는 것에 의해, 본 발명의 전기화학소자를 제조할 수 있다.In the manufacturing method of the electrochemical device of the present invention, a laminate containing a cathode, a separator, and a cathode is housed in an electrochemical device housing, and then a nonaqueous electrolyte is injected into the stack to seal the housing. Although a general method for producing an electrochemical device for initial charging and aging is taken, the nonaqueous electrolyte of the present invention is used as the electrolyte. The polyvinyl acetal resin contained in the non-aqueous electrolyte can be crosslinked by energization in the initial filling step to produce the electrochemical device of the present invention.

폴리비닐아세탈 수지는, 산변성 되어 있어도 산변성 되어 있지 않아도 좋지만, 통전공정에 있어서 폴리비닐아세탈 수지의 가교가 일어나기 쉽고 음극과 세퍼레이터 및/또는 양극과 세퍼레이터의 접착성이 높은 것으로부터, 산변성 되어 있는 물질이 바람직하다. 폴리비닐아세탈 수지가 산변성 되어 있지 않은 경우는, 비수전해액에 산을 생성하는 화합물을 함유시키면, 충전공정 및 에이징 공정에 있어서, 비수전해액 중에 산을 생성시켜서 폴리비닐아세탈 수지를 산변성시키고, 나아가서는 가교가 일어나기 쉽게 된다.The polyvinyl acetal resin may be acid-modified even when acid-modified, but is acid-modified because crosslinking of the polyvinyl acetal resin is liable to occur in the energizing step and the adhesion between the negative electrode and the separator and / or the positive electrode and the separator is high. Preferred materials are preferred. In the case where the polyvinyl acetal resin is not acid-modified, if the nonaqueous electrolyte contains an acid-producing compound, the acid and the polyvinyl acetal resin are acid-modified by generating an acid in the nonaqueous electrolyte in the filling step and the aging step. Crosslinking easily occurs.

본 발명의 제조방법에 의하면, 종래의 겔형 고분자 전해질에 비하여, 폴리비닐아세탈 수지가 대폭 적은 양으로, 전기화학소자를 구성하는 부품의 접착 강도가 동등 또는 그 이상의 전기화학소자를 얻을 수 있다. 더욱이, 폴리비닐아세탈 수지가 가교하여 비수전해액을 겔화시켰다고 하더라도, 상기 가교물의 양이 상당히 적기 때문에 비수전해액 중에서의 이온의 이동을 저해하는 것이 거의 없으므로, 비수전해액이 본래 갖는 높은 이온 전도도가 충분히 발휘되어, 전기적 부하 특성이 우수한 전기화학소자를 얻을 수 있다.According to the production method of the present invention, an electrochemical device having the same or higher adhesive strength of the components constituting the electrochemical device can be obtained in a much smaller amount of polyvinyl acetal resin than the conventional gel polymer electrolyte. Furthermore, even if the polyvinyl acetal resin crosslinks to gel the non-aqueous electrolyte, since the amount of the crosslinked product is very small, there is almost no inhibition of movement of ions in the non-aqueous electrolyte, and thus the high ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte is sufficiently exhibited. In addition, an electrochemical device having excellent electrical load characteristics can be obtained.

또, 유사한 구성의 전기화학소자를 얻는 방법으로서 예컨대 이하의 방법이 있지만 바람직하지 않다. 전극과 세퍼레이터를 접착제로 미리 접착한 후에 비수전해액을 주입하는 방법은, 비수전해액을 주입하는 것이 상당히 곤란하게 된다. 또한, 비수전해액 중에 팽윤하여 처음으로 접착성을 나타내는 접착제를 전극과 세퍼레이터에 도포한 후, 비수전해액을 세퍼레이터에 주입해서 전극과 세퍼레이터를 접착시키는 방법은, 그와 같은 접착제는 비수전해액에 대한 팽윤성이 높으므로, 고온에 노출되거나 또는 장기간 보관되면, 비수전해액에 용해하고, 접착성이 저하한다.Moreover, although the following method is mentioned as a method of obtaining the electrochemical element of a similar structure, it is not preferable. In the method of injecting the nonaqueous electrolyte after adhering the electrode and the separator in advance with an adhesive, it is very difficult to inject the nonaqueous electrolyte. In addition, after swelling in the non-aqueous electrolyte solution and applying the adhesive showing the adhesive property to the electrode and the separator for the first time, the non-aqueous electrolyte is injected into the separator to bond the electrode and the separator. Such an adhesive has a swelling property to the non-aqueous electrolyte solution. Since it is high, when exposed to high temperature or stored for a long time, it will melt | dissolve in a nonaqueous electrolyte solution and adhesiveness will fall.

본 발명의 제조방법은, 전기화학소자를 제작하는 통상의 공정내에서 행하여지고, 새로운 공정을 부가할 필요가 없기 때문에, 전기화학소자의 일반적인 제조 설비를 그대로 이용할 수 있고, 단순한 제조공정으로 할 수 있다.Since the manufacturing method of this invention is performed in the normal process of manufacturing an electrochemical element, and does not need to add a new process, the general manufacturing equipment of an electrochemical element can be used as it is, and it can be made into a simple manufacturing process. have.

1) 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체 중에 비수전해액을 주입하는 공정1) A step of injecting a nonaqueous electrolyte into a laminate comprising a cathode, a separator, and an anode

본 발명에 있어서는, 우선, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 적층한다. 이 적층체는, 필요에 따라서, 원통형, 코인형, 각형, 필름상 등의 임의의 형상으로 형성되어, 금속관, 금속 라미네이트 필름으로 이루어지는 자루체 등의 전기화학소자용 광체에 수납된다. 적층체에는, 본 발명의 비수전해액이 주입된다. 주입에는, 일반적인 비수전해액의 주입 방법을 채용할 수 있다.In the present invention, first, the negative electrode, the separator, and the positive electrode are laminated. This laminated body is formed in arbitrary shapes, such as cylindrical shape, coin shape, square shape, and film form, as needed, and is accommodated in the housing | casing for electrochemical elements, such as a bag made of a metal tube and a metal laminate film. The nonaqueous electrolyte of the present invention is injected into the laminate. As the injection, a general injection method of the nonaqueous electrolyte can be adopted.

또, 비수전해액은, 적층체에 주입하기 위해서, 유동성을 갖는 것이 필요하므로, 적층체에 주입할 때까지는, 비수전해액의 산 분량이 낮게 유지되는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 「산」은 산변성물을 서서히 변질시키는 것이며, 산을 생성하는 화합물은 아니다. 산은, 주로, 비수전해액에 포함되는 각 성분 중에 불순물로서 포함되는 것으로, 불화 수소가 예시된다. 구체적으로는, 비수전해액 중의 산 분량은, 통상 20밀리몰/리터 이하, 바람직하게는 5밀리몰/리터 이하, 더욱 바람직하게는 2밀리몰/리터 이하로 하는 것이 좋다. 산 분량이 많으면, 비수전해액을 적층체에 주입하기 전에 산변성물이 가교 또는 변질되어, 비수전해액이 증점해서 적층체로의 주입이 곤란해질 염려가 있다.In addition, since it is necessary to have fluidity | liquidity in order to inject | pour a nonaqueous electrolyte into a laminated body, it is preferable that the acid amount of a nonaqueous electrolyte is kept low until it injects into a laminated body. "Acid" as used herein is a compound which gradually degrades an acid denatured substance, and is not a compound which produces an acid. An acid is mainly contained as an impurity in each component contained in a nonaqueous electrolyte, and hydrogen fluoride is illustrated. Specifically, the amount of acid in the nonaqueous electrolyte is usually 20 mmol / liter or less, preferably 5 millimoles / liter or less, and more preferably 2 mmol / liter or less. If the amount of acid is large, there is a possibility that the acid denatured material is crosslinked or deteriorated before the nonaqueous electrolyte is injected into the laminate, and the nonaqueous electrolyte is thickened, so that the injection into the laminate becomes difficult.

또한, 적층체 중, 예를 들면, 음극과 세퍼레이터와의 사이, 양극과 세퍼레이터와의 사이, 세퍼레이터내 등에, 폴리비닐아세탈 수지를 존재시켜 두고, 이 적층체에 폴리비닐아세탈 수지 이외의 성분을 포함하는 비수전해액(즉 용매에 전해질 및 필요에 따라서 산을 발생하는 화합물을 첨가한 것)을 주입해도 좋다. 폴리비닐아세탈 수지는, 비즈, 분말 혹은 펠렛, 또는 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 시트 혹은 필름 등의 형상으로 해서 이용할 수 있다. 이들의 경우는, 비수전해액에 폴리비닐아세탈 수지를 용해시키지 않아도 좋으므로, 비수전해액의 점도가 상승되지 않고, 적층체로의 주입이 용이해지므로 전기화학소자를 용이하게 얻을 수 있다. 이 경우에도, 비수전해액의 산 분량을, 전술의 범위로 하는 것이 바람직하다.In the laminate, for example, a polyvinyl acetal resin is present between the cathode and the separator, between the anode and the separator, and in the separator, and the laminate contains components other than the polyvinyl acetal resin. The nonaqueous electrolyte solution (that is, the solvent and the acid generating compound added as needed) may be injected. The polyvinyl acetal resin can be used in the form of a bead, a powder or a pellet, or a sheet or a film containing a polyvinyl acetal resin. In these cases, since the polyvinyl acetal resin does not have to be dissolved in the nonaqueous electrolyte, the viscosity of the nonaqueous electrolyte is not increased, and the injection into the laminate becomes easy, and thus an electrochemical device can be easily obtained. Also in this case, it is preferable to make the acid amount of a nonaqueous electrolyte liquid into the said range.

또한, 음극의 음극 활물질층의 표면, 세퍼레이터의 양면 또는 일면, 또는 양극의 양극 활물질층의 표면에, 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 피복층을 형성해도 좋다. 이것에 의하더라도, 본 발명의 전기화학소자의 제조를 간편화할 수 있다. 피복층은, 공지의 방법에 따라, 예를 들면, 폴리비닐아세탈 수지를 유기용제에 용해 또는 분산시킨 용액 또는 슬러리, 혹은 본 발명의 니스를, 피복층을 형성하려고 하는 면에 도포하고, 가열 등에 의해 유기용매를 제거하는 것에 의해 형성할 수 있다. 여기에서 사용하는 유기용제로서는, 음극 활물질 또는 양극 활물질을 부식시키지 않고, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물을 균일하게 용해 또는 분산시킬 수 있는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, N-메틸피로리디논, 디메틸포름아미드, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지를 용사(溶射)하는 방법, 폴리비닐아세탈 수지를 스퍼터하는 방법, 폴리비닐아세탈 수지를 압착하는 방법 등도 들 수 있다. 더욱이, 활물질층을 형성하기 위한 결착제의 일부 또는 전부로서 폴리비닐아세탈 수지를 이용하고, 음극 활물질층 중에, 폴리비닐아세탈 수지를 포함시켜도 좋다.Moreover, you may form the coating layer containing polyvinyl acetal resin on the surface of the negative electrode active material layer of a negative electrode, the both surfaces or one surface of a separator, or the surface of the positive electrode active material layer of a positive electrode. Even by this, manufacture of the electrochemical element of this invention can be simplified. The coating layer is coated with a solution or slurry in which a polyvinyl acetal resin is dissolved or dispersed in an organic solvent, or the varnish of the present invention is applied to the surface on which the coating layer is to be formed, for example, by heating or the like according to a known method. It can form by removing a solvent. As an organic solvent used here, the well-known thing which can disperse | distribute or disperse | distribute the acid-modified substance of polyvinyl acetal resin uniformly can be used, without corroding a negative electrode active material or a positive electrode active material, For example, propylene carbonate and ethylene Carbonate, N-methylpyrrolidinone, dimethylformamide, gamma -butyrolactone, and the like. Moreover, the method of thermally spraying polyvinyl acetal resin, the method of sputtering polyvinyl acetal resin, the method of crimping polyvinyl acetal resin, etc. are mentioned. Moreover, you may use polyvinyl acetal resin as a part or all part of the binder for forming an active material layer, and may contain polyvinyl acetal resin in a negative electrode active material layer.

음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체 중에 폴리비닐아세탈 수지를 존재시키는 경우, 폴리비닐아세탈 수지의 사용량은, 전기화학소자의 내용적과 공공율(空孔率), 비수전해액의 액량 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 폴리비닐아세탈 수지의 사용량이 지나치게 적으면 접착력이 약해지고, 지나치게 많으면 비수전해액 중에서의 이온 이동을 저해하는 경우가 있다.When polyvinyl acetal resin is present in a laminate composed of a negative electrode, a separator, and a positive electrode, the amount of polyvinyl acetal resin to be used is appropriately selected depending on the volume and porosity of the electrochemical device, the liquid amount of the non-aqueous electrolyte, and the like. Can be. When the amount of the polyvinyl acetal resin used is too small, the adhesive strength is weakened, and when too large, the ion migration in the nonaqueous electrolyte may be inhibited.

음극의 음극 활물질층의 표면에, 폴리비닐아세탈 수지의 피복층을 형성하는 경우에는, 음극 활물질층의 표면에서 부차적으로 일어나는 비수전해액의 전기 분해가 억제되어, 그 결과, 음극으로의 초회 충방전시의 충방전 효율이 향상하고, 전기화학소자를 대용량화할 수 있는 효과도 얻어진다. 그 이유는 충분히 분명하지는 않지만, 음극 활물질층의 표면으로의 비수용매 분자의 확산이 억제되거나, 또는 초기 충전시에 음극 활물질층 표면에 형성되는 보호층이 안정화되는 것에 의한 것이라 추측된다. 이 효과는, 음극 활물질층의 충전 밀도를 높인 후에, 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 피복층을 형성하는 것에 의해, 더욱 현저해진다. 충전 밀도를 높이는 방법으로서는, 예를 들면, 음극을 가압 프레스 하는 방법, 음극 활물질의 입도분포를 최밀충전할 수 있는 것으로 선택하는 방법, 도금법 또는 CVD법에 의해 음극 활물질층을 형성하는데 있어서, 음극 활물질의 형성 속도, 공급 속도 등을 제어해서 충전 밀도를 높이는 방법 등을 들 수 있다. 음극 활물질층에 있어서 충전 밀도의 지표에는, 예를 들면, 공공율이 사용되어진다. 공공율이 낮을 수록, 충전 밀도는 높아진다. 본 발명에서는, 음극 활물질층의 공공율이 0.05~0.95, 바람직하게는 0.1~0.9, 더욱 바람직하게는 0.1~0.5로 되도록 충전 밀도를 높이면 좋다. 또, 비수전해액의 전기 분해를 억제하는 것을 우선하는 경우, 폴리비닐아세탈 수지의 사용량은, 음극 활물질층의 표면적 1㎡당 0.5~20mg, 바람직하게는 1~5mg이다.When the coating layer of polyvinyl acetal resin is formed on the surface of the negative electrode active material layer of the negative electrode, electrolysis of the nonaqueous electrolyte which occurs on the surface of the negative electrode active material layer is suppressed, and as a result, the first charge and discharge to the negative electrode The charging and discharging efficiency is improved, and the effect of increasing the capacity of the electrochemical device is also obtained. Although the reason is not clear enough, it is presumed that the diffusion of the non-aqueous solvent molecules to the surface of the negative electrode active material layer is suppressed or the protective layer formed on the surface of the negative electrode active material layer at the time of initial charging is stabilized. This effect becomes further remarkable by forming the coating layer containing polyvinyl acetal resin after raising the packing density of a negative electrode active material layer. As a method for increasing the packing density, for example, a method of press-pressing the negative electrode, a method of selecting the particle size distribution of the negative electrode active material to be the most capable of filling, forming a negative electrode active material layer by a plating method or a CVD method, the negative electrode active material And a method of increasing the packing density by controlling the formation rate, the feed rate, and the like. For example, the porosity is used as an index of the packing density in the negative electrode active material layer. The lower the porosity, the higher the packing density. In the present invention, the packing density may be increased so that the porosity of the negative electrode active material layer is 0.05 to 0.95, preferably 0.1 to 0.9, and more preferably 0.1 to 0.5. Moreover, when giving priority to suppressing electrolysis of a nonaqueous electrolyte, the usage-amount of polyvinyl acetal resin is 0.5-20 mg per 1 m <2> of surface area of a negative electrode active material layer, Preferably it is 1-5 mg.

또, 본 발명에 있어서의 공공율은, 고형물의 부피를 V1, 상기 고형물의 무게를 진밀도에서 뺀 부피를 VO로 했을 때, (V1-VO)/V1에서 구해지는 값이다.In addition, the porosity in this invention is a value calculated | required by (V1-VO) / V1 when the volume which subtracted the volume of solid and V1 and the volume which subtracted the weight of the said solid is VO.

2) 충전에 의해 폴리비닐아세탈 수지를 가교시키는 공정2) Process of Crosslinking Polyvinyl Acetal Resin by Filling

본 발명의 전기화학소자는, 전술과 같이 적층체에 비수전해액을 주입한 후, 전기화학소자를 밀폐하고, 초기 충전공정 및, 전기화학소자의 특성 안정화, 불량판정 등을 목적으로 한 에이징 공정에 제공한다.The electrochemical device of the present invention, after the non-aqueous electrolyte is injected into the laminate as described above, the electrochemical device is sealed, and in the aging step for the purpose of initial charging and stabilizing the characteristics of the electrochemical device, poor determination, etc. to provide.

비수전해액이 적층체에 주입된 상태에서는, 폴리비닐아세탈 수지는 비수전해액에 용해 또는 팽윤한 상태로 존재하고 있어, 전극과 세퍼레이터는 접착하지 않고 있다. 초기 충전공정에서 통전을 받는 것에 의해, 폴리비닐아세탈 수지가 가교되어, 전극과 세퍼레이터를 접착한다. 이 때, 본 발명의 비수전해액이 산을 생성하는 화합물을 포함하는 경우에는, 폴리비닐아세탈 수지의 가교는 보다 원활하게 진행하고, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성 및 가교가 일어난다.In the state in which the nonaqueous electrolyte is injected into the laminate, the polyvinyl acetal resin is present in the state dissolved or swelled in the nonaqueous electrolyte, and the electrode and the separator do not adhere. By energizing in an initial stage of charging, a polyvinyl acetal resin crosslinks and adhere | attaches an electrode and a separator. At this time, when the nonaqueous electrolyte of the present invention contains a compound that generates an acid, crosslinking of the polyvinyl acetal resin proceeds more smoothly, and acid modification and crosslinking of the polyvinyl acetal resin occur.

폴리비닐아세탈 수지의 가교를 행하기 위해서는, 충전공정에 있어서, 전기화학소자의 양극에, 리튬의 용해 석출 전지에 대하여 3V 이상, 바람직하게는 3.8V 이상의 전위가 걸리도록 충전하면 좋다. 통전에 있어서 전기량은 특별히 제한되지 않지만, 폴리비닐아세탈 수지에 대하여, 1kg당 100쿨롱 이상의 전해 산화 반응이 일어나도록 적당히 선택하면 좋다.In order to bridge | crosslink polyvinyl acetal resin, in the charging process, it is good to charge the positive electrode of an electrochemical element so that the electric potential of 3 V or more, preferably 3.8 V or more may be applied with respect to the lithium precipitated battery. The amount of electricity is not particularly limited in the energization. However, the amount of electricity may be appropriately selected so that an electrolytic oxidation reaction of 100 coulombs or more per kg may occur with respect to the polyvinyl acetal resin.

비수전해액이 산을 생성하는 화합물을 함유하는 경우, 초기 충전공정 및 에이징 공정에서, 전기화학소자를 가온해도 좋다. 전기화학소자의 가온에 의해, 산의 발생이 촉진되어, 폴리비닐아세탈 수지의 가교가 보다 원활하게 진행한다. 이 때의 가온은, 전기화학소자를 열화시키지 않는 범위에서 실시된다. 구체적인 가온 조건으로서는, 예를 들면, 45℃에서 0.5~30일(바람직하게는 1-7일), 60℃에서 1시간~7일(바람직하게는 5시간~3일) 등을 들 수 있다.When the nonaqueous electrolyte contains a compound that generates an acid, the electrochemical device may be heated in the initial filling step and the aging step. The heating of the electrochemical device promotes the generation of acid, and the crosslinking of the polyvinyl acetal resin proceeds more smoothly. Heating at this time is performed in the range which does not deteriorate an electrochemical element. As specific heating conditions, 0.5-30 days (preferably 1-7 days) at 45 degreeC, 1 hour-7 days (preferably 5 hours-3 days) at 60 degreeC are mentioned, for example.

또, 전기화학소자 내에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 가교물은, 가교에 의해 비수용매에 불용화하고, 예컨대 여과 혹은 원심분리 등의 간단한 분리 수단에 의해 비수용매와 분리할 수 있는 상태로 존재하거나, 또는, 비수용매에 불용이지만 비수용매중에 거의 균일하게 분산되어 비수용매를 겔화시켜서 존재하는 경우가 있다. 폴리비닐아세탈 수지가, 전기화학소자 내에 있어서 가교하고 있는지 여부는, 음극, 세퍼레이터 및 양극으로 이루어지는 적층체의 접착 강도의 향상 등으로부터 2차적으로 확인할 수 있다.In the electrochemical device, the crosslinked product of the polyvinyl acetal resin is insolubilized in the nonaqueous solvent by crosslinking, and exists in a state that can be separated from the nonaqueous solvent by simple separation means such as filtration or centrifugation. Or, it is insoluble in the nonaqueous solvent, but may be dispersed almost uniformly in the nonaqueous solvent and present by gelling the nonaqueous solvent. Whether or not the polyvinyl acetal resin is crosslinked in the electrochemical device can be confirmed secondarily from the improvement of the adhesive strength of the laminate composed of the negative electrode, the separator, and the positive electrode.

상기 적층체의 접착 강도를 향상시키기 위해서는, 폴리비닐아세탈 수지의 가교물이 음극과 세퍼레이터와의 계면, 및 양극과 세퍼레이터와의 계면에 선택적으로 존재하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 채용할 경우, 상기 가교물도 포함시킨 비수전해액의 양을 W1(g), 여과에 의해 상기 가교물을 분리 제거한 후의 여과량을 W2(g)로 한 경우, W2를 W1로 나눈 백분률값(W2/W1×100)이 20% 이상인 것이 바람직하고, 40% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 60% 이상인 것이 특히 바람직하다. 이 백분률값의 상한은, 비수전해액에 있어서의 산변성물의 함유량에 의해 결정된다. 폴리비닐아세탈 수지의 가교물을, 음극과 세퍼레이터와의 계면 및 양극과 세퍼레이터와의 계면에 가능한 한 많이 존재시키기 위해서는, 전극 표면에서 폴리비닐아세탈 수지를 전해 산화된 후에 신속하게 가교시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전기화학소자를 충전후에, 즉시, 전기화학소자의 특성이 저하하지 않는 범위에서 가능한 한 높은 온도에서 가온하면 좋다. 가온하는 온도는, 40℃~90℃, 바람직하게는 50℃~60℃로 하는 것이 바람직하다. 가온하는 시간은, 전지특성에의 영향을 감안해서 결정하면 좋다.In order to improve the adhesive strength of the laminate, it is preferable that the crosslinked product of the polyvinyl acetal resin is selectively present at the interface between the negative electrode and the separator and at the interface between the positive electrode and the separator. When adopting such a structure, W1 (g) is the amount of the nonaqueous electrolyte solution containing the crosslinked product, and when the filtration amount after separation and removal of the crosslinked product is W2 (g), W2 is divided by W1. It is preferable that a rate value (W2 / W1 * 100) is 20% or more, It is more preferable that it is 40% or more, It is especially preferable that it is 60% or more. The upper limit of this percentage value is determined by the content of the acid-modified substance in the nonaqueous electrolyte. In order to have as many crosslinked products of the polyvinyl acetal resin as possible at the interface between the negative electrode and the separator and at the interface between the positive electrode and the separator, it is preferable to crosslink the polyvinyl acetal resin quickly after the electrolytic oxidation on the electrode surface. For example, after the electrochemical device is charged, the electrochemical device may be immediately heated at a temperature as high as possible in a range where the characteristics of the electrochemical device do not decrease. The temperature to heat is 40 degreeC-90 degreeC, It is preferable to set it as 50 degreeC-60 degreeC preferably. The heating time may be determined in consideration of the influence on the battery characteristics.

[리튬 전지][Lithium battery]

본 발명 전기화학소자의 1형태로서, 리튬 전지를 들 수 있다. 리튬 전지는, 음극, 양극 및 세퍼레이터를 포함하는 적층체에 비수전해액을 주입한 전지로서, 음극과 세퍼레이터 및/또는 양극과 세퍼레이터가 폴리비닐아세탈 수지의 가교물에 의해 접착된다. 비수전해액은, 전해질로서 리튬염을 포함하고, 또한 음극이 리튬 금속 혹 리튬을 흡장 및/또는 방출할 수 있는 음극 활물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.One embodiment of the electrochemical device of the present invention includes a lithium battery. A lithium battery is a battery in which a nonaqueous electrolyte is injected into a laminate including a negative electrode, a positive electrode, and a separator, and the negative electrode and the separator, and / or the positive electrode and the separator are bonded by a crosslinked product of polyvinyl acetal resin. The nonaqueous electrolyte is characterized in that it contains a lithium salt as an electrolyte, and the negative electrode contains a negative electrode active material capable of occluding and / or releasing lithium metal or lithium.

음극은, 음극 활물질과 음극 집전체를 포함해서 구성된다. 음극 활물질로서는, 리튬 금속 혹 리튬을 흡장 및/또는 방출할 수 있는 공지의 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들면, 리튬, 리튬 함유 합금, 리튬과의 합금화가 가능한 실리콘, 실리콘 합금, 주석, 주석 합금, 리튬을 흡장 방출할 수 있는 산화 주석, 산화 실리콘, 리튬을 흡장 방출할 수 있는 전이금속 산화물, 리튬을 흡장 방출할 수 있는 전이금속 질소화물, 리튬을 흡장 방출할 수 있는 탄소재료 등을 들 수 있다. 이들의 음극 활물질은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 음극 집전체로서는, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 구리, 니켈, 스테인레스강 등을 들 수 있다.The negative electrode is configured to include a negative electrode active material and a negative electrode current collector. As the negative electrode active material, a known compound capable of occluding and / or discharging lithium metal or lithium can be used. For example, silicon, a silicon alloy, tin, or a tin alloy capable of alloying with lithium, a lithium-containing alloy, or lithium can be used. And tin oxides that can occlude and release lithium, silicon oxide, transition metal oxides that can occlude and release lithium, transition metal nitrides that occlude and release lithium, and carbon materials that can occlude and release lithium. have. These negative electrode active materials can use 1 type (s) or 2 or more types. As a negative electrode current collector, what is commercially available in this field can be used, For example, copper, nickel, stainless steel, etc. are mentioned.

음극은, 예를 들면, 음극 활물질과 폴리불화비닐리덴, 카르복시메틸셀룰로오스, 라텍스, 가교성 고분자 재료 등의 결착제와 균일하게 혼합하고, 이 혼합물을 음극 집전체상 도포해서 건조시켜, 바람직하게는 음극 활물질의 충전 밀도를 높이기 위한 프레스를 행하는 것에 의해 작성할 수 있다. 음극 중에서도, 전술과 같이, 음극 활물질층에 있어서의 음극 활물질의 충전 밀도를 높인 후에, 음극 활물질층의 표면에 폴리비닐아세탈 수지를 포함하는 피복층을 설치한 것이 바람직하다.The negative electrode is uniformly mixed with a negative electrode active material and a binder such as polyvinylidene fluoride, carboxymethyl cellulose, latex, a crosslinkable polymer material and the like, and the mixture is applied onto a negative electrode current collector and dried, preferably It can prepare by performing the press for increasing the packing density of a negative electrode active material. Among the negative electrodes, as described above, after increasing the packing density of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer, it is preferable to provide a coating layer containing polyvinyl acetal resin on the surface of the negative electrode active material layer.

양극은, 양극 활물질과 양극 집전체를 포함해서 구성된다. 양극 활물질로서는, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, FeS2, MoS2, TiS2, MnO2, V2O5 등의 전이금속 산화물 또는 전이금속 황화물, LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNixCo(1-x)O2, LiNixCoyMn(1-x-y)O2 등의 리튬과 전이금속으로 이루어지는 복합 산화물, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리아센, 디메르캅토티아디아졸/폴리아닐린 복합체 등의 도전성 고분자재료, 불소화 탄소, 활성탄 등의 탄소재료 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 리튬의 용해 석출 전위에 대하여 3V 이상, 바람직하게는 3.8V 이상의 기전력을 발생시킬 수 있는 활물질이 바람직하고, 리튬과 전이금속으로 이루어지는 복합 산화물이 특히 바람직하다. 양극 활물질은 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 양극 활물질이 리튬의 용해 석출 전위에 대하여 3V 이상의 기전력을 나타내면, 폴리비닐아세탈 수지가 충분히 전해 산화를 받게 되고, 폴리비닐아세탈 수지의 가교가 진행하기 쉬워진다. 양극 집전체로서는, 이 분야에서 상용되는 것을 사용할 수 있다.The positive electrode includes a positive electrode active material and a positive electrode current collector. As the positive electrode active material, those commonly used in this field can be used. For example, transition metal oxides or transition metal sulfides such as FeS 2 , MoS 2 , TiS 2 , MnO 2 , V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMnO 2 , Composite oxides consisting of lithium and transition metals such as LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi x Co (1-x) O 2 , LiNi x Co y Mn (1-xy) O 2 , polyaniline, polythiophene, polypyrrole, Conductive polymer materials such as polyacetylene, polyacene, and dimercaptothiadiazole / polyaniline composite, and carbon materials such as fluorinated carbon and activated carbon. Among these, an active material capable of generating an electromotive force of 3 V or more, preferably 3.8 V or more with respect to the dissolution precipitation potential of lithium is preferable, and a composite oxide composed of lithium and a transition metal is particularly preferable. A positive electrode active material can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. When the positive electrode active material exhibits an electromotive force of 3 V or more relative to the dissolution precipitation potential of lithium, the polyvinyl acetal resin is sufficiently subjected to electrolytic oxidation, and the crosslinking of the polyvinyl acetal resin easily proceeds. As the positive electrode current collector, one commonly used in this field can be used.

양극은, 예를 들면, 양극 활물질과 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 가교성 고분자 재료등의 결착제를 균일하게 혼합하고, 이 혼합물을 양극 집전체에 도포해서 건조시켜, 바람직하게는 양극 활물질의 충전 밀도를 높이기 위해서 프레스를 행하는 것에 의해 작성할 수 있다. 양극 활물질과 함께, 카본블랙, 아몰퍼스 위스커, 흑연 등의 도전조제를 이용할 수도 있다.The positive electrode is a mixture of a positive electrode active material and a binder such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a crosslinkable polymer material, and the like, and the mixture is applied to the positive electrode current collector and dried, preferably It can produce by pressing in order to raise the packing density of a positive electrode active material. Along with the positive electrode active material, conductive aids such as carbon black, amorphous whiskers and graphite may be used.

세퍼레이터로서는, 본 발명의 전기화학소자의 페이지에 나타낸 세퍼레이터와 동일한 것을 사용할 수 있다.As a separator, the same thing as the separator shown on the page of the electrochemical element of this invention can be used.

리튬 전지용 비수전해액은, 전해질인 리튬염 및 폴리비닐아세탈 수지 니스를 함유한다.The nonaqueous electrolyte solution for lithium batteries contains lithium salt and polyvinyl acetal resin varnish as electrolytes.

리튬염으로서는, 리튬 전지용 전해질로서 상용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, Li2SiF6, LiOSO2CkF(2k+1)(k=1~8의 정수), LiPFn(CkF(2k+1))(6-n)(n=1~5, k=1~8의 정수), LiC(SO2R5)(SO2R6)(SO2R7), LiN(SO2OR8)(SO2OR9), LiN(SO2R10)(SO2R11)(R7~R13은 동일 또는 다른 탄소수 1~8의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다) 등의 리튬염을 들 수 있다. 이들 중에서도, LiPF6, LiBF4, LiN(SO2R10)(SO2R11)(R10 및 R11은 상기와 동일) 등이 바람직하고, LiPF6, LiBF4 등이 특히 바람직하다. 이들의 리튬염은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 리튬염의 비수전해액 중에서의 함유량은 0.1~3몰/리터, 바람직하게는 0.5~2몰/리터이다.As the lithium salt, those commonly used as electrolytes for lithium batteries can be used. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F (2k + 1) (k = Integer from 1 to 8), LiPF n (C k F (2k + 1) ) (6-n) (n = 1 to 5, integer from k = 1 to 8), LiC (SO 2 R 5 ) (SO 2 R 6 ) (SO 2 R 7 ), LiN (SO 2 OR 8 ) (SO 2 OR 9 ), LiN (SO 2 R 10 ) (SO 2 R 11 ) (R 7 ~ R 13 is the same or different carbon number 1 ~ Lithium salts, such as the perfluoroalkyl group of 8), etc. are mentioned. Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 R 10 ) (SO 2 R 11 ) (R 10 And R 11 are the same as described above, and LiPF 6 , LiBF 4 and the like are particularly preferable. These lithium salts can use 1 type (s) or 2 or more types. The content of the lithium salt in the nonaqueous electrolyte is 0.1 to 3 mol / liter, preferably 0.5 to 2 mol / liter.

폴리비닐아세탈 수지 니스는, 폴리비닐아세탈 수지를 탄산에스테르 용매에 용해시킨 것이다. 탄산에스테르 용매는, 전기 화학적 안전성(산화 환원 안전성), 화학적 안전성으로부터, 리튬 이차전지용 전해액의 용매에 가장 적합하고, 주용매로서 사용되고 있다.Polyvinyl acetal resin varnish dissolves polyvinyl acetal resin in the carbonate ester solvent. The carbonate ester solvent is most suitable for the solvent of the electrolyte solution for lithium secondary batteries from electrochemical safety (oxidation reduction stability) and chemical safety, and is used as a main solvent.

비수전해액에 사용하는 탄산에스테르에는 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르가 있다. 환상 탄산에스테르로서는, 예를 들면, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 트리플루오로에틸렌카보네이트 등의 환상 카보네이트를 들 수 있다. 사슬상 탄산에스테르로서는, 예를 들면, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸트리플루오로에틸카보네이트, 디트리플루오로에틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디부틸카보네이트, 메틸옥틸카보네이트 등의 사슬상 카보네이트를 들 수 있다. 리튬 전지용의 용매로서, 탄산에스테르 이외에, 카본산에스테르도 적합하고, 전해액에 함유시킬 수 있다. 카본산에스테르로서는, γ-부티로락톤 등의 환상 카본산에스테르, 아세트산메틸, 프로피온산메틸, 펜타플루오로프로필아세테이트, 트리플루오로아세트산메틸 등의 사슬상 카본산에스테르 등을 들 수 있다. 이상에 예시한 탄산에스테르류는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있지만, 얻어지는 전지의 부하 특성, 저온특성 등을 향상시키는 것을 고려하면, 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르를 병용하는 것이 바람직하다. 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르의 혼합 비율(환상 카보네이트:사슬상 카보네이트)은, 중량비로, 5:95~80:20, 바람직하게는 10:90~70:30, 더욱 바람직하게는 15:85~55:45이다. 이와 같은 비율로 하는 것에 의해, 비수전해액의 점도상승을 억제하면서, 전해질의 해리도를 높일 수 있으므로, 전지의 충방전 특성에 관한 비수전해액의 전도도를 높일 수 있고, 비수전해질의 용해도를 높은 상태로 유지할 수 있다. 그 결과, 상온 또는 저온에서의 전기 전도성이 우수한 비수전해액으로 할 수 있기 때문에, 상온으로부터 저온에서의 전지의 충방전 부하 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 용매 조성을 조정해서 용매의 인화점을 높이고, 전지의 안전성을 향상시키는 것을 고려하면, 환상 에스테르를 단독으로 사용하거나 또는 사슬상 에스테르의 혼합량을 비수용매 전량의 20중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우의 환상 에스테르로서는, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, γ-부티로락톤, 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 바람직하다. 사슬상 에스테르로서는 사슬상 카보네이트가 바람직하다.Carbonic acid ester used for a non-aqueous electrolyte includes cyclic carbonate ester and chain carbonate ester. As cyclic carbonate, cyclic carbonates, such as ethylene carbonate, a propylene carbonate, butylene carbonate, a fluoroethylene carbonate, a trifluoroethylene carbonate, are mentioned, for example. Examples of the chain carbonate include chain forms such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl trifluoroethyl carbonate, ditrifluoroethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate and methyl octyl carbonate. Carbonates. As a solvent for a lithium battery, in addition to carbonate ester, carbonate ester is also suitable and can be contained in electrolyte solution. Examples of the carboxylic acid esters include cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, and chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, methyl propionate, pentafluoropropyl acetate, and methyl trifluoroacetate. Although 1 type (s) or 2 or more types can be used for the carbonate ester illustrated above, in consideration of improving the load characteristic, low temperature characteristic, etc. of the battery obtained, it is preferable to use together a cyclic carbonate ester and a chain carbonate ester. The mixing ratio (cyclic carbonate: chain carbonate) of the cyclic carbonate and the chain carbonate is in a weight ratio of 5:95 to 80:20, preferably 10:90 to 70:30, and more preferably 15:85 55:45. By setting it as such a ratio, since the dissociation degree of electrolyte can be improved, suppressing the viscosity rise of a nonaqueous electrolyte solution, the conductivity of the nonaqueous electrolyte solution regarding the charge / discharge characteristic of a battery can be raised, and the solubility of a nonaqueous electrolyte is kept high. Can be. As a result, the non-aqueous electrolyte having excellent electrical conductivity at room temperature or low temperature can be used, so that the charge / discharge load characteristics of the battery from room temperature to low temperature can be improved. In addition, in consideration of adjusting the solvent composition to increase the flash point of the solvent and improving the safety of the battery, it is preferable to use cyclic ester alone or to make the mixed amount of the chain ester be 20% by weight or less of the total amount of the nonaqueous solvent. As cyclic ester in this case, ethylene carbonate, propylene carbonate, (gamma) -butyrolactone, 2 or more types of these mixtures, etc. are preferable. As the chain ester, chain carbonate is preferable.

또한, 전술한 에스테르류와 함께, 비닐기를 갖는 환상 카보네이트류를 병용해도 좋다. 이것에 의해, 음극상에서의 비수전해액의 환원 분해 반응이 억제되어, 전지의 고온 보존 특성, 사이클 충방전 특성 등이 더욱 향상한다. 비닐기를 갖는 환상 카보네이트류로서는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 비닐렌카보네이트, 메틸비닐렌카보네이트, 에틸비닐렌카보네이트, 프로필비닐렌카보네이트, 페닐비닐렌카보네이트, 디메틸비닐렌카보네이트, 디에틸비닐렌카보네이트, 디프로필비닐렌카보네이트, 디페닐비닐렌카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 4,5-디비닐에틸렌카보네이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 비닐에틸렌카보네이트, 디비닐에틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트 등이 바람직하고, 비닐렌카보네이트가 특히 바람직하다. 비닐기를 갖는 환상 카보네이트류는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 2종 이상을 병용하는 경우의 조합으로서는, 비닐렌카보네이트와 비닐에틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트와 디비닐에틸렌카보네이트 등이 바람직하다. 비닐기를 갖는 환상 카보네이트류의 함유량은, 비수전해액 전량의 0.1~10중량%, 바람직하게는 0.5~5중량%이다.Moreover, you may use together cyclic carbonate which has a vinyl group together with ester mentioned above. As a result, the reduction decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte on the negative electrode is suppressed, and the high temperature storage characteristics, cycle charge and discharge characteristics, and the like of the battery are further improved. As the cyclic carbonates having a vinyl group, known ones can be used. For example, vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, ethylvinylene carbonate, propylvinylene carbonate, phenylvinylene carbonate, dimethylvinylene carbonate, diethyl vinyl Ethylene carbonate, dipropyl vinylene carbonate, diphenyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate and the like. Among these, vinyl ethylene carbonate, divinyl ethylene carbonate, vinylene carbonate and the like are preferable, and vinylene carbonate is particularly preferable. The cyclic carbonates having a vinyl group can be used alone or in combination of two or more. As a combination in the case of using 2 or more types together, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, vinylene carbonate, divinyl ethylene carbonate, etc. are preferable. Content of cyclic carbonate which has a vinyl group is 0.1-10 weight% of the nonaqueous electrolyte whole quantity, Preferably it is 0.5-5 weight%.

리튬 전지용 비수전해액은, 그 특성을 손상하지 않는 범위에서, 상기 이외의 용매, 첨가제 등을 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면, 에테르류, 아미드류, 카바메이트류, 우레아류, 인산 에스테르류, 방향족 탄화수소류, 불소화 에테르류 등을 들 수 있다.The nonaqueous electrolyte solution for lithium batteries may contain solvents, additives, and the like other than those described above in a range that does not impair the characteristics thereof. For example, ethers, amides, carbamates, urea, phosphate esters, aromatic hydrocarbons, fluorinated ethers, etc. are mentioned.

본 발명의 리튬 전지는, 전술의 리튬 전지용 음극, 세퍼레이터 및 양극 및 전해질로서 리튬염을 포함하는 본 발명의 비수전해액을 이용하고, 전술의 방법에 따라서 제조할 수 있다.The lithium battery of the present invention can be produced according to the above-described method using the nonaqueous electrolyte of the present invention containing lithium salt as the above-described negative electrode, separator, positive electrode, and electrolyte for a lithium battery.

여기에서 사용되는 비수전해액으로서는, 상기의 폴리비닐아세탈 수지 니스에, 리튬염(전해질) 및 물과의 반응에 의해 산을 생성하는 화합물인 할로겐 원자를 갖는 루이스산 및/또는 루이스산염을 첨가한 것이 바람직하다. 리튬염으로서는, 리튬 전지용 비수전해액으로 이용되는 것과 동종의 것을, 동일한 함유량으로 사용할 수 있다. 폴리비닐아세탈 수지 니스로서도 전술한 것을 사용할 수 있고, 그 중에서도 폴리비닐포르말 수지의 산변성물 니스가 바람직하다. 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액에 있어서의 함유량은, 비수전해액 전량의 3.5중량% 이하, 바람직하게는 0.3~3.5중량%, 더욱 바람직하게는 0.5~2.5중량%이다. 이 범위의 함유량으로 하는 것에 의해, 충방전 부하 특성으로의 영향을 극소하게 해서, 형상 유지성이 우수한 리튬 전지를 얻을 수 있다.As the non-aqueous electrolyte used herein, to the polyvinyl acetal resin varnish, Lewis acid and / or Lewis acid salt having a halogen atom which is a compound which generates an acid by reaction with lithium salt (electrolyte) and water is added. desirable. As a lithium salt, the thing similar to what is used by the nonaqueous electrolyte solution for lithium batteries can be used with the same content. The above-mentioned thing can also be used as a polyvinyl acetal resin varnish, and the acid-modified varnish of polyvinyl formal resin is especially preferable. The content in the nonaqueous electrolyte of the polyvinyl acetal resin is 3.5% by weight or less, preferably 0.3 to 3.5% by weight, more preferably 0.5 to 2.5% by weight of the total amount of the nonaqueous electrolyte. By setting it as content of this range, the influence on a charge / discharge load characteristic can be minimized, and the lithium battery excellent in shape retention can be obtained.

할로겐 원자를 갖는 루이스산 혹은 루이스산염으로서도 전술의 것을 사용할 수 있고, 그 중에서도 할로겐 원자가 불소원자인 것이 바람직하다. 예를 들면, 전해질염으로서의 기능도 더불어 가진 LiPF6 및 LiBF4가 바람직하다. 또한, 비수전해액 중에서의 가교속도를 높이기 위해서, 산발생 속도가 큰 루이스산, 루이스산염이 바람직하다. 그 중에서도, 취급의 용이함, 고순도품의 입수 용이함, 전해액으로의 안정성, 산발생 속도 등을 고려하면, SiFnR(4-n)(n=1~4, R은 유기기를 나타낸다)이 더욱 바람직하다. SiFnR(4-n)의 구체예로서는, 예를 들면, 트리메틸실릴플루오라이드, 트리페닐실릴플루오라이드, 디메틸실릴디플루오라이드, 디페닐실릴디플루오라이드, 메틸실릴트리플루오라이드, 페닐실릴트리플루오라이드 등을 들 수 있고, 트리메틸실릴플루오라이드가 특히 바람직하다. 또, SiFnR(4-n)를 이용할 경우에는, SiFnR(4-n)를 직접 비수전해액에 첨가하거나 또는 비수전해액 중에서 변화하여 SiFnR(4-n)를 생성하는 화합물을 첨가하면 좋다. 비수전해액 중에서 변화하여 SiFnR(4-n)로 되는 화합물로서는, 각종 실릴에스테르 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 인산실릴에스테르가 바람직하다. 인산실릴에스테르는, SiFnR(4-n)를 생성할 뿐만 아니라, 탈수제로서 작용하여, 폴리비닐아세탈 수지 니스를 포함하는 액을 겔화시키는 특성을 갖는다. 전지내의 전극 적층체로부터 비어져 나온 부분의 비수전해액 중에서는, 통전이 일어나지 않으므로, 산변성물의 가교가 일어나기 어렵지만, 인산실릴에스테르를 비수전해액에 첨가하면, 비수전해액이 잘 겔화하고, 액누설 방지 효과가 높아진다. 할로겐 원자를 함유하는 루이스산 혹은 루이스산염은 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 할로겐 원자를 갖는 루이스산 혹은 루이스산염의 함유량은, 비수전해액 전량의 0.01~10중량%, 바람직하게는 0.05~2중량%이다.The above-mentioned thing can also be used also as a Lewis acid or a Lewis acid salt which has a halogen atom, and it is preferable that a halogen atom is a fluorine atom especially. For example, LiPF 6 and LiBF 4 which also have a function as an electrolyte salt are preferable. Moreover, in order to raise the crosslinking speed in a nonaqueous electrolyte, Lewis acid and Lewis acid salt with a large acid generation rate are preferable. Among them, SiF n R (4-n) (n = 1 to 4, R represents an organic group) is more preferable in consideration of ease of handling, easy availability of high-purity products, stability in electrolyte solution, acid generation rate, and the like. . As specific examples of SiF n R (4-n) , for example, trimethylsilyl fluoride, triphenylsilyl fluoride, dimethylsilyl difluoride, diphenylsilyl difluoride, methylsilyl trifluoride, phenylsilyl trifluor Ride etc. are mentioned, and trimethylsilyl fluoride is especially preferable. In addition, when using SiF n R (4-n) , SiF n R (4-n) is added directly to the non - aqueous electrolyte, or a compound which changes in the non-aqueous electrolyte to produce SiF n R (4-n) is added. Do it. As the change from the non-aqueous electrolyte compounds as SiF n R (4-n) , but may include various silyl esters, among others, the silyl phosphate esters are preferred. Phosphoryl silyl ester not only produces SiF n R (4-n) , but also acts as a dehydrating agent and has a characteristic of gelling a liquid containing polyvinyl acetal resin varnish. In the nonaqueous electrolyte of the portion protruding from the electrode laminate in the battery, since no current flow occurs, crosslinking of the acid-modified product is unlikely to occur. However, when the phosphate silyl ester is added to the nonaqueous electrolyte, the nonaqueous electrolyte gels well and the liquid leakage prevention effect is achieved. Becomes higher. The Lewis acid or Lewis acid salt containing a halogen atom can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. The content of Lewis acid or Lewis acid salt having a halogen atom is 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 2% by weight of the total amount of the nonaqueous electrolyte.

본 발명의 리튬 전지는, 임의의 형상으로 할 수 있고, 예를 들면, 원통형, 코인형, 각형, 필름형 등으로 형성된다. 그러나, 전지의 기본구조는 형상에 관계없이 동일하여, 목적에 따라서 설계변경을 실시할 수 있다.The lithium battery of this invention can be made into arbitrary shapes, for example, is formed in cylindrical shape, coin shape, square shape, film shape, etc. However, the basic structure of the battery is the same regardless of the shape, and the design can be changed according to the purpose.

본 발명의 리튬 전지는, 종래의 리튬 전지와 동일한 용도로 사용할 수 있다. 예를 들면, 각종 민생용 전자기기류, 그 중에서도 특히, 휴대전화, 모바일, 랩탑식 퍼스널 컴퓨터, 카메라, 휴대용 비디오 레코더, 휴대용 CD플레이어, 휴대용MD플레이어 등을 들 수 있다.The lithium battery of this invention can be used for the same use as the conventional lithium battery. For example, various types of consumer electronic devices include, among others, cell phones, mobile phones, laptop personal computers, cameras, portable video recorders, portable CD players, portable MD players, and the like.

이하에 본 발명을 실시예 등으로 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 이하에 있어서, 「%」및 「부」는, 특별히 한정하지 않는 한, 「중량%」 및 「중량부」를 나타내는 것으로 한다. 또한 「V/V」는 부피비를 나타낸다.EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, "%" and "part" shall represent "weight%" and "weight part", unless there is particular limitation. In addition, "V / V" shows a volume ratio.

(합성예 1) [폴리비닐아세탈 수지의 합성예]Synthesis Example 1 Synthesis Example of Polyvinyl Acetal Resin

폴리아세트산비닐을 알칼리 비누화하여, 일부가 아세트산 에스테르화된 폴리비닐알코올 수지(비누화도 89%, 평균 중합도 800)를 얻었다. 이 폴리비닐알코올 25g, 50% 아세트산 수용액 200ml 및 10% 염산 40ml를 혼합한 후에, 포르말린(37% 포름알데히드 수용액) 100ml를 가하고, 30℃에서 5시간 반응했다. 반응 종료후에 반응액에 희(希)아세트산을 가해서 반응물을 석출시켜, 석출물을 여과하여 취하고, 수산화나트륨으로 중화, 수세하고 건조하여 폴리비닐포르말을 얻었다. 이 고형물을, JIS K6729 「폴리비닐포르말 시험방법」에 근거하여 조성비를 분석한 바, 비닐 포르말 단위(일반식 (1)에 있어서 R1=수소원자) 82.5%, 비닐알코올 단위(2) 5.9% 및 비닐아세테이트 단위(일반식 (3)에 있어서 R2=메틸기) 11.6%로 이루어지는 폴리비닐포르말 수지인 것이 확인되었다. 상기 폴리비닐포르말 수지에 있어서, 비닐알코올 단위(2)의 조성비로부터 환산한 히드록실기 농도는 1.34몰/kg이었다.Alkali saponification of polyvinyl acetate was carried out, and the polyvinyl alcohol resin (soap-degree 89%, average degree of polymerization 800) which the one part acetate-esterified was obtained. After mixing 25 g of this polyvinyl alcohol, 200 ml of 50% acetic acid aqueous solution and 40 ml of 10% hydrochloric acid, 100 ml of formalin (37% aqueous formaldehyde solution) was added and reacted at 30 ° C for 5 hours. After the reaction was completed, dilute acetic acid was added to the reaction solution to precipitate the reaction product. The precipitate was filtered off, neutralized with sodium hydroxide, washed with water and dried to obtain polyvinyl formal. The composition was analyzed on the basis of JIS K6729 "Polyvinyl Formal Test Method" and the composition ratio was 82.5% for vinyl formal units (R 1 = hydrogen atom in General Formula (1)) and vinyl alcohol unit (2). It was confirmed that it is a polyvinyl formal resin which consists of 5.9% and a vinyl acetate unit (R <2> = methyl group in General formula (3)) 11.6%. In the said polyvinyl formal resin, the hydroxyl group concentration converted from the composition ratio of the vinyl alcohol unit (2) was 1.34 mol / kg.

동일한 방법으로, 평균 중합도 800의 폴리비닐알코올 수지 대신에, 여러가지 분자량의 폴리비닐알코올 수지를 사용함으로써, 여러가지 분자량의 폴리비닐포르말 수지를 얻었다. 각각의 화학 조성은, 상술의 폴리비닐포르말 수지와 거의 동일했다.In the same manner, polyvinyl formal resins having various molecular weights were obtained by using polyvinyl alcohol resins having various molecular weights instead of polyvinyl alcohol resins having an average degree of polymerization of 800. Each chemical composition was almost the same as the above-mentioned polyvinyl formal resin.

또한, 동일한 방법으로, 포르말린 대신에, 아세트알데히드, 프로피온알데히드 또는 부틸알데히드를 사용하는 것에 의해, 폴리비닐아세트아세탈 수지, 폴리비닐프로피랄 수지 또는 폴리비닐부티랄 수지를 얻었다. 이들의 화학 조성은, 비닐아세탈 부분 72중량%, 비닐아세테이트 부분 16중량%, 비닐알코올 부분 12중량%이었다.In the same manner, polyvinylacetacetal resin, polyvinylpropyral resin or polyvinyl butyral resin was obtained by using acetaldehyde, propionaldehyde or butylaldehyde instead of formalin. These chemical compositions were 72 weight% of vinyl acetal parts, 16 weight% of vinyl acetate parts, and 12 weight% of vinyl alcohol parts.

(합성예 2) [폴리비닐아세탈 수지의 산변성예]Synthesis Example 2 Acid Modification Example of Polyvinyl Acetal Resin

합성예 1과 동일하게 하여 얻어진 폴리비닐포르말 수지(평균 중합도 800)를 에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트의 2:1(부피비) 혼합 용매 100ml에 5%의 농도로 용해하고, 황산 0.01%를 가하여, 45℃에서 144시간 가열처리(산변성처리)를 행하여, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 포함하는 용액을 얻었다.Polyvinyl formal resin (average degree of polymerization 800) obtained in the same manner as in Synthesis example 1 was dissolved in 100 ml of a 2: 1 (volume ratio) mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a concentration of 5%, 0.01% sulfuric acid was added, It heated at 45 degreeC for 144 hours (acid-modification treatment), and obtained the solution containing the acid-modified substance of polyvinyl formal resin.

폴리비닐아세탈 수지가 산변성을 받은 것은, 폴리비닐포르말 수지의 산변성 처리전과 후의, NMR스펙트로미터(상품명:JNM-A500(500MHz), 니뽄전자(주)제)에 의한 4.28ppm에 나타나는 프로톤 농도의 변화에 의해 확인했다. 측정에는 DMSO-d6을 용매로 하여, DMSO-d6을 시프트 기준(2.49ppm)으로 하고, 테트라클로로에탄을 내부표준으로 했다. 4.28ppm에 나타나는 프로톤의 농도는, 폴리비닐포르말 수지 1kg당, 산변성 처리 전은 0.3몰이었지만, 산변성 처리 후는 0.1몰이었다. 프로톤의 농도의 저하에 의해 폴리비닐포르말 수지가 산변성한 것을 확인했다.The polyvinyl acetal resin was acid-modified because the proton appears at 4.28 ppm by NMR spectrometer (trade name: JNM-A500 (500 MHz), manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd.) before and after acid-modification treatment of polyvinyl formal resin. It confirmed by the change of concentration. In the measurement, DMSO-d 6 was used as the solvent, DMSO-d 6 was used as the shift reference (2.49 ppm), and tetrachloroethane was used as the internal standard. The proton concentration at 4.28 ppm was 0.3 mol before the acid modification treatment per kg of polyvinyl formal resin, but was 0.1 mol after the acid modification treatment. It was confirmed that the polyvinyl formal resin was acid-modified by lowering the concentration of protons.

(시험예 1) [용매 조성과 폴리비닐아세탈 수지의 용해성과의 관계]Test Example 1 [Relationship between Solvent Composition and Solubility of Polyvinyl Acetal Resin]

합성예 1에서 얻어진 폴리비닐포르말 수지를 감압하 80℃에서 건조하고, 수분량 200ppm의 폴리비닐포르말 수지를 제작했다. 또한, 비수용매는, 환상 탄산에스테르로서, EC(에틸렌카보네이트) 또는 PC(프로필렌카보네이트), 사슬상 탄산에스테르로서 DMC(디메틸카보네이트), EMC(에틸메틸카보네이트), DEC(디에틸카보네이트)를 이용했다. 비수용매를 각각, 모리큘러 시브에서 건조를 행하고, 함유 수분량을 20ppm 이하로 조정했다. 상기에서 얻어진 폴리비닐포르말 수지와 비수용매를 비율을 적당히 변경해서 혼합하고, 45℃에서 10시간 교반하고, 폴리비닐포르말 수지 니스를 얻었다. 얻어진 니스의 용해성 및 니스 점도를 측정했다. 참고예로서, 폴리비닐포르말 수지 대신에, 합성예에서 얻어진 폴리비닐프로피랄, 폴리비닐아세토아세탈 및 폴리비닐부티랄을 각각 이용한 니스를 작성했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 표 중의 폴리아세탈 수지종의 항목에 있어서, 「H」는 폴리비닐포르말, 「P」는 폴리비닐프로피랄, 「A」는 폴리비닐아세토아세탈 및 「B」는 폴리비닐부티랄을 각각 나타낸다.The polyvinyl formal resin obtained by the synthesis example 1 was dried at 80 degreeC under reduced pressure, and the polyvinyl formal resin of 200 ppm of moisture content was produced. As the non-aqueous solvent, EC (ethylene carbonate) or PC (propylene carbonate) was used as the cyclic carbonate, and DMC (dimethyl carbonate), EMC (ethyl methyl carbonate), and DEC (diethyl carbonate) were used as the chain carbonate. The nonaqueous solvent was dried in a molecular sieve, respectively, and the content of water contained was adjusted to 20 ppm or less. The ratio of polyvinyl formal resin and the non-aqueous solvent obtained above was changed and mixed suitably, it stirred at 45 degreeC for 10 hours, and the polyvinyl formal resin varnish was obtained. The solubility and varnish viscosity of the obtained varnish were measured. As a reference example, instead of polyvinyl formal resin, varnish using the polyvinyl propyral, the polyvinyl acetoacetal, and the polyvinyl butyral which were obtained by the synthesis example was created, respectively. The results are shown in Table 1. In the item of the polyacetal resin species in the table, "H" is polyvinyl formal, "P" is polyvinyl propyral, "A" is polyvinyl acetoacetal and "B" is polyvinyl butyral, respectively.

또한, 용해성의 평가 기준은, ○;용해, △;일부 불용, ×;불용이다.In addition, the evaluation criteria of solubility are (circle); solubility, (triangle | delta); some insoluble, x; insoluble.

Figure 112007054223715-pct00005
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*1 용해하지 않은 불용물 있음.* 1 Insoluble matter that does not dissolve.

*2 일단은 용해하지만, 실온으로 냉각하면 폴리비닐포르말 수지가 석출한다.* 2 Once dissolved, polyvinyl formal resin precipitates when cooled to room temperature.

*3 측정안함.* 3 No measurement.

표 1로부터, 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르와의 혼합용제에서는, 용해성이 대폭 향상하는 것을 알 수 있다. 또한, 폴리비닐아세탈 수지 중 폴리비닐포르말 수지의 용해성이 우수하다는 것을 알 수 있다.From Table 1, it turns out that solubility improves significantly in the mixed solvent of cyclic carbonate and chain carbonate ester. Moreover, it turns out that the solubility of polyvinyl formal resin is excellent in polyvinyl acetal resin.

(시험예 2) [니스의 인화점의 측정]Test Example 2 [Measurement of Flash Point of Nice]

합성예 1에서 얻어진 폴리비닐포르말 수지(평균 중합도 800)를, 여러가지 비수용매에 용해하여 5중량%의 농도의 폴리비닐포르말 수지 니스를 조제했다. 이들 니스의 인화점을 택 밀폐식으로 측정하고, 표 2에 정리했다.The polyvinyl formal resin (average degree of polymerization 800) obtained by the synthesis example 1 was melt | dissolved in various nonaqueous solvents, and the polyvinyl formal resin varnish of the density | concentration of 5 weight% was prepared. Flash points of these varnishes were measured by tack closure and summarized in Table 2.

Figure 112007054223715-pct00006
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표 2로부터, 본 발명의 니스는 인화성이 낮고, 화재발생의 위험성이 상당히 적고, 안전성이 높은 것을 알 수 있다.From Table 2, it can be seen that the varnish of the present invention has low flammability, significantly less risk of fire, and high safety.

(시험예 3) [비수전해액의 겔화 시험]Test Example 3 [Gelation Test of Non-Aqueous Electrolyte]

합성예 1에서 얻어진 폴리비닐포르말 수지로 이루어지는 니스 또는 합성예 2에서 얻어진 폴리비닐포르말 수지의 산변성으로 이루어지는 니스를, 비수전해액 용매에 혼합하고, 탈수제를 더 혼합해서 비수전해액을 작성했다.The varnish consisting of the polyvinyl formal resin obtained in the synthesis example 1 or the acid denaturation of the polyvinyl formal resin obtained in the synthesis example 2 was mixed with the nonaqueous electrolyte solvent, the dehydrating agent was further mixed, and the nonaqueous electrolyte was prepared.

니스는, 폴리비닐포르말 수지 또는 그 산변성물의 농도가 10%로 되도록 비수용매에 혼합하고, 이하의 A~C의 니스를 얻었다. 니스A(본 발명품)는, 합성예 1의 폴리비닐포르말 수지를 EC와 MEC와의 1:1(부피비) 혼합 용매에 용해했다. 니스B(본 발명품)는, 합성예 2의 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 EC와 EMC와의 1:1(부피비) 혼합 용매에 용해했다. 니스C(비교품)는, 합성예 1의 폴리비닐포르말 수지를, 톨루엔과 부탄올과의 1:1(부피비) 혼합 용매에 용해했다.The varnish was mixed with a non-aqueous solvent such that the concentration of the polyvinyl formal resin or its acid modified substance was 10%, and varnishes of the following A to C were obtained. The varnish A (product of this invention) melt | dissolved the polyvinyl formal resin of the synthesis example 1 in 1: 1 (volume ratio) mixed solvent of EC and MEC. Varnish B (product of this invention) melt | dissolved the acid modified substance of the polyvinyl formal resin of the synthesis example 2 in 1: 1 (volume ratio) mixed solvent of EC and EMC. Varnish C (Comparative Product) dissolved the polyvinyl formal resin of Synthesis Example 1 in a 1: 1 (volume ratio) mixed solvent of toluene and butanol.

비수전해액 용매에는, 전기 2중층 캐패시터용(이하, 「캐패시터용」이라 한다.), 리튬 전지용(이하, 「리튬 전지용」이라 한다.)의 2종류를 이용했다.As the nonaqueous electrolyte solvent, two types of electric double layer capacitors (hereinafter referred to as "capacitors") and lithium batteries (hereinafter referred to as "lithium batteries") were used.

캐패시터용 비수전해액 용매로서는, 테트라부틸암모늄테트라플루오로보레이트를 1몰/리터의 비율로 포함하는 프로필렌카보네이트를 이용했다. 리튬 전지용의 비수전해액 용매로서는, 리튬헥사플루오로포스페이트를 1몰/리터의 비율로 포함하는, EC와 EMC와의 혼합용제(1:1 부피비)를 이용했다. 2종류의 비수전해액 용매의 함유 수분량은 어느 것이나 10ppm 이하로 조정했다.As the nonaqueous electrolyte solvent for the capacitor, propylene carbonate containing tetrabutylammonium tetrafluoroborate in a ratio of 1 mol / liter was used. As a nonaqueous electrolyte solvent for lithium batteries, a mixed solvent (1: 1 volume ratio) of EC and EMC containing lithium hexafluorophosphate at a ratio of 1 mol / liter was used. The water content of the two kinds of nonaqueous electrolyte solvents was adjusted to 10 ppm or less.

비수전해액 용매와 니스를, 4:1(중량비)의 비율로 혼합한 후에, 탈수제를 O.5중량% 가해서 실온에서 방치하고, 15분마다 겔화의 모양을 관찰했다. 탈수제는, 붕산트리부틸 또는 인산트리스트리메틸실릴을 이용했다. 결과를 표 3에 나타낸다.After mixing a nonaqueous electrolyte solvent and varnish in the ratio of 4: 1 (weight ratio), 0.5 weight% of dehydrating agents were added, it was left to stand at room temperature, and the appearance of gelation was observed every 15 minutes. Tributyl borate or tristrimethylsilyl phosphate was used as a dehydrating agent. The results are shown in Table 3.

Figure 112007054223715-pct00007
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표 3으로부터, 본 발명의 니스는, 탈수제와 병용하는 것에 의해, 비수전해액 용매를 겔화하는 작용을 나타내는 것을 알 수 있고, 전기 2중층 캐패시터나 리튬 전지의 액누설 방지 등에 유용한 것을 알 수 있다. 또한, 이 효과를 발휘시키기 위해서는, 니스중의 수분량을 적게 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.It can be seen from Table 3 that the varnish of the present invention exhibits the action of gelling the nonaqueous electrolyte solvent by being used in combination with a dehydrating agent, and it is found that the varnish of the present invention is useful for preventing leakage of an electric double layer capacitor or a lithium battery. Moreover, in order to exhibit this effect, it turns out that it is preferable to reduce the moisture content in a varnish.

(합성예 3)Synthesis Example 3

비닐포르말 단위(일반식 (1)에 있어서 R=수소원자), 비닐알코올 단위(2) 및 비닐 아세테이트 단위(일반식 (3)에 있어서 R2=메틸기)의 함유 비율이 다른 폴리비닐포르말 수지를 사용하는 것 이외에는, 합성예 2와 동일하게 하여, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 포함하는 용액을 얻었다. 얻어진 산변성물은, 표 4에 나타내는 물성을 갖고 있었다. 또한, 히드록실기의 함유량이 2.8몰/kg인 폴리비닐포르말 을 제거하여, 얻어진 3종의 산변성물에 있어서, 4.28ppm에 나타나는 프로톤의 농도는 모두 산처리에 의해 7할 이하로 감소되어 있었다.Polyvinyl formal with different content ratios of vinyl formal units (R = hydrogen atoms in formula (1)), vinyl alcohol units (2) and vinyl acetate units (R 2 = methyl groups in formula (3)) Except using resin, it carried out similarly to the synthesis example 2, and obtained the solution containing the acid modified substance of polyvinyl formal resin. The obtained acid modified substance had physical properties shown in Table 4. In addition, in the three kinds of acid-modified products obtained by removing polyvinyl formal having a hydroxyl group content of 2.8 mol / kg, all concentrations of protons at 4.28 ppm were reduced to 70% or less by acid treatment. there was.

(실시예 9 및 참고예 3)(Example 9 and Reference Example 3)

합성예 2 및 합성예 3에서 얻어진, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 포함하는 니스, 에틸렌카보네이트 및 에틸메틸카보네이트를 혼합해서 비수전해액을 얻었다. 비수전해액은, 에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트의 중량비가 2:3, LiPF6를 1몰/리터의 농도, 및 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 표 4에 나타내는 농도(c, %)로 조제했다. T1~T10이 본 발명의 비수전해액(실시예 9)이며, R1~R4가 참고예의 비수전해액이다.Varnish, ethylene carbonate, and ethyl methyl carbonate containing acid-modified products of polyvinyl formal resin obtained in Synthesis Example 2 and Synthesis Example 3 were mixed to obtain a nonaqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte was prepared at a concentration (c,%) in which the weight ratio of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate was 2: 3, LiPF 6 was 1 mol / liter, and the acid-modified product of the polyvinyl formal resin is shown in Table 4. did. T1-T10 are nonaqueous electrolytes (Example 9) of this invention, and R1-R4 are nonaqueous electrolytes of a reference example.

또, 비수전해액 T1~T6 및 R1~R2의 산변성물은 합성예 2에서 얻어진 것이며, T7~T10 및 R3~R4의 산변성물은 합성예 3에서 얻어진 것이다.In addition, acid modified products of nonaqueous electrolytes T1 to T6 and R1 to R2 were obtained in Synthesis Example 2, and acid modified products of T7 to T10 and R3 to R4 were obtained in Synthesis Example 3.

Figure 112007054223715-pct00008
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※4 불용물이 많고, 산출불가※ 4 There are many insoluble materials, and output is impossible

표 4에 나타내는 비수전해액 중 R4는, 산변성물이 비수용매에 균일하게 용해하지 않고 불용해물이 다량으로 남았다. 이것으로부터, 폴리비닐포르말 수지중의 히드록시기 함유량이 2mol/리터를 넘으면, 비수전해액으로의 첨가제로서는 적절하지 않다는 것을 알 수 있다. 다른 비수전해액은, 산변성물이 비수용매에 용해했다.Of the non-aqueous electrolyte as shown in Table 4 R 4 is not a non-aqueous acid-modified water homogeneously dissolved in the solvent left a large amount of the insoluble lysate. From this, it turns out that it is not suitable as an additive to a nonaqueous electrolyte solution when the hydroxyl group content in polyvinyl formal resin exceeds 2 mol / liter. In the other nonaqueous electrolyte, acid-modified substance was dissolved in the nonaqueous solvent.

(시험예 4)(Test Example 4)

T3의 비수전해액과 동일한 조성으로, 폴리비닐포르말 수지 대신에 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐프로피랄 수지 또는 폴리비닐부티랄 수지를 사용한 비수전해액을 조제했다. 각 수지의 비수용매로의 용해성 및 비수전해액을 25℃에서 보관했을 때의 안전성을 육안으로 관찰했다. 결과를 표 6에 나타낸다.In the same composition as the non-aqueous electrolyte of T3, a non-aqueous electrolyte using polyvinyl acetal resin, polyvinylpropyral resin or polyvinyl butyral resin was prepared in place of the polyvinyl formal resin. The solubility of each resin in the nonaqueous solvent and the safety when the nonaqueous electrolyte was stored at 25 ° C. were visually observed. The results are shown in Table 6.

비수전해액Non-aqueous electrolyte 수지의 용해성Solubility of Resin 비수전해액의 보존안정성Storage stability of nonaqueous electrolyte T3T3 균일하게 용해Evenly dissolve 30일 이상 액체상태를 유지Stay liquid for more than 30 days 폴리비닐아세탈 수지 함유Contains polyvinyl acetal resin 일부 불용물 있음Some insolubles 3일간 액체상태를 유지Keep liquid for 3 days 폴리비닐프로피랄 수지 함유Contains polyvinylpropyral resin 일부 불용물 있음Some insolubles 7일간 액체상태를 유지Keep liquid for 7 days 폴리비닐부티랄 수지 함유Contains polyvinyl butyral resin 일부 불용물 있음Some insolubles 7일간 액체상태를 유지Keep liquid for 7 days

표 5로부터, 폴리비닐포르말 수지를 이용한 비수전해액(T3)은 균일하게 전해액에 용해할 수 있고, 30일 이상 보존해도, 불용물 및 석출물이 없는 액체상태를 유지하고, 본 발명의 비수전해액에 사용하는데 최적이라는 것을 안다. 다른 폴리비닐아세탈액 수지를 이용한 비수전해액은, 경우에 따라서는 불용물의 제거 처리가 필요해서, 더욱이 비수전해액 조제후, 장기에 보존하지 않고, 즉시 전기화학소자에 주입하는 것이 좋다는 것이 분명하다.From Table 5, the non-aqueous electrolyte (T3) using the polyvinyl formal resin can be uniformly dissolved in the electrolytic solution, and even if stored for 30 days or more, the non-aqueous electrolyte of the present invention is maintained in a liquid state free from insoluble matter and precipitates. I know it's best to use. It is evident that the nonaqueous electrolyte solution using another polyvinyl acetal liquid resin needs to be insoluble in some cases, and furthermore, it is better to inject the nonaqueous electrolyte into the electrochemical device immediately after preparation of the nonaqueous electrolyte solution, without preserving it for a long time.

(실시예 10~19 및 참고예 4~8)(Examples 10-19 and Reference Examples 4-8)

1) 음극의 제작1) Fabrication of Cathode

메소카본마이크로비즈(상품명:MCMB10-28, 오사카가스(주)제) 74부, 천연흑연(상품명:LF18A, 나카고시흑연(주)제) 20부 및 폴리불화비닐리덴(PVDF, 결착제) 6부를 혼합하고, N-메틸피롤리디논 100부에 분산시키고, 음극 혼합제 슬러리를 조제했다. 이 음극 혼합제 슬러리를 두께 18㎛의 띠상 구리박제의 음극 집전체에 도포, 건조했다. 이것을 약 29.42×106Pa(300kg/㎠)의 압력에서 프레스하고, 음극을 작성했다. 이 음극에 있어서의 음극 활물질의 공공율은 0.3이었다.74 parts of mesocarbon microbeads (brand name: MCMB10-28, product made by Osaka Gas), 20 parts of natural graphite (brand name: LF18A, manufactured by Nakagoshi Graphite Co., Ltd.) and 6 parts of polyvinylidene fluoride (PVDF, binder) The mixture was dispersed and dispersed in 100 parts of N-methylpyrrolidinone to prepare a negative electrode mixture slurry. This negative electrode mixture slurry was applied to a negative electrode current collector of a strip-shaped copper foil having a thickness of 18 μm and dried. This was pressed at a pressure of about 29.42 × 10 6 Pa (300 kg / cm 2) to form a negative electrode. The porosity of the negative electrode active material in this negative electrode was 0.3.

2) 양극의 제작2) fabrication of anode

LiCoO2(상품명:HLC-22, 혼조FMc에너지시스템즈(주)제) 82부, 흑연(도전제) 7부 및 아세틸렌 블랙(도전제) 3부 및 폴리불화비닐리덴(PVDF, 결착제) 8부를 혼합하고, N-메틸피롤리돈 80부에 분산시키고, LiCoO2 혼합제 슬러리를 조제했다. 이 LiCoO2 합제 슬러리를 두께 20㎛의 알루미늄박(양극 집전체)에 도포, 건조했다. 이것을, 약 9.8×107Pa(1000kg/㎠)의 압력에서 프레스하여, 양극을 작성했다. 이 양극에 있어서의 양극 활물질의 공공율은 0.25이었다.82 parts of LiCoO 2 (brand name: HLC-22, manufactured by Honjo FMc Energy Systems Co., Ltd.), 7 parts of graphite (conductive agent), 3 parts of acetylene black (conductive agent) and 8 parts of polyvinylidene fluoride (PVDF, binder) mixed, N- methylpyrrolidone were dispersed in 80 parts, to prepare a LiCoO 2 mixture slurry. This LiCoO 2 mixture slurry was applied and dried on an aluminum foil (anode current collector) having a thickness of 20 μm. This was pressed at a pressure of about 9.8 × 10 7 Pa (1000 kg / cm 2) to form a positive electrode. The porosity of the positive electrode active material in this positive electrode was 0.25.

3) 코인형 전지의 제작3) Production of coin type battery

음극으로는, 상기 1)에서 얻어진 음극을 지름 14mm의 원상으로 꿰뚫어서 이용했다. 이 음극은, 음극 합제의 두께가 80㎛, 중량이 20mg/14mmφ이었다.As a negative electrode, the negative electrode obtained in said 1) was penetrated into the circular shape of 14 mm in diameter, and was used. This negative electrode had a thickness of the negative electrode mixture of 80 μm and a weight of 20 mg / 14 mmφ.

양극으로는, 상기 2)에서 얻어진 양극을 지름 13.5mm의 원상으로 꿰뚫어서 이용했다. 이 LiCoO2 전극은, LiCoO2 합제의 두께가 70㎛, 중량이 42mg/13.5mmφ이었다.As the positive electrode, the positive electrode obtained in the above 2) was used through a circular shape having a diameter of 13.5 mm. The LiCoO 2 electrode had a thickness of 70 μm and a weight of 42 mg / 13.5 mmφ in the LiCoO 2 mixture.

2032사이즈의 스테인레스강제 전지관 내의 음극관면에, 음극 집전체가 접하도록 음극(직경 14㎜)을 배치하고, 더욱이 미세다공성 폴리프로필렌 필름으로 이루어지는 세퍼레이터(두께 25㎛, 직경 16㎜) 및 양극(직경 13.5㎜)을 순차 적층했다. 그 후, 세퍼레이터와 음극 및 세퍼레이터와 양극의 사이에, 실시예 9의 10종의 본 발명 비수전해액(T1~T10) 또는 참고예 3의 4종의 비수전해액(R1~R4) 0.25ml를 주입하고, 알루미늄제의 판(두께 1.2mm, 직경 16mm) 및 용수철을 수납했다. 최후에, 폴리프로필렌제의 개스킷을 통과하여, 전지관 뚜껑을 장착하는 것에 의해, 전지내의 기밀성을 유지하고, 직경 20mm, 높이 3.2mm의 코인형 리튬이온 이차전지를 제작했다.A negative electrode (diameter of 14 mm) is disposed on the negative electrode tube surface in a stainless steel battery tube of size 2032, and a separator (25 μm thick, 16 mm diameter) and a positive electrode (diameter) made of a microporous polypropylene film are further disposed. 13.5 mm) were laminated one by one. Thereafter, between the separator and the negative electrode and the separator and the positive electrode, 0.25 ml of the ten kinds of the present invention nonaqueous electrolytes (T1 to T10) of Example 9 or four kinds of the nonaqueous electrolytes (R1 to R4) of Reference Example 3 were injected and An aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were accommodated. Finally, a gas-tight lid in the battery was maintained by passing through a polypropylene gasket to manufacture a coin-type lithium ion secondary battery having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm.

4) 원통형 이차전지의 제작4) Fabrication of cylindrical secondary battery

우선, 음극을 다음과 같이 제작하였다. 메소카본마이크로비즈(상품명:MCMB10-28, 오사카가스(주)제) 70부, 천연흑연(상품명:LF18A, 나카고시흑연(주)제) 20부와, 결착제로서 폴리불화비닐리덴을 10부를 혼합하여, 음극 합제를 조제하고, 더욱이 이것을 N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜, 슬러리상으로 했다. 그리고, 이 슬러리를 음극 집전체인 두께 10㎛의 띠상 구리박의 양면에 균일하게 도포하고, 건조후 롤 프레스기로 압축 성형하여, 음극을 제작했다.First, a negative electrode was produced as follows. 70 parts of mesocarbon microbeads (brand name: MCMB10-28, product made by Osaka Gas Co., Ltd.), 20 parts of natural graphite (brand name: LF18A, manufactured by Nakagoshi Graphite Co., Ltd.), and 10 parts of polyvinylidene fluoride as a binder The negative electrode mixture was prepared, and this was further dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a slurry. And this slurry was apply | coated uniformly to both surfaces of the 10-micrometer-thick strip | belt-shaped copper foil which is a negative electrode electrical power collector, and was compression-molded by the roll press after drying, and the negative electrode was produced.

다음에, 양극을 다음과 같이 제작했다. LiCoO2(상품명:HLC-22, 혼조FMC에너지 시스템즈(주)제)를 91부와, 도전제로서 그래파이트를 6부와, 결착제로서 폴리불화비닐리덴을 3부를 혼합하여 양극 합제를 조제하고, 더욱이 이것을 N-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 슬러리상으로 했다. 그리고, 이 슬러리를 양극 집전체인 두께 20㎛의 알루미늄박의 양면에 균일하게 도포하고, 건조후 롤 프레스기로 압축 성형하고, 양극을 제작했다.Next, the positive electrode was produced as follows. A positive electrode mixture was prepared by mixing 91 parts of LiCoO 2 (trade name: HLC-22, manufactured by Honjo FMC Energy Systems Co., Ltd.), 6 parts of graphite as a conductive agent, and 3 parts of polyvinylidene fluoride as a binder. Furthermore, this was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to make a slurry. And this slurry was apply | coated uniformly to both surfaces of the aluminum foil with a thickness of 20 micrometers which is a positive electrode electrical power collector, and was compression-molded by the roll press after drying, and the positive electrode was produced.

다음에, 두께 20㎛의 미세다공성 폴리프로필렌 필름으로 이루어지는 세퍼레이터를 통과하여, 음극과 양극을 순차 적층하고, 와권형(渦卷型)으로 다수회 권회하는 것에 의해 권회체를 제작했다. 이것을 니켈 도금을 실시한 철제의 전지관의 바닥부에 절연판을 삽입하고, 권회체를 수납했다. 그리고, 음극의 집전체를 취하기 위해서, 니켈제의 음극 리드의 일단을 음극에 압착하고, 다른 단을 전지관에 용접했다. 또한, 양극의 집전을 취하기 위해서, 알루미늄제의 양극 리드의 일단을 양극에 설치하고, 다른 단을 전지 내압에 따라 전류를 차단하는 전류차단용 박판을 통해서 전지뚜껑과 전기적으로 접속했다.Next, a wound body was produced by passing a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 20 µm, laminating the negative electrode and the positive electrode in sequence, and winding the wafer multiple times in a spiral winding. The insulation board was inserted in the bottom part of the iron battery tube which nickel-plated this, and the wound body was accommodated. Then, in order to take the current collector of the negative electrode, one end of the negative electrode lead made of nickel was pressed on the negative electrode, and the other end was welded to the battery tube. In order to collect the positive electrode, one end of an aluminum positive electrode lead was provided at the positive electrode, and the other end was electrically connected to the battery lid through a current blocking thin plate which cuts off the current in accordance with the battery breakdown voltage.

다음에, 실시예 9 중 5종의 본 발명 비수전해액(T1, T2, T3, T5, T6) 및 참고예 3 중 2종의 비수전해액(R1, R2) 4ml를 각각 상기 전지관 중에 주입하면서, 전지관내를 갑압하여 상압으로 되돌리는 조작을 반복하고, 전지관내에 전해액을 주입했다. 마지막으로, 아스팔트를 도포한 절연봉구 개스킷을 통해서 전지관을 감는 것에 의해 전지뚜껑을 고정하고, 지름 18㎜, 높이 65mm의 원통형 비수전해액 전지를 제작했다.Next, five non-aqueous electrolyte solutions of the present invention (T1, T2, T3, T5, T6) in Example 9 and 4 ml of the nonaqueous electrolyte solutions (R1, R2) in Reference Example 3 were respectively injected into the cell tube, The operation to pressurize the inside of the battery tube and return to normal pressure was repeated, and the electrolyte solution was injected into the battery tube. Finally, the battery lid was fixed by winding the battery tube through an insulating rod gasket coated with asphalt to produce a cylindrical nonaqueous electrolyte battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm.

5) 충전에 의한 가교5) Crosslinking by filling

상기 3)에서 얻은 실시예 10~19의 코인형 리튬 이온 이차전지에 대해 2mA에서, 및 상기 4)에서 얻어진 실시예 11~20의 원통형 리튬 이온 이차전지에 대해 0.2A의 전류에서 4.2V까지 충전을 행하고, 비수전해액 중에 포함되는 폴리비닐포르말 수지의 산변성물을 가교시켜, 본 발명의 코인형 및 원통형 리튬 이온 이차전지를 제조했다.2 mA for the coin-type lithium ion secondary batteries of Examples 10 to 19 obtained in 3) above, and 4.2 V at a current of 0.2 A for the cylindrical lithium ion secondary batteries of Examples 11-20 obtained in 4) above. The acid-modified product of the polyvinyl formal resin contained in the nonaqueous electrolyte was crosslinked to prepare a coin type and cylindrical lithium ion secondary battery of the present invention.

(시험예 5)(Test Example 5)

비수전해액으로서 실시예 9의 T5를 이용한 코인형 리튬 이차전지를 작성했다. 이것을, 2mA의 전류에서 0.5V, 3.8V 또는 4.0V까지 충전한 후, 실온(25℃) 또는 50℃에서 24시간 방치했다. 이 24시간 방치하는 것은 일반적인 전기화학소자의 제조방법에서는 에이징 공정에 상당한다. 그 후, 이 코인형 리튬 이차전지를 해체하고, 전극과 세퍼레이터와의 접착성을 조사했다. 결과를 표 6에 나타낸다.A coin-type lithium secondary battery using T5 of Example 9 was prepared as a nonaqueous electrolyte. After charging this to 0.5V, 3.8V, or 4.0V by the electric current of 2mA, it was left to stand at room temperature (25 degreeC) or 50 degreeC for 24 hours. This left to stand for 24 hours corresponds to the aging step in the general production method of electrochemical devices. Then, this coin-type lithium secondary battery was disassembled and the adhesiveness of an electrode and a separator was investigated. The results are shown in Table 6.

또한, 충전을 행하지 않고, 실온(25℃) 또는 50℃에서 24시간 방치한 코인형 리튬 이차전지에 대해서도, 동일하게, 전극과 세퍼레이터와의 접착성을 조사했다. 결과를 표 6에 나타낸다.Moreover, the coin-type lithium secondary battery left unattended at room temperature (25 degreeC) or 50 degreeC for 24 hours was examined similarly, the adhesiveness of an electrode and a separator was investigated. The results are shown in Table 6.

No.No. 충전전압Charging voltage 방치온도Neglect temperature 접착의 유무Presence or absence of adhesion 1One 충전하지 않음Do not charge 25℃25 ℃ 접착하지 않음Not glued 22 충전하지 않음Do not charge 50℃50 ℃ 접착하지 않음Not glued 33 0.5V0.5 V 25℃25 ℃ 접착하지 않음Not glued 44 0.5V0.5 V 50℃50 ℃ 접착하지 않음Not glued 55 3.8V3.8V 25℃25 ℃ 접착adhesion 66 3.8V3.8V 50℃50 ℃ 강하게 접착Strongly adhesive 77 4.0V4.0V 25℃25 ℃ 강하게 접착Strongly adhesive 88 4.0V4.0V 50℃50 ℃ 강하게 접착Strongly adhesive

표 6으로부터, 3.8V 또는 4.0V까지 충전을 행하는 것에 의해, T5의 비수전해액 중에 포함되는 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물이 가교하고, 전극(음극 및 양극)과 세퍼레이터가 접착하는 것이 분명하다. 더욱이, 3.8~4.0V까지 충전한 후, 50℃에서 에이징을 행하는 경우에는, 접착 강도가 더욱 높아지는 것도 분명하다. 이것에 대하여, 0.5V까지의 충전 또는 미충전에서는, 에이징 공정에서 가온해도, 산변성물의 가교가 일어나지 않고, 전극과 세퍼레이터가 완전히 접착하지 않는 것도 알 수 있다.From Table 6, by charging to 3.8V or 4.0V, it is clear that the acid modified substance of the polyvinyl acetal resin contained in the non-aqueous electrolyte of T5 crosslinks, and the electrode (cathode and anode) and a separator adhere. Moreover, when charging to 3.8-4.0V and then aging at 50 degreeC, it is also clear that adhesive strength becomes higher. On the other hand, in charging or not charging to 0.5V, even if it warms in an aging process, crosslinking of an acid modified substance does not occur and it turns out that an electrode and a separator do not adhere completely.

또, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물과, 상기 산변성물의 가교물과의 기기 분석적인 차이점은, 양자의 13C-고체NMR스펙트럼에 있어서 분명하게 되는 것이라고 추정한다. 구체적으로는 이하와 같이 행하였다. 전지를 해체하여 세퍼레이터 중 또는 세퍼레이터와 전극의 계면에 존재하는 겔상 물질을 수집하고, 시판의 테플론(등록상표)제의 밀폐 셀에 겔상 물질을 넣고, 7.5mm 샘플관에 밀폐 셀을 삽입했다. 그 샘플 관을 2000Hz에서 스피닝하고, 13C-고체NMR측정을 행하였다. 측정 장치는, Chemagnetics사제, CMX300 7.5mm 프로브를 사용했다. 측정 조건은, 공명 주파수 75.5578MHz에서 싱글 펄스법으로 행하고, 펄스는 1.7μs의 30° 펄스, 대역폭은 30kHz로 했다.In addition, it is estimated that the instrumental difference between the acid modified product of the polyvinyl formal resin and the crosslinked product of the acid modified product is evident in both 13 C-solid NMR spectrums. Specifically, it carried out as follows. The battery was disassembled, and the gel material present in the separator or at the interface between the separator and the electrode was collected. The gel material was placed in a commercially available Teflon (registered trademark) sealed cell, and the sealed cell was inserted into a 7.5 mm sample tube. The sample tube was spun at 2000 Hz and subjected to 13 C-solid NMR measurement. The measurement apparatus used the CMX300 7.5 mm probe manufactured by Chemagnetics. The measurement conditions were performed by the single-pulse method at the resonance frequency of 75.5578 MHz, the pulse was a 30-degree pulse of 1.7 µs and the bandwidth was 30 kHz.

이상의 방법으로 측정된 13C-고체NMR스펙트럼은, 가교물은 산변성물에 비하여, 70ppm 부근의 시그널이 감소하고, 90~110ppm 부근에 산변성물에는 없는 시그널이 관찰된다. 70ppm 부근의 시그널은 히드록실기가 결합한 탄소의 시그널인 것이라고 추정하고, 90~110ppm 부근의 시그널은 아세탈환의 2개의 산소에 결합한 탄소의 시그널인 것이라고 추정한다. 따라서, 70ppm 부근의 시그널이 감소하고, 또한 90~110ppm 부근에 원래의 산변성물에는 없는 시그널이 관찰되는 것은, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물 중의 히드록실기가 고분자쇄 말단에 생성한 알데히드기와 반응하여 새로운 아세탈환을 형성하고, 고분자쇄가 가교된 것을 나타내는 것이라고 추정할 수 있다.In the 13 C-solid NMR spectrum measured by the above method, the signal of the crosslinked product was reduced in the vicinity of 70 ppm, and the signal which was not present in the acid denatured substance was observed in the vicinity of 90 to 110 ppm, compared to the acid modified product. The signal near 70 ppm is assumed to be a signal of carbon bonded to a hydroxyl group, and the signal near 90 to 110 ppm is assumed to be a signal of carbon bonded to two oxygens of an acetal ring. Therefore, the signal around 70ppm decreases and the signal which does not exist in the original acidic modified product about 90-110ppm is observed that the hydroxyl group in the acidic modified product of the polyvinyl formal resin produced at the terminal of the polymer chain was observed. It can be assumed that it forms a new acetal ring and reacts with, indicating that the polymer chain is crosslinked.

(시험예 6)(Test Example 6)

전해액 T1~T3, T5, T6, R1 및 R2를 이용해서 각각 원통형 및 코인형의 리튬 이온 이차전지를 작성했다. 원통형 전지로의 비수전해액의 주액 가능량(g)을 조사했다.Cylindrical and coin-type lithium ion secondary batteries were prepared using electrolyte solutions T1 to T3, T5, T6, R1, and R2, respectively. The possible pouring amount (g) of the nonaqueous electrolyte to the cylindrical battery was investigated.

또한, 코인형 및 원통형의 전지에 대해, 10kHz의 임피던스를 측정하고, 하기식에 따라서 임피던스 변화율을 조사했다. 결과를 표 7에 나타낸다.In addition, the impedance of 10 kHz was measured about the coin type and cylindrical battery, and the impedance change rate was investigated according to the following formula. The results are shown in Table 7.

임피던스 변화율 = X/YImpedance Rate = X / Y

X : 각 전지의 임피던스X: impedance of each battery

Y :실시예 10의 비수전해액을 주액한 전지의 임피던스Y: Impedance of the battery in which the nonaqueous electrolyte solution of Example 10 was injected

Figure 112007054223715-pct00009
Figure 112007054223715-pct00009

표 7로부터, 실시예에서는, 전지로의 비수전해액의 주액성의 저하가 거의 없는 것에 대하여, 참고예에서는 비수전해액의 주액량이 저하하는 것을 안다.From Table 7, in Example, it turns out that the liquid injection amount of a nonaqueous electrolyte solution falls in the reference example, while the liquid-liquid fall of the nonaqueous electrolyte solution to a battery hardly falls.

또한 표 8로부터, 실시예에서는 10kHz의 임피던스의 변화율이 거의 없는 것에 대해서, 참고예에서는 현저하게 증가했다. 10kHz의 임피던스는, 전지중의 비수전해액 유래의 전기저항에 상당하여, 이 임피던스가 큰 것은 비수전해액의 전지로의 주입이 불충분하거나, 활물질중 혹은 활물질간의 세공중으로의 전해액의 침투가 불충분한 것을 나타낸다. 따라서, λ1/2×c가 1000 이상인 비수전해액은 전지로의 비수전해액의 주액성이 나쁘고, 특히 전극 활물질 등이 고충전되어 있는 원통형 전지에서는, 주액성의 저하가 현저했다.In addition, from Table 8, in the example, the change rate of the impedance of 10 kHz was hardly increased in the reference example. The impedance of 10 kHz corresponds to the electrical resistance derived from the nonaqueous electrolyte in the battery, and a large impedance indicates that the injection of the nonaqueous electrolyte into the battery is insufficient, or the penetration of the electrolyte into the pores in the active material or between the active materials is insufficient. . Therefore, the non-aqueous electrolyte having lambda 1 / 2xc of 1000 or more has poor liquid injection property of the non-aqueous electrolyte solution to the battery, and particularly, in the cylindrical battery in which the electrode active material or the like is highly charged, the drop in the liquid injection property was remarkable.

(시험예 7)(Test Example 7)

전해액 T1~T10 및 R1~R4를 이용해서 각각 코인형 리튬 이온 이차전지를 작성했다. 그들을, 4.2V로 충전하고, 0.5mA의 전류에서 3.0V까지 방전했다. 이때의 방전 용량을 「초회 방전 용량」으로 했다. 이 전지를 4.0V까지 충전하고 24시간 방치했다. 이 전지에 관해서, 하기에 나타내는 접착성 평가, 초기 충방전 특성평가 및 고온 보존후의 전지특성 평가를 행하였다. 결과를 표 8에 나타낸다.Coin-type lithium ion secondary batteries were created using electrolyte solutions T1-T10 and R1-R4, respectively. They were charged to 4.2V and discharged to 3.0V at a current of 0.5mA. The discharge capacity at this time was made into "initial discharge capacity." The battery was charged to 4.0V and left for 24 hours. About this battery, the adhesive evaluation shown below, initial charge / discharge characteristic evaluation, and battery characteristic evaluation after high temperature storage were performed. The results are shown in Table 8.

[접착성 평가][Adhesive Evaluation]

이들 전지를 해체하고, 전극과 세퍼레이터와 박리시켜 접착성을 조사하고, 하기의 기준에 따라서 평가했다.These batteries were dismantled, peeled off with an electrode and a separator, and the adhesiveness was investigated and evaluated according to the following criteria.

◎ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 강고하게 밀착하고, 박리 조작을 행하여도, 집전체와 활물질층과의 계면으로부터 박리하고, 세퍼레이터가 전극의 활물질층에 부착한 그대로였다.(Double-circle): The active material layer of a electrode and a separator were firmly in contact with each other, and even if peeling operation was carried out, it peeled from the interface of an electrical power collector and an active material layer, and the separator remained as it was attached to the active material layer of an electrode.

○ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 충분히 밀착하고 있었지만, 박리 조작을 행하면, 전극은 그 활물질층과 세퍼레이터와의 계면으로부터 박리했다.(Circle): Although the active material layer and separator of an electrode were fully in contact, when peeling operation, the electrode peeled from the interface of the active material layer and a separator.

△ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 밀착했지만, 박리 조작을 행하면, 전극은 용이하게 그 활물질층과 세퍼레이터와의 계면으로부터 박리했다.(Triangle | delta): Although the active material layer of a electrode and a separator were in close_contact | adherence, when peeling operation was carried out, an electrode peeled easily from the interface of the active material layer and a separator.

[초기 충방전 특성 평가][Initial charge / discharge characteristic evaluation]

전지를 4.2V에 충전한 후 10mA의 전류에서 3.0V까지 방전하고, 「10mA에서의 방전 용량」을 구했다. 계속해서, 4.2V로 충전한 후 5mA의 전류에서 3.0V까지 방전하고, 「5mA에서의 방전 용량」을 구했다. 「초회 방전 용량」에 대한 「10mA에서의 방전 용량」의 백분률을 「고부하 지표」로 하고, 「초회 방전 용량」에 대한 「5mA에서의 방전 용량」의 백분률을 「중부하 지표」로 하고, 비교해서 평가했다.After charging the battery to 4.2V, it discharged to 3.0V by the electric current of 10mA, and calculated | required "discharge capacity at 10mA." Subsequently, after charging to 4.2V, it discharged to 3.0V by the electric current of 5mA, and calculated | required "discharge capacity at 5mA." Let percentage of "discharge capacity at 10mA" with respect to "first discharge capacity" be made into "high load index", and percentage of "discharge capacity at 5mA" with respect to "first discharge capacity" be made into "heavy load index" Evaluated and compared.

[고온 보존후의 전지특성 평가][Evaluation of Battery Characteristics after High Temperature Storage]

이들 전지를 4.2V로 충전한 후에, 85℃에서 3일간 저장한 후, 다시, 「고부하 지표」와 「중부하 지표」를 구했다.After charging these batteries to 4.2V, after storing them for 3 days at 85 degreeC, the "high load index" and the "heavy load index" were calculated | required again.

Figure 112007054223715-pct00010
Figure 112007054223715-pct00010

이상으로부터, λ1/2×c가 100부터 1000인 비수전해액을 사용한 실시예10~19의 전지는 전극과 세퍼레이터가 접착하고, 또한, 전지특성도 우수하다.As mentioned above, in the battery of Examples 10-19 using the nonaqueous electrolyte whose (lambda) 1 / 2xc is 100-1000, an electrode and a separator adhere | attach, and it is excellent also in a battery characteristic.

이것에 대하여, λ1/2×c가 1000보다 큰 전해액을 사용한 참고예 4~6의 전지는 전극과 세퍼레이터는 접착하고 있지만, 전지특성이 저하하고 있다. λ1/2×c가 100부터 1000이지만, 폴리비닐포르말 수지의 산변성물에 있어서의 히드록실기의 농도가 2.0몰/kg 이상인 전해액을 사용한 참고예 7은, 전극과 세퍼레이터는 접착하지만, 전지특성이 저하하고 있다.On the other hand, although the electrode and the separator adhere to the battery of the reference examples 4-6 which used the electrolyte solution whose (lambda) 1 / 2xc is larger than 1000, battery characteristics are falling. Although λ 1/2 × c is from 100 to 1000, in Reference Example 7 using an electrolyte solution in which the concentration of the hydroxyl group in the acid-modified product of the polyvinyl formal resin is 2.0 mol / kg or more, the electrode and the separator are adhered. Battery characteristics are deteriorating.

(실시예 20~29 및 비교예 3)(Examples 20-29 and Comparative Example 3)

1) 비수전해액의 조제(실시예 21~30)1) Preparation of Non-Aqueous Electrolyte (Examples 21 to 30)

EC와 MEC를 2:3(중량비)의 비율로 혼합하고, 이 혼합 용매에, LiPF6(전해질) 및 비닐렌카보네이트를 용해했다. 이 전해액에, 폴리비닐포르말 수지를 EC:MEC=2:3(중량비)의 혼합 용매에 용해한 니스를 첨가해서 용해했다. 그 후에, 인산트리스트리메틸실릴을 첨가해서 본 발명의 비수전해액을 조제하고, 표 9에 나타냈다.EC and MEC were mixed in a ratio of 2: 3 (weight ratio), and LiPF 6 (electrolyte) and vinylene carbonate were dissolved in this mixed solvent. The varnish which melt | dissolved the polyvinyl formal resin in the mixed solvent of EC: MEC = 2: 3 (weight ratio) was added to this electrolyte solution, and it melt | dissolved. Thereafter, tristrimethylsilyl phosphate was added to prepare a nonaqueous electrolyte solution of the present invention, which is shown in Table 9.

LiPF6의 함유량은 1몰/리터, 비닐렌카보네이트의 함유량은 1%이다. 폴리비닐포르말 수지 및 인산트리스트리메틸실릴의 함유량은, 표 10에 기재한 바와 같다. 또, 이 비수전해액 중에는, 전해질의 LiPF6와 물을 반응시켜 생성한 불산이 0.01% 함유되어 있었다.The content of LiPF 6 is 1 mol / liter and the content of vinylene carbonate is 1%. Content of polyvinyl formal resin and tristrimethylsilyl phosphate is as Table 10 showing. In addition, the nonaqueous electrolyte contained 0.01% of hydrofluoric acid produced by reacting LiPF 6 and water in the electrolyte.

인산트리스트리메틸실릴은, 트리메틸실릴플루오라이드를 비수전해액 중에 생성시키기 위한 화합물로서 사용하고 있고, 트리메틸실릴플루오라이드는 산 발생 속도가 큰 루이스산이다.Tristrimethylsilyl phosphate is used as a compound for producing trimethylsilyl fluoride in a nonaqueous electrolyte, and trimethylsilyl fluoride is Lewis acid having a high acid generating rate.

Figure 112007054223715-pct00011
Figure 112007054223715-pct00011

2) 비수전해액의 조제(비교예 3)2) Preparation of nonaqueous electrolyte (comparative example 3)

EC와 MEC를, 2:3(중량비)의 비율로 혼합하고, 이 혼합 용매에, LiPF6(전해질), 비닐렌카보네이트, 트리메티롤프로판에톡실레이트아크릴레이트(EO/OH=14/3, 알드리치사제) 및 라디컬 중합개시제(상품명:파부틸(등록상표) PV, 니뽄유지(주)제)를 순차 첨가해서 용해하고, 비교예의 비수전해액을 조제했다.EC and MEC are mixed in a ratio of 2: 3 (weight ratio), and in this mixed solvent, LiPF 6 (electrolyte), vinylene carbonate, trimetholpropane ethoxylate acrylate (EO / OH = 14/3, Aldrich Co., Ltd.) and a radical polymerization initiator (brand name: Pabutyl (trademark) PV, Nippon Oil Holding Co., Ltd. product) were added and dissolved sequentially, and the nonaqueous electrolyte solution of the comparative example was prepared.

LiPF6 및 비닐렌카보네이트의 함유량은 1몰/리터, 비닐렌카보네이트의 함유량은 1%이다. 트리메티롤프로판에톡실레이트아크릴레이트의 함유량은 5%이다. 라디컬 중합개시제는 3000ppm 첨가했다. 여기에서, 트리메티롤프로판에톡실레이트아크릴레이트는, 겔형 고분자 전해질용 매크로 모노머이다. 라디컬 중합개시제는, 상기 매크로 모노머를 겔화시키기 위한 첨가제이다.The content of LiPF 6 and vinylene carbonate is 1 mol / liter, and the content of vinylene carbonate is 1%. The content of trimetholpropane ethoxylate acrylate is 5%. The radical polymerization initiator was added 3000 ppm. Here, trimethylolpropane ethoxylate acrylate is a macromonomer for a gel polymer electrolyte. A radical polymerization initiator is an additive for gelatinizing the said macromonomer.

3) 음극의 제작3) Fabrication of Cathode

상기 (실시예 10~20 및 참고예 4~8)과 동일하게 하여 음극을 작성했다.A negative electrode was produced in the same manner as in the above (Examples 10 to 20 and Reference Examples 4 to 8).

4) 양극의 제작4) Fabrication of Anode

상기 (실시예 10~20 및 참고예 4~8)과 동일하게 하여 양극을 작성했다.A positive electrode was produced in the same manner as in the above (Examples 10 to 20 and Reference Examples 4 to 8).

<코인형 전지의 제작><Production of coin type battery>

음극으로는, 상술의 음극을 지름 14mm의 원반상으로 꿰뚫어서 이용했다. 이 코인상 음극은, 음극 합제의 두께가 80㎛, 중량이 20mg/14mmφ이었다.As a negative electrode, the above-mentioned negative electrode was used through the disk shape of diameter 14mm. This coin-like negative electrode had a thickness of the negative electrode mixture of 80 μm and a weight of 20 mg / 14 mmφ.

양극으로는, 상술의 양극을 지름 13.5mm의 원반상으로 꿰뚫어서 이용했다. 이 코인상 LiCoO2 전극은, LiCoO2 합제의 두께가 70㎛, 중량이 42mg/13.5mmφ이었다.As an anode, the above-mentioned anode was used through the disk shape of diameter 13.5mm. This coin-shaped LiCoO 2 electrode had a thickness of 70 µm and a weight of 42 mg / 13.5 mm phi of the LiCoO 2 mixture.

2032사이즈의 스테인레스제 전지관내에, 직경 14mm의 음극, 직경 16mm, 두께 25㎛의 미세다공성 폴리프로필렌 필름제 세퍼레이터 및 직경 13.5mm의 양극을 이 순서로 적층했다. 그 후, 세퍼레이터에 상기에서 얻어진 비수전해액 0.04ml를 주입하고, 알루미늄제의 판(두께 1.2㎜, 직경 16㎜) 및 용수철을 수납했다. 마지막으로, 폴리프로필렌제 개스킷을 개재하여, 전지관 뚜껑을 견고하게 밀착시킴으로써, 전지내의 기밀성을 유지하고, 지름 20mm, 높이 3.2mm인, 실시예 20~29 및 비교예 3의 코인형 리튬 전지를 제작했다. 또, 비교예 3의 코인형 리튬 전지는, 60℃에서 5시간 더 가열하는 것에 의해, 비수전해액을 겔화시켜, 겔형 고분자 전해질을 생성시켰다.In a 2032 stainless battery tube, a negative electrode having a diameter of 14 mm, a diameter of 16 mm, a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, and a positive electrode having a diameter of 13.5 mm were stacked in this order. Thereafter, 0.04 ml of the nonaqueous electrolyte solution obtained above was injected into the separator, and an aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were accommodated. Finally, by tightly adhering the lid of the battery tube via a polypropylene gasket, the airtightness in the battery is maintained, and the coin-type lithium batteries of Examples 20 to 29 and Comparative Example 3, each having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm, are provided. Made. In the coin-type lithium battery of Comparative Example 3, the nonaqueous electrolyte was gelated by further heating at 60 ° C. for 5 hours to produce a gel polymer electrolyte.

(실시예 31)(Example 31)

1) 음극의 제작1) Fabrication of Cathode

실시예 20과 동일하게 하여 음극을 제작했다. 음극의 음극 활물질층의 표면에, 폴리비닐포르말 수지의 4% 프로필렌카보네이트 용액을 1㎠당 5mg(흑연 1g당 15mg)의 비율로 도포하여 건조하고, 폴리비닐포르말 피막을 형성했다.A negative electrode was produced in the same manner as in Example 20. On the surface of the negative electrode active material layer of the negative electrode, a 4% propylene carbonate solution of polyvinyl formal resin was applied at a rate of 5 mg per 1 cm 2 (15 mg per 1 g of graphite) and dried to form a polyvinyl formal film.

2) 양극의 제작2) fabrication of anode

실시예 20과 동일하게 하여 양극을 제작했다. 양극의 양극 활물질층의 표면에, 폴리비닐포르말 수지의 4% 프로필렌카보네이트 용액을 1㎠당 5mg(흑연 1g당 15mg)의 비율로 도포하여 건조하고, 폴리비닐포르말 피막을 형성했다.In the same manner as in Example 20, a positive electrode was produced. On the surface of the positive electrode active material layer of the positive electrode, a 4% propylene carbonate solution of polyvinyl formal resin was applied at a rate of 5 mg per 1 cm 2 (15 mg per 1 g of graphite) and dried to form a polyvinyl formal film.

3) 세퍼레이터의 작성3) Preparation of separator

미세다공성 폴리프로필렌 필름인 세퍼레이터의 표면에, 폴리비닐포르말 수지의 2% 프로필렌카보네이트 용액을 1㎠당 2mg의 비율로 도포하여 건조하고, 폴리비닐포르말 피막을 형성했다.On the surface of the separator which is a microporous polypropylene film, the 2% propylene carbonate solution of polyvinyl formal resin was apply | coated in the ratio of 2 mg per cm <2>, and it dried, and the polyvinyl formal film was formed.

4) 코인형 전지의 제작4) Production of coin type battery

음극으로는, 상술한 폴리비닐포르말 수지 피막을 형성한 음극을 지름 14mm의 원반상으로 꿰뚫어서 이용했다. 이 코인상 음극은, 음극 합제의 두께가 80㎛, 중량이 약 20mg/14mmφ이었다.As a negative electrode, the negative electrode in which the polyvinyl formal resin film mentioned above was formed was used through the disk shape of diameter 14mm. This coin-like negative electrode had a thickness of the negative electrode mixture of 80 μm and a weight of about 20 mg / 14 mmφ.

양극으로는, 상술한 폴리비닐포르말 수지 피막을 형성한 양극을 지름 13.5mm의 원반상으로 꿰뚫어서 이용했다. 코인상 LiCoO2전극은, LiCoO2 합제의 두께가 70㎛, 중량이 약 42mg/13.5mmφ이었다.As a positive electrode, the positive electrode in which the polyvinyl formal resin film mentioned above was formed was used through the disk shape of diameter 13.5mm. The coin-shaped LiCoO 2 electrode had a thickness of 70 μm and a weight of about 42 mg / 13.5 mmφ in the LiCoO 2 mixture.

세퍼레이터로는, 상술한 폴리비닐포르말 수지 피막을 형성한 두께 약 25㎛의 미세다공성 폴리프로필렌 필름을 직경 16mm으로 꿰뚫어서 이용했다.As a separator, the microporous polypropylene film of about 25 micrometers in thickness which formed the polyvinyl formal resin film mentioned above was used through 16 mm in diameter.

2032사이즈의 스테인레스제 전지관내에, 직경 14mm의 음극, 직경 16mm, 두께 25㎛의 미세다공성 폴리프로필렌 필름제 세퍼레이터 및 직경 13.5mm의 양극을 이 순서로 적층했다. 그 후, 세퍼레이터에 비수전해액 0.04ml를 주입하고, 알루미늄제의 판(두께 1.2mm, 직경 16mm) 및 용수철을 수납했다. 마지막으로, 전지내의 기밀성을 유지하기 위해서, 폴리프로필렌제의 개스킷을 개재하여, 전지관 뚜껑을 견고하게 밀착시켰다. 이것을 실온에서 12시간 방치하고, 실시예 30의 코인형 리튬 전지를 제작했다.In a 2032 stainless battery tube, a negative electrode having a diameter of 14 mm, a diameter of 16 mm, a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, and a positive electrode having a diameter of 13.5 mm were stacked in this order. Then, 0.04 ml of nonaqueous electrolyte was injected into the separator, and the aluminum plate (thickness 1.2mm, diameter 16mm) and the spring were accommodated. Finally, in order to maintain the airtightness in a battery, the lid of a battery tube was firmly stuck through the polypropylene gasket. This was left to stand at room temperature for 12 hours to produce a coin-type lithium battery of Example 30.

또, 비수전해액으로서는, EC와 MEC를 2:3(중량비)의 비율로 혼합하고, 이 혼합 용매에, LiPF6(전해질) 1몰/리터, 비닐렌카보네이트 1%의 함유량이 되도록 이들을 첨가하고, 용해시켰다.As the non-aqueous electrolyte, EC and MEC are mixed at a ratio of 2: 3 (weight ratio), and these are added to the mixed solvent so as to have a content of 1 mol / liter of LiPF 6 (electrolyte) and 1% of vinylene carbonate, Dissolved.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

비수전해액으로서 실시예 30에서 이용한 비수전해액을 사용하고, 실시예 20과 동일한 음극, 양극, 세퍼레이터를 이용하고, 실시예 20과 동일하게 하여 비교용의 코인형 리튬 전지를 제작했다.A comparative coin-type lithium battery was produced in the same manner as in Example 20 using the nonaqueous electrolyte used in Example 30 as the nonaqueous electrolyte and using the same negative electrode, positive electrode and separator as in Example 20.

(시험예 8)(Test Example 8)

<비수전해액의 점도 측정><Measurement of viscosity of nonaqueous electrolyte solution>

E형 점도계(쓰에기산업(주)제)를 사용하여, 실시예 20~29 및 비교예 4의 비수전해액에 관해서, 25℃의 점도를 측정했다.The viscosity of 25 degreeC was measured about the nonaqueous electrolyte of Examples 20-29 and Comparative Example 4 using the E-type viscosity meter (made by Suegi Industries Co., Ltd.).

<전지특성의 평가><Evaluation of Battery Characteristics>

실시예 20~29 및 비교예 3~4의 코인형 리튬 전지를, 우선 0.5mA의 전류에서 4.2V로 충전후 5mA의 정전류에서 전지의 전압이 3V로 될 때까지 방전했다(초기 충전). 이 때의 방전 용량을 「초기 용량」으로 했다. 또한, 충전 용량에 대한 초기 용량의 비율을 「초회 충방전 효율%)」로 했다. 다음에, 4.2V로 충전후 5mA의 정전류에서 전지의 전압이 3V로 될 때까지 방전하고, 이 때의 방전 용량을 「5mA 방전 용량」으로 했다. 또한, 초기 용량에 대한 5mA 방전 용량의 비율을 「5mA 방전 용량비(%)」로 했다. 측정은 25℃에서 행하였다. 다음에, 전지를 4.1V로 충전후 60℃에서 2일간 보존(에이징 보존이라 부른다)한 후에, 전지특성(5mA 방전 용량)을 측정하고, 5mA 방전 용량비(%)를 구했다. 계속해서, 4.2V로 충전후 85℃에서 3일간 보존(고온 보존이라 부른다)한 후에, 전지특성(5mA 방전 용량)을 측정하고, 5mA 방전 용량비(%)를 구했다. 초기 충전후의 전지특성과 비교하는 것에 의해 보존 특성을 평가했다. 또, 상술한 초기 충전 및 에이징 보존에 의해, 전지중에 충분히 산이 생성하고, 비수전해액중에 용해 또는 팽윤하고 있었던 폴리비닐포르말 수지가 산변성되어, 더욱이 가교되어, 비수전해액으로부터 분리하고, 전극과 세퍼레이터가 강하게 접착된다.The coin-type lithium batteries of Examples 20 to 29 and Comparative Examples 3 to 4 were first charged to 4.2 V at a current of 0.5 mA and then discharged until the voltage of the battery became 3 V at a constant current of 5 mA (initial charge). The discharge capacity at this time was made into "initial capacity." In addition, the ratio of the initial stage capacity | capacitance with respect to charging capacity was made into "the initial charge-discharge efficiency%). Next, the battery was discharged at a constant current of 5 mA until charging at 4.2 V until the voltage of the battery became 3 V, and the discharge capacity at this time was defined as “5 mA discharge capacity”. In addition, the ratio of 5 mA discharge capacity with respect to initial stage capacity was made into "5 mA discharge capacity ratio (%)." The measurement was performed at 25 degreeC. Next, after charging the battery to 4.1V and storing it for 2 days (referring to aging preservation) at 60 degreeC, the battery characteristic (5mA discharge capacity) was measured and 5mA discharge capacity ratio (%) was calculated | required. Subsequently, after charging at 4.2V for 3 days (referred to as high temperature storage) after charging to 4.2V, the battery characteristic (5mA discharge capacity) was measured, and 5mA discharge capacity ratio (%) was calculated | required. The storage characteristic was evaluated by comparing with the battery characteristic after initial stage charging. In addition, by the above-mentioned initial charge and aging preservation, the acid is sufficiently generated in the battery, and the polyvinyl formal resin dissolved or swelled in the nonaqueous electrolyte is acid-modified, further crosslinked, separated from the nonaqueous electrolyte, separated from the electrode and the separator. Is strongly bonded.

<전극과 세퍼레이터의 접착성의 확인><Checking the adhesion between the electrode and the separator>

전지를 에이징 보존 및 고온 보존 시험후에 해체하고, 전극과 세퍼레이터와 박리시켜 접착성을 조사하여, 하기의 기준에 따라서 평가했다.The battery was dismantled after the aging preservation and high temperature preservation tests, peeled off with the electrode and the separator, and examined for adhesiveness.

◎ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 강고하게 밀착하고, 박리 조작을 행하여도, 집전체와 활물질층과의 계면으로부터 박리하고, 세퍼레이터가 전극의 활물질층에 부착한 그대로였다.(Double-circle): The active material layer of a electrode and a separator were firmly in contact with each other, and even if peeling operation was carried out, it peeled from the interface of an electrical power collector and an active material layer, and the separator remained as it was attached to the active material layer of an electrode.

○ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 충분히 밀착하고 있었지만, 박리 조작을 행하면, 음극은 그 활물질층과 세퍼레이터와의 계면으로부터 박리했다.(Circle): Although the active material layer and separator of an electrode were fully in contact with each other, when a peeling operation was performed, the negative electrode peeled from the interface of the active material layer and a separator.

△ : 전극의 활물질층과 세퍼레이터는 밀착했지만, 박리 조작을 행하면, 음극은 용이하게 그 활물질층과 세퍼레이터와의 계면으로부터 박리했다.(Triangle | delta): Although the active material layer of a electrode and a separator were in close_contact | adherence, when a peeling operation was performed, the negative electrode peeled easily from the interface of the active material layer and a separator.

× : 양극, 음극과도 박리 조작에서 용이하게 활물질층과 세퍼레이터와의 계면으로부터 박리했다X: It peeled easily also from the interface of an active material layer and a separator by a peeling operation also with a positive electrode and a negative electrode.

×× : 밀착하지 않고 있었다.××: It was not in close contact.

결과를 표 10에 나타낸다.The results are shown in Table 10.

Figure 112007054223715-pct00012
Figure 112007054223715-pct00012

실시예의 리튬 전지는, 통상의 리튬 전지인 비교예 4와 동등한 전지특성을 나타내고, 또한, 전극과 세퍼레이터가 접착되어 있는 것을 알았다. 특히 양극과 세퍼레이터와의 접착성이 높아져 있었다.The lithium battery of the Example showed the battery characteristic equivalent to the comparative example 4 which is a normal lithium battery, and it turned out that an electrode and a separator are adhere | attached. In particular, the adhesion between the positive electrode and the separator was high.

실시예 20과 실시예 21~23의 비교에 의해, 인산트리스트리메틸실릴의 첨가에 의해, 전극과 세퍼레이터의 접착성을 더욱 높일 수 있는 것을 알았다. 특히 음극과 세퍼레이터와의 접착성이 높아져 있었다.By comparison of Example 20 and Examples 21-23, it turned out that the adhesiveness of an electrode and a separator can be improved further by addition of tristrimethylsilyl phosphate. In particular, the adhesion between the cathode and the separator was high.

실시예 23~24의 비교에 의해, 폴리비닐포르말 수지를 전해액에 2% 전후 첨가하는 것에 의해, 충분히 전극과 세퍼레이터의 접착성을 높일 수 있는 것을 알았다.By comparison of Examples 23-24, it turned out that the adhesiveness of an electrode and a separator can fully be improved by adding polyvinyl formal resin to 2% back and forth in electrolyte solution.

실시예 26~29의 비교에 의해, 폴리비닐포르말 수지의 중합도를 낮추면, 비수전해액의 점도를 낮출 수 있는 것을 알았다.By comparison of Examples 26-29, when the polymerization degree of polyvinyl formal resin was reduced, it turned out that the viscosity of a nonaqueous electrolyte solution can be reduced.

실시예 30과, 그 밖의 실시예 및 비교예와의 비교에 의해, 표면에 폴리비닐포르말 수지 피막을 미리 형성시킨 음극을 사용하면, 수지 피막을 형성시키지 않고 있는 음극을 사용한 경우에 비하여, 충방전 효율이 2% 정도 향상하고, 전지의 용량도 높아지는 것을 알았다. 또한, 전극과 세퍼레이터의 접착성도 향상하는 것을 알았다.In comparison with Example 30 and other examples and comparative examples, the use of a negative electrode in which a polyvinyl formal resin film was previously formed on the surface of the negative electrode was performed in comparison with the case where the negative electrode was not formed. It was found that the discharge efficiency improved by about 2% and the capacity of the battery also increased. Moreover, it turned out that the adhesiveness of an electrode and a separator also improves.

비교예 3으로부터, 종래의 겔 전해질에서는, 고분자 성분을 5%로 하여도 충분한 접착성을 얻을 수는 없었다.From Comparative Example 3, in the conventional gel electrolyte, even when the polymer component was 5%, sufficient adhesiveness could not be obtained.

이상으로부터, 본 발명에 의해, 형상 유지성이 우수하고, 충방전 부하 특성이 우수한 리튬 전지가 얻어지는 것이 분명하다.As mentioned above, it is clear by this invention that the lithium battery which is excellent in shape retention property and excellent in charge / discharge load characteristic is obtained.

본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다른 여러가지의 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 전술의 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하고, 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 더욱이, 특허청구의 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위내인 것이다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in all respects, and the scope of the present invention is shown in the claims, and is not limited to the specification text at all. Moreover, all the modifications and variations that fall within the scope of the claims are within the scope of the present invention.

Claims (25)

폴리비닐아세탈 수지가, 탄산에스테르로 이루어지는 비수용매에 용해해서 이루어지고, 상기 탄산에스테르가 환상 탄산에스테르와 사슬상 탄산에스테르와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The polyvinyl acetal resin is melt | dissolved in the non-aqueous solvent which consists of carbonate esters, and the said carbonate ester is a mixture of a cyclic carbonate ester and a chain carbonate ester, The polyvinyl acetal resin varnish characterized by the above-mentioned. 삭제delete 제 1항에 있어서, 함유 수분량이 200ppm 이하인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The varnish of polyvinyl acetal resin according to claim 1, wherein the moisture content is 200 ppm or less. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지가 폴리비닐포르말 수지인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The polyvinyl acetal resin varnish according to claim 1 or 3, wherein the polyvinyl acetal resin is a polyvinyl formal resin. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지가 산변성물인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The polyvinyl acetal resin varnish according to claim 1 or 3, wherein the polyvinyl acetal resin is an acid modified substance. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지가, 1H-NMR측정에서 DMSO-d6의 피크(2.49ppm)를 기준으로 하여 4.25~4.35ppm에 피크를 나타내는 프로톤의 함유량이 0.25몰/kg 이하인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The content of proton according to claim 1 or 3, wherein the polyvinyl acetal resin exhibits a peak at 4.25 to 4.35 ppm based on the peak (2.49 ppm) of DMSO-d 6 in 1 H-NMR measurement. Polyvinyl acetal resin varnish, characterized in that / kg or less. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 히드록실기 함유량이 0.1~2몰/kg인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The polyvinyl acetal resin varnish according to claim 1 or 3, wherein the hydroxyl group content of the polyvinyl acetal resin is 0.1 to 2 mol / kg. 제 1항 또는 제 3항에 기재된 폴리비닐아세탈 수지 니스를 함유하고, 유기용제를 겔화시키는 것을 특징으로 하는 겔화제.The gelling agent containing the polyvinyl acetal resin varnish of Claim 1 or 3, and gelatinizing an organic solvent. 전해질과 제 1항 또는 제 3항에 기재된 폴리비닐아세탈 수지 니스를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolyte comprising an electrolyte and the polyvinyl acetal resin varnish according to claim 1. 제 9항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 겔 침투 크로마토그래피 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량 λ와, 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액 중에서의 농도 c(중량%)가 다음 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 비수전해액.10. The polyvinyl acetal resin has the following relationship between the number average molecular weight? Of the polystyrene conversion and the concentration c (% by weight) in the nonaqueous electrolyte of the polyvinyl acetal resin. Non-aqueous electrolyte. 100 ≤ λ1/2 × c ≤ 1000100 ≤ λ 1/2 × c ≤ 1000 제 9항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 농도가, 비수전해액전체량의 0.3~3.5중량%인 것을 특징으로 하는 비수전해액.10. The nonaqueous electrolyte according to claim 9, wherein the polyvinyl acetal resin has a concentration of 0.3 to 3.5% by weight based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. 제 9항에 있어서, 비수전해액이 산을 생성하는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.10. The nonaqueous electrolyte according to claim 9, wherein the nonaqueous electrolyte contains a compound that generates an acid. 제 12항에 있어서, 산을 생성하는 화합물이, 하기 1)∼3)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비수전해액:The nonaqueous electrolyte solution according to claim 12, wherein the compound which produces an acid is selected from the following 1) to 3): 1)불소원자를 갖는 루이스산,1) Lewis acid with fluorine atom, 2)불소원자를 갖는 루이스산염, 및2) Lewis salts with fluorine atoms, and 3)불소원자를 갖는 루이스산 및 불소원자를 갖는 루이스산염.3) Lewis acids with fluorine atoms and Lewis salts with fluorine atoms. 음극, 세퍼레이터, 양극, 및 제9항의 비수전해액을 필수구성성분으로 포함하는 전기화학소자로서, 하기 1)∼3)으로부터 선택되는 전극과 세퍼레이터가 폴리비닐아세탈 수지의 가교물에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 전기화학소자:An electrochemical device comprising the negative electrode, the separator, the positive electrode, and the nonaqueous electrolyte solution of claim 9 as essential components, wherein the electrode and the separator selected from the following 1) to 3) are adhered by a crosslinked product of polyvinyl acetal resin. Electrochemical device: 1)음극,1) cathode, 2)양극, 및2) an anode, and 3)음극 및 양극.3) cathode and anode. 제 14항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 가교물이, 상기 가교물과 비수전해액과의 합계량에 대한 비율이, 3.5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.The electrochemical device according to claim 14, wherein the ratio of the crosslinked product of the polyvinyl acetal resin to the total amount of the crosslinked product and the nonaqueous electrolyte is 3.5% by weight or less. 제 14항에 있어서, 음극이 하기 1)∼9)로부터 선택되는 활물질을 포함하고,The negative electrode comprises an active material selected from the following 1) to 9), 양극이 리튬의 용해 석출 전위에 대하여 3V 이상의 기전력을 발생시킬 수 있는 활물질을 포함하고, 또한 비수전해액이 리튬염으로부터 선택되는 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자:An electrochemical device characterized in that the anode comprises an active material capable of generating an electromotive force of 3 V or more with respect to the dissolution precipitation potential of lithium, and the nonaqueous electrolyte contains an electrolyte selected from lithium salts: 1)리튬 금속을 흡장할 수 있는 활물질,1) an active material capable of occluding lithium metal, 2)리튬을 흡장할 수 있는 활물질,2) an active material capable of occluding lithium, 3)리튬 금속 및 리튬을 흡장할 수 있는 활물질,3) an active material capable of occluding lithium metal and lithium; 4)리튬 금속을 방출할 수 있는 활물질,4) an active material capable of releasing lithium metal, 5)리튬을 방출할 수 있는 활물질,5) an active material capable of releasing lithium, 6)리튬 금속 및 리튬을 방출할 수 있는 활물질,6) an active material capable of releasing lithium metal and lithium, 7)리튬 금속을 흡장 및 방출할 수 있는 활물질,7) an active material capable of occluding and releasing lithium metal, 8)리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 활물질, 및8) an active material capable of occluding and releasing lithium, and 9)리튬 금속 및 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 활물질.9) An active material capable of occluding and releasing lithium metal and lithium. 음극, 세퍼레이터 및 양극을 적층하고,Stacked cathode, separator and anode, 이 적층체에, 제 11항의 비수전해액을 함침시켜서 이루어지는 전기화학소자를 충전해서 폴리비닐아세탈 수지의 가교물을 생성시키고,The laminated body is filled with the electrochemical element formed by impregnating the nonaqueous electrolyte solution of Claim 11, and the crosslinked material of polyvinyl acetal resin is produced | generated, 상기 가교물에 의해 하기 1)∼3)으로부터 선택되는 전극과 세퍼레이터를 접착하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자의 제조방법:A method for producing an electrochemical device, comprising adhering an electrode and a separator selected from the following 1) to 3) by the crosslinked product: 1)음극,1) cathode, 2)양극, 및2) an anode, and 3)음극 및 양극.3) cathode and anode. 폴리비닐아세탈 수지 니스로서,As polyvinyl acetal resin varnish, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물이, 탄산에스테르로 이루어진 비수용매에 용해하여 이루어지고,The acid modified substance of polyvinyl acetal resin is melt | dissolved in the non-aqueous solvent which consists of carbonate esters, 탄산에스테르가, 환상 탄산에스테르와 쇄상 탄산에스테르와의 혼합물이고,Carbonate ester is a mixture of cyclic carbonate and linear carbonate ester, 함유 수분량이 200ppm 이하이고,Water content is 200ppm or less, 폴리비닐아세탈 수지가, 폴리비닐포르말 수지이고,Polyvinyl acetal resin is polyvinyl formal resin, 폴리비닐아세탈 수지에 있어서, 1H-NMR측정에서 DMSO-d6의 피크(2.49ppm)를 기준으로 하여 4.25~4.35ppm에 피크를 나타내는 프로톤의 함유량이 0.25몰/kg 이하이고, In the polyvinyl acetal resin, the content of protons exhibiting a peak at 4.25 to 4.45 ppm based on the peak of DMSO-d 6 (2.49 ppm) in 1 H-NMR measurement is 0.25 mol / kg or less, 폴리비닐아세탈 수지의 산변성물의 히드록실기 함유량이 0.1~2몰/kg인 것을 특징으로 하는 폴리비닐아세탈 수지 니스.The hydroxyl group content of the acid-modified product of polyvinyl acetal resin is 0.1-2 mol / kg, The polyvinyl acetal resin varnish. 제 18항에 기재된 폴리비닐아세탈 수지 니스를 함유하고, 유기용제를 겔화시키는 것을 특징으로 하는 겔화제.The gelling agent containing the polyvinyl acetal resin varnish of Claim 18, and gelatinizing an organic solvent. 전해질과 제 18항에 기재된 폴리비닐아세탈 수지 니스를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolyte comprising an electrolyte and the polyvinyl acetal resin varnish according to claim 18. 제 20항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 겔 침투 크로마토그래피 측정에 의한 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량 λ와, 폴리비닐아세탈 수지의 비수전해액 중에서의 농도 c(중량%)가 다음 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 비수전해액.The number average molecular weight λ of polystyrene conversion by the gel permeation chromatography measurement of polyvinyl acetal resin and the concentration c (% by weight) in the nonaqueous electrolyte of polyvinyl acetal resin have the following relationship. Non-aqueous electrolyte. 100 ≤ λ1/2 × c ≤ 1000100 ≤ λ 1/2 × c ≤ 1000 제 20항에 있어서, 폴리비닐아세탈 수지의 농도가, 비수전해액 전체량의 0.3~3.5중량%인 것을 특징으로 하는 비수전해액.21. The nonaqueous electrolyte according to claim 20, wherein the polyvinyl acetal resin has a concentration of 0.3 to 3.5% by weight of the total amount of the nonaqueous electrolyte. 제 20항에 있어서, 비수전해액이 산을 생성하는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.21. The nonaqueous electrolyte according to claim 20, wherein the nonaqueous electrolyte contains a compound that generates an acid. 제 23항에 있어서, 산을 생성하는 화합물이, 하기 1)∼3)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비수전해액:The non-aqueous electrolyte solution according to claim 23, wherein the compound which produces an acid is selected from the following 1) to 3): 1)불소원자를 갖는 루이스산,1) Lewis acid with fluorine atom, 2)불소원자를 갖는 루이스산염, 및2) Lewis salts with fluorine atoms, and 3)불소원자를 갖는 루이스산 및 불소원자를 갖는 루이스산염.3) Lewis acids with fluorine atoms and Lewis salts with fluorine atoms. 음극, 세퍼레이터 및 양극을 적층하고,Stacked cathode, separator and anode, 이 적층체에, 제 22항에 기재된 비수전해액을 함침시켜 이루어지는 전기화학소자를 충전하여 폴리아세탈 수지의 가교물을 생성시키고,The laminated body was filled with the electrochemical element formed by impregnating the nonaqueous electrolyte solution according to claim 22 to form a crosslinked product of a polyacetal resin. 상기 가교물에 의해 하기 1)∼3)으로부터 선택되는 전극과 세퍼레이터를 접착하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자의 제조방법:A method for producing an electrochemical device, comprising adhering an electrode and a separator selected from the following 1) to 3) by the crosslinked product: 1)음극,1) cathode, 2)양극, 및2) an anode, and 3)음극 및 양극.3) cathode and anode.
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