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1. WO2020158633 - STRUCTURE, COMPOSITE, BATTERIE, ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE COMPOSITE

Document

明 細 書

発明の名称 構造体、複合体、電池、及び、複合体の製造方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020  

発明の効果

0021  

図面の簡単な説明

0022  

発明を実施するための形態

0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157  

実施例

0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

図面

1  

明 細 書

発明の名称 : 構造体、複合体、電池、及び、複合体の製造方法

技術分野

[0001]
本開示は、構造体、複合体、電池、及び、複合体の製造方法に関する。

背景技術

[0002]
近年、非水電解液に匹敵する高いイオン伝導性を示す固体電解質が開発され、全固体電池の実用化に向けた開発が加速している。
[0003]
特許文献1には、コハク酸ニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコールジメタクリレート、リチウムビス-トリフルオロメタンスルホニルイミド及び紫外線(UV)開始剤の混合物をガラス板にキャストした後、紫外線を照射して重合させた電解質膜が記載されている。
[0004]
特許文献2には、ペルフルオロポリエーテル(PFPE)等のセグメントと、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)等のセグメントと、リチウム塩とを含むポリマー電解質が記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特表2013-532360号公報
特許文献2 : 特表2018-522085号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
本開示は、電池に適した新規な構造体及び複合体、並びに、そのような構造体又は複合体を備える電池を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
本開示は、電極層と、無機固体電解質層と、上記電極層と上記無機固体電解質層との間に設けられた含フッ素ポリマー層とを有し、
上記含フッ素ポリマー層は、含フッ素ポリマー及びアルカリ金属塩を含む複合体からなる
ことを特徴とする構造体に関する。
[0008]
上記含フッ素ポリマーは、フッ素原子以外のヘテロ原子、及び、主鎖上のフッ素原子を含むことが好ましい。
[0009]
上記複合体は、更に、有機ヘテロ系結晶を含むことが好ましい。
[0010]
本開示は、式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー、及び、アルカリ金属塩を含むことを特徴とする複合体に関する。
[0011]
上記フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基は、水酸基、アミド基、カーボネート基及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
[0012]
上記構造単位(1)は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、及び、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であることが好ましい。
[0013]
上記構造単位(1)は、テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオロプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、
上記構造単位(2)は、式(i):
[化1]


(式中、R 及びR は独立にH又は炭素数1~10のアルキル基)で示される化合物に基づく構造単位であることが好ましい。
[0014]
本開示の複合体は、更に、有機ヘテロ系結晶を含むことが好ましい。
[0015]
上記有機ヘテロ系結晶は、ヘテロ原子と炭素原子とを含む、柔粘性結晶又は分子結晶であることが好ましい。
[0016]
本開示の複合体は、電解質に用いられることが好ましい。
[0017]
本開示は、本開示の構造体、又は、本開示の複合体を備える電池にも関する。
[0018]
上記電池は、全固体電池であることが好ましい。
[0019]
本開示は、式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー、アルカリ金属塩、及び、溶媒を混合することにより混合物を得る工程(1)と、
上記混合物から上記溶媒を除去することにより、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩を含む複合体を得る工程(2)と
を含むことを特徴とする複合体の製造方法にも関する。
[0020]
上記製造方法は、更に、工程(1)で得られた上記混合物を対象物に塗布する工程(3)を含むことが好ましい。

発明の効果

[0021]
本開示によれば、電池に適した新規な構造体及び複合体、並びに、そのような構造体又は複合体を備える電池を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0022]
[図1] 実施例5及び比較例3における、LSV(Linear Sweep Voltammetry)測定の結果を示すグラフである。

発明を実施するための形態

[0023]
以下、本開示を具体的に説明する。
本開示は、電極層と、無機固体電解質層と、上記電極層と上記無機固体電解質層との間に設けられた含フッ素ポリマー層とを有し、上記含フッ素ポリマー層は、含フッ素ポリマー及びアルカリ金属塩を含む複合体からなることを特徴とする構造体に関する。
[0024]
本開示の構造体は、優れたイオン伝導性及び耐電圧性を発揮し得る。
全固体電池等の電気化学デバイスにおいて、電極層や電解質層の構成材料に無機固体電解質を使用する場合には、粒子間の空隙が生じやすく、イオン伝導性が低下しやすいという問題がある。
本開示の構造体は、電極層と無機固体電解質層との間に特定の含フッ素ポリマー層を有するので、電極層(例えば電極活物質や無機固体電解質の粒子を含む)と無機固体電解質層との間に空隙が生じにくく、優れたイオン伝導性、例えば優れたアルカリ金属イオン伝導性を発揮し得る。
また、含フッ素ポリマーの使用により、優れた耐電圧性を発揮し得る。
本開示の構造体は、後述のように、電池の構成材料として好適に使用できる。
[0025]
上記含フッ素ポリマー層は、含フッ素ポリマー及びアルカリ金属塩を含む複合体(以下、複合体(1)ともいう。)からなる。
[0026]
上記含フッ素ポリマーとしては、フッ素原子を有するポリマーを広く用いることができる。例えば、フッ素原子以外のヘテロ原子、及び、主鎖上のフッ素原子を含む含フッ素ポリマー(以下、含フッ素ポリマー(1)ともいう。);テトラフルオロエチレン[TFE]/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)[PAVE]共重合体[PFA]、TFE/ヘキサフルオロプロピレン[HFP]共重合体[FEP]、エチレン[Et]/TFE共重合体[ETFE]、Et/TFE/HFP共重合体[EFEP]、ポリクロロトリフルオロエチレン[PCTFE]、クロロトリフルオロエチレン[CTFE]/TFE共重合体、Et/CTFE共重合体、ポリフッ化ビニル[PVF]、ポリフッ化ビニリデン[PVdF]、ビニリデンフルオライド[VdF]/TFE共重合体、VdF/HFP共重合体、VdF/TFE/HFP共重合体、VdF/HFP/(メタ)アクリル酸共重合体、VdF/CTFE共重合体、VdF/ペンタフルオロプロピレン共重合体、VdF/PAVE/TFE共重合体等の、含フッ素ポリマー(1)以外のフッ素樹脂;ビニリデンフルオライド[VdF]系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン[TFE]/プロピレン[Pr]系フッ素ゴム、TFE/Pr/VdF系フッ素ゴム、エチレン[Et]/ヘキサフルオロプロピレン[HFP]系フッ素ゴム、Et/HFP/VdF系フッ素ゴム、Et/HFP/TFE系フッ素ゴム、パーフルオロゴム、フルオロシリコーン系フッ素ゴム、フルオロホスファゼン系フッ素ゴム等の、含フッ素ポリマー(1)以外のフッ素ゴム等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
[0027]
上記含フッ素ポリマー(1)は、主鎖上にフッ素原子を含む。主鎖上にフッ素原子を含む限り、主鎖以外の部分にもフッ素原子を有していてもよい。
[0028]
上記含フッ素ポリマー(1)は、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む。上記含フッ素ポリマー(1)は、上記ヘテロ原子を主鎖上に有してもよく、側鎖上に有してもよいが、側鎖上に有することが好ましい。
[0029]
上記ヘテロ原子は、フッ素原子以外であればよいが、ハロゲン原子以外のヘテロ原子であることが好ましく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子及びリン原子からなる群より選択される2種以下であることがより好ましく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子からなる群より選択される2種以下であることが更に好ましく、酸素原子及び窒素原子からなる群より選択される2種以下であることが特に好ましい。
なお、「2種以下」は、1種又は2種を意味する。
[0030]
上記含フッ素ポリマー(1)は、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基を有することが好ましい。上記官能基が含むヘテロ原子としては、上述したものが挙げられる。
[0031]
上記官能基としては、水酸基(カルボキシル基中の水酸基は除く。以下同じ)、カルボキシル基、ウレタン基、アミド基、カルボニル基、カーボネート基、エステル基、エーテル基、アミノ基、イソシアネート基、-COOCO-で表される基、メルカプト基、シリル基、シラネート基、エポキシ基、シアノ基等が挙げられる。
上記官能基としては、なかでも、水酸基、アミド基、カーボネート基、エーテル基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、水酸基、アミド基、カーボネート基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、水酸基、アミド基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましい。
[0032]
上記含フッ素ポリマー(1)は、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まないことが好ましい。
また、上記含フッ素ポリマー(1)は、式:-(R O) -(R は非フッ素化アルキレン基、nは1以上の整数)で示される構造を主鎖に含まないことが好ましい。
[0033]
上記含フッ素ポリマー(1)は、フルオロモノマーに基づく構造単位と、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基を有する単量体(以下、ヘテロ基含有単量体ともいう。)に基づく構造単位とを有することが好ましい。
[0034]
上記フルオロモノマー、及び、上記ヘテロ基含有単量体としては、後述する含フッ素ポリマー(2)に使用可能なフルオロモノマー及びヘテロ基含有単量体が挙げられる。
[0035]
上記含フッ素ポリマー(1)としては、後述の含フッ素ポリマー(2)が好ましい。
[0036]
上記PVdFは、VdFの単独重合体であってもよく、VdFと微量の共単量体との共重合体であってもよい。上記共単量体としては、フッ化ビニル、フルオロアルキルビニルエーテル、(パーフルオロアルキル)エチレン、ヘキサフルオロプロピレン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
[0037]
上記PVdFがVdFと上記共単量体との共重合体である場合、上記共単量体に基づく重合単位の含有量は、全重合単位に対し、5モル%以下であることが好ましく、3モル%以下であることがより好ましく、2モル%以下であることが更に好ましく、1モル%以下であることが特に好ましい。上記共単量体に基づく重合単位の含有量の下限は、0.01モル%であってよい。
[0038]
上記含フッ素ポリマー(1)以外のフッ素樹脂は、融点が100~360℃であることが好ましく、140~350℃であることがより好ましく、160~320℃であることが更に好ましい。
融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
[0039]
上記フッ素ゴムは、100℃におけるムーニー粘度が2~200であることが好ましく、10~150であることがより好ましく、30~80以下であることが更に好ましい。
ムーニー粘度は、ASTM D1646及びJIS K6300に準拠して測定する。
[0040]
上記含フッ素ポリマーとしては、上記アルカリ金属塩を溶解可能なものが好ましい。
上記含フッ素ポリマーとしては、含フッ素ポリマー(1)及び含フッ素ポリマー(1)以外のフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、含フッ素ポリマー(1)がより好ましい。
[0041]
上記アルカリ金属塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属のフッ化物、塩化物、臭化物、硫酸塩、硝酸塩、硫化物、水素化物、窒化物、リン化物、スルホンイミド塩、トリフラート、チオシアン酸塩、過塩素酸塩、ホウ酸塩、セレニド、フルオロリン酸塩、フルオロスルホン酸塩、スルファミン酸塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記アルカリ金属塩として、具体的には、LiSCN、LiN(CN) 、LiClO 、LiBF 、LiAsF 、LiPF 、LiCF SO 、Li(CF SO N、Li(CF SO C、LiN(SO 、リチウムアルキルフルオロリン酸塩、リチウムオキサラトホウ酸塩、5~7員環を有する他のリチウムビス(キレート)ホウ酸塩、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホンイミド)(LiTFSI)、リチウムビス(モノフルオロスルホンイミド)(LiFSI)、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiPF (C 、LiPF (CF 、LiB(C 、リチウムジフルオロオキサラトボレート(LiDFOB)、LiPO 、LiSO F、(CH CH NSO Li、(CH =CHCH NSO Li、(CF CH NSO Li、(CF CH )N(CH )SO Li、(N≡CCH NSO Li、リチウムピロリジン-1-サルフォネート、リチウムピペリジン-1-サルフォネート、リチウムモルフォリン-4-サルフォネート等のリチウム塩;NaSCN、NaSO CF 、NaCl、NaF、NaBr、NaI、NaFSI、NaTFSI等のナトリウム塩;KCl、KF、KBr、KI、KFSI、KTFSI等のカリウム塩;これらの混合物等が挙げられる。
上記アルカリ金属塩としては、なかでも、LiSCN、LiN(CN) 、LiClO 、LiBF 、LiAsF 、LiPF 、LiCF SO 、Li(CF SO N、Li(CF SO C、LiN(SO 、LiTFSI、LiFSI、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiPO 、LiSO F、(CH CH NSO Li、(CH =CHCH NSO Li、(CF CH NSO Li、(CF CH )N(CH )SO Li、(N≡CCH NSO Li、リチウムピロリジン-1-サルフォネート、リチウムピペリジン-1-サルフォネート、リチウムモルフォリン-4-サルフォネートが好ましく、LiTFSI、LiFSI、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiPO 、LiSO F、(CH CH NSO Li、(CH =CHCH NSO Liがより好ましく、LiTFSI、LiFSI、LiI、LiPO 、LiSO F、(CH CH NSO Li、(CH =CHCH NSO Liが特に好ましい。
[0042]
上記アルカリ金属塩は、上記含フッ素ポリマー(1)に溶解していることが好ましい。これにより、イオン伝導性が一層向上する。
[0043]
上記アルカリ金属塩の含有量は、上記含フッ素ポリマー(1)100質量部に対し、0.1~500質量部であることが好ましく、1~100質量部であることがより好ましく、10~50質量部であることが更に好ましい。
[0044]
上記複合体(1)は、更に、有機ヘテロ系結晶を含むことが好ましい。これにより、イオン伝導性が一層向上する。上記有機ヘテロ系結晶としては、後述する本開示の複合体に使用可能な有機ヘテロ系結晶を挙げることができる。
[0045]
上記有機ヘテロ系結晶の含有量は、上記含フッ素ポリマー(1)100質量部に対し、0.1~100質量部であることが好ましく、0.5~50質量部であることがより好ましい。
[0046]
上記複合体(1)は、後述する本開示の製造方法に準じて製造することができる。
[0047]
上記電極層は、電極活物質及び無機固体電解質を含むことが好ましい。
[0048]
上記電極活物質としては、電極の正負に応じて正極活物質及び負極活物質が挙げられる。
[0049]
上記正極活物質としては、全固体電池において、正極活物質として使用されるものを特に制限なく用いることができる。
例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO )、ニッケル酸リチウム(LiNiO )、マンガン酸リチウム(LiMn )、LiNiCoO 、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(LiCo 1/3Ni 1/3Mn 1/3等)、アルミニウム含有ニッケルコバルト酸リチウム(LiNi 0.8Co 0.15Al 0.05等)、Li 1+xMn 2-x-y(Mは、Al、Mg、Co、Fe、Ni、及びZnから選ばれる1種以上の金属元素)で表される組成の異種元素置換Li-Mnスピネル、チタン酸リチウム(Li TiO )、リン酸金属リチウム(LiMPO 、MはFe、Mn、Co、又はNi)、遷移金属酸化物(V 、MoO 等)、イオウ含有化合物(Li S、TiS 等)、リチウムシリコン酸化物(Li Si )、リチウム金属(Li)、リチウム合金(LiM、Mは、Sn、Si、Al、Ge、Sb、又はP)、リチウム貯蔵性金属間化合物(Mg M又はL Sb、MはSn、Ge、又はSb、LはIn、Cu、又はMn)、Li過剰の複合酸化物(Li MnO -LiMO )、Li PtO 、LiNiVO 、LiCoVO 、LiCrMnO 、LiFe(SO 等のリチウム含有化合物;Na (PO (MはNi、Co又はMn)等のナトリウム含有化合物;これらの誘導体を挙げることができる。
上記正極活物質の粒径は特に限定されないが、平均粒径が3~20μmのものを好適に用いることができる。
[0050]
上記負極活物質としては、全固体電池において、負極活物質として使用されるものを特に制限なく用いることができる。
例えば、アルカリ金属イオンを挿入及び脱離可能な炭素質材料の他、アルカリ金属イオンを挿入及び脱離可能な金属や半金属の単体・合金、化合物等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛等)、ハードカーボン、非晶質炭素等が例示できる。金属や半金属の単体・合金としては、リチウム金属や合金;Sn、Si、Al、Sb、Zn、Bi等の金属粉;Sn Cu 、Sn Co、Sn Fe、Ti-Sn、Ti-Si等の金属合金粉;その他アモルファス合金やメッキ合金等が挙げられる。上記化合物としては、例えば、酸化物、硫化物、窒化物、水素化物、シリサイド(リチウムシリサイド等)等が挙げられる。酸化物としては、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物(Li 4/3Ti 5/3O等)、ケイ素酸化物等が挙げられる。窒化物としては、リチウムコバルト窒化物(LiCoN)等が挙げられる。負極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、ケイ素酸化物と炭素質材料とを併用してもよい。
上記負極活物質の粒径は特に限定されないが、平均粒径が3~80μmのものを好適に用いることができる。
[0051]
上記無機固体電解質としては、上記無機固体電解質層に使用可能な後述の無機固体電解質と同様の無機固体電解質を使用することができる。
[0052]
上記電極層は、更に、バインダーや導電助材を含んでもよい。
上記バインダーとしては、例えば、上述の複合体(1)、ポリシロキサン、ポリアルキレングリコール、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル、水素添加ブチレンゴム、多硫化ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンブタジエンゴム/カルボキシメチルセルロース(SBR/CMC)、ポリエチレンオキシド(PEO)、分岐PEO、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、PEO-PPO共重合体、分岐PEO-PPO共重合体、アルキルボラン含有ポリエーテル等が挙げられる。
上記導電助材としては、特に制限されず、従来用いられる材料を用いることができ、黒鉛、カーボンブラック等を用いることができる。
[0053]
上記電極層は、更に、電極集電体を有していてもよい。上記電極集電体としては、全固体電池の電極集電体として使用されるものであれば特に制限なく使用することができる。このような電極集電体の形態としては、例えば、箔状体、板状体、網状体、粉体の集合体等が挙げられ、電極集電体の材質を成膜したものを用いてもよい。箔状体は、電解箔、エッチド箔等であってもよい。
上記電極集電体の材質としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム、ステンレス鋼、チタン、鉄、コバルト、亜鉛、スズ、銅、ニッケル、ゲルマニウム、インジウム、これらの合金、カーボン等が例示される。
[0054]
上記電極層の厚みは、例えば、50~500μmであってよい。
[0055]
上記電極層は、例えば、上記無機固体電解質及び上記電極活物質と、必要に応じて他の成分とを溶媒と混合し、得られた混合液を基材(例えば上記電極集電体)上に塗布し、乾燥する方法により製造することができる。必要に応じて更にプレスしてもよい。
上記の方法以外に、ブラスト法、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法、スパッタリング法、気相成長法、加圧プレス法、溶射法等も用いることができる。
[0056]
上記電極層の製造に用いる溶媒としては、有機溶媒が好ましい。上記有機溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、デカリン等の炭化水素系有機溶媒が挙げられる。上記有機溶媒は、脱水処理して水分含有量を低くしたものを用いることが好ましい。
[0057]
上記無機固体電解質層を構成する無機固体電解質としては、硫化物系固体電解質及び酸化物系固体電解質が挙げられる。
[0058]
上記硫化物系固体電解質としては、硫黄成分を含むものであれば特に限定されず、全固体電池の硫化物系固体電解質として利用可能な材料を用いることができる。
上記硫化物系固体電解質としては、例えば、Li S-SiS 、Li S-P 、Li S-GeS 、Li S-B 、Li S-Ga 、Li S-Al 、Li S-GeS -P 、Li S-Al -P 、Li S-P 、Li S-P -P 、LiX -Li S-P 、LiX -Li S-SiS 、LiX -Li S-B 、Li PO -Li S-Si S、Li PO -Li S-SiS 、LiPO -Li S-SiS、LiX -Li S-P 、LiX -Li PO -P 、等のリチウムイオン伝導体(X は、I、Br、又はClである。)が挙げられる。
上記硫化物固体電解質は、結晶質であってもよく、非晶質であってもよく、ガラスセラミックスであってもよい。
[0059]
上記酸化物系固体電解質としては、全固体電池の酸化物系固体電解質として利用可能な材料を用いることができる。
上記酸化物系固体電解質としては、例えば、LiPON、Li PO 、Li SiO 、Li SiO 、Li 0.5La 0.5TiO 、Li 1.3Al 0.3Ti 0.7(PO 、La 0.51Li 0.34TiO 0.74、Li 1.5Al 0.5Ge 1.5(PO が挙げられる。
上記酸化物固体電解質は、結晶質であってもよく、非晶質であってもよく、ガラスセラミックスであってもよい。
[0060]
上記無機固体電解質層は、更に、バインダーを含んでもよい。上記バインダーとしては、例えば、上述の複合体(1)、ポリシロキサン、ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、フッ化ビニリデン-ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-パーフルオロメチルビニルエーテル-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体又はその(Na )イオン架橋体、エチレン-(メタ)アクリル酸メチル共重合体又はその(Na )イオン架橋体等を挙げることができる。
[0061]
上記無機固体電解質層は、例えば、上記無機固体電解質と、必要に応じて他の成分とを溶媒と混合し、得られた混合液を基材上に塗布し、乾燥する方法により製造することができる。必要に応じて更にプレスしてもよい。
上記の方法以外に、ブラスト法、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法、スパッタリング法、気相成長法、加圧プレス法、溶射法等も用いることができる。
[0062]
上記無機固体電解質層の製造に用いる溶媒としては、有機溶媒が好ましい。上記有機溶媒としては、例えばヘプタン、トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン(THF)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、N-メチルピロリドン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジメチルカーボネート等が挙げられる。上記有機溶媒は、脱水処理して水分含有量を低くしたものを用いることが好ましい。
[0063]
本開示の構造体においては、上記含フッ素ポリマー層を構成する上記複合体(1)の少なくとも一部が、上記無機固体電解質層の少なくとも一部における空隙(例えば無機固体電解質の粒子間の空隙)に含浸されていることが好ましい。
また、上記複合体(1)の少なくとも一部が、上記電極層の少なくとも一部における空隙(例えば電極活物質又は無機固体電解質の粒子間の空隙)に含浸されていることが好ましい。
[0064]
本開示の構造体は、例えば、上記電極層、上記含フッ素ポリマー層及び上記無機固体電解質層をこの順に積層して、所望によりプレスすることにより製造することができる。
また、上記電極層又は上記無機固体電解質層の上に上記含フッ素ポリマー層(上記複合体(1))の原料混合物を塗布し、溶媒を除去した後、形成された含フッ素ポリマー層の上に、上記無機固体電解質層又は上記電極層を積層し、所望によりプレスすることによっても、製造することができる。
[0065]
本開示の構造体は、イオン伝導性及び耐電圧性が要求される分野において利用でき、例えば電池、特に二次電池の構成材料として好適に利用できる。なかでも、全固体電池、特に全固体二次電池の構成材料として好適に利用できる。
[0066]
本開示は、式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー(以下、含フッ素ポリマー(2)ともいう。)、及び、
アルカリ金属塩を含むことを特徴とする複合体(以下、複合体(2)ともいう。)にも関する。
[0067]
本開示の複合体(2)は、優れたイオン伝導性及び耐電圧性を発揮し得る。
上記含フッ素ポリマー(2)は、上記アルカリ金属塩の溶解性に優れるので、上記複合体(2)は、優れたイオン伝導性、例えば優れたアルカリ金属イオン伝導性を発揮し得る。また、上記含フッ素ポリマー(2)を含むので、優れた耐電圧性を発揮し得る。
本開示の複合体(2)は、後述のように、電池の構成材料として好適に使用できる。
[0068]
上記含フッ素ポリマー(2)は、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない。上記含フッ素ポリマー(2)が上記構造を含まないにもかかわらず、複合体(2)は優れたイオン伝導性及び耐電圧性を発揮し得る。
上記含フッ素ポリマー(2)は、式:-(R O) -(R は非フッ素化アルキレン基、nは1以上の整数)で示される構造を主鎖に含まないことが好ましい。
[0069]
上記構造単位(1)において、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。
[0070]
11としての上記有機基は、炭素数が1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
[0071]
上記有機基としては、フッ素化されていてもよいアルキル基が好ましく、フルオロアルキル基がより好ましく、パーフルオロアルキル基が更に好ましい。
上記パーフルオロアルキル基としては、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられ、パーフルオロメチル基及びパーフルオロプロピル基が特に好ましい。
[0072]
上記構造単位(1)は、式:
CR =CR
(式中、R ~R は、上記と同じである。)で示されるフルオロモノマー(a)に基づく構造単位であることが好ましい。
[0073]
上記フルオロモノマー(a)としては、モノフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン(VdF)、テトラフルオロエチレン(TFE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、アルキル基の炭素数が1~8のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)等が挙げられ、1種又は2種以上を使用することができる。
[0074]
PAVEとしては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)、パーフルオロ(ペンチルビニルエーテル)、パーフルオロ(ヘキシルビニルエーテル)等が挙げられ、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)及びパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(PPVE)が特に好ましい。
[0075]
上記フルオロモノマー(a)としては、TFE、HFP、CTFE、VdF、PMVE及びPPVEからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、TFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、TFEが更に好ましい。
[0076]
上記構造単位(1)としては、-[CH -CHF]-、-[CH -CF ]-、-[CF -CHF]-、-[CF -CF ]-、-[CF -CFCl]-、-[CF -CFCF ]-、-[CF -CFORf 11]-(Rf 11は炭素数1~8のパーフルオロアルキル基)等が挙げられ、1種又は2種以上を使用することができる。
なかでも、-[CF -CF ]-、-[CF -CFCF ]-、-[CF -CFCl]-、-[CH -CF ]-、-[CF -CFOCF ]-及び-[CF -CFOC ]-からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、-[CF -CF ]-及び-[CF -CFCF ]-からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、-[CF -CF ]-が更に好ましい。
[0077]
上記構造単位(1)の繰り返し数は、10~1000であることが好ましく、100~500であることがより好ましい。
[0078]
上記構造単位(2)において、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基である。
~R の2つ以上が上記官能基又は上記官能基を含む基である場合、それらは互いに結合していてもよい。
[0079]
~R としての上記アルキル基の炭素数は1~3であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
[0080]
~R としての上記官能基又は上記官能基を含む基において、上記ヘテロ原子は、フッ素原子以外であればよいが、ハロゲン原子以外のヘテロ原子であることが好ましく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、ホウ素原子及びリン原子からなる群より選択される2種以下であることがより好ましく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びケイ素原子からなる群より選択される2種以下であることが更に好ましく、酸素原子及び窒素原子からなる群より選択される2種以下であることが特に好ましい。
[0081]
上記官能基としては、水酸基(カルボキシル基中の水酸基は除く。以下同じ)、カルボキシル基、ウレタン基、アミド基、カルボニル基、カーボネート基、エステル基、エーテル基、アミノ基、イソシアネート基、-COOCO-で表される基、メルカプト基、シリル基、シラネート基、エポキシ基、シアノ基等が挙げられる。なかでも、水酸基、アミド基、カーボネート基、エーテル基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、水酸基、アミド基、カーボネート基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、水酸基、アミド基、及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましい。
[0082]
上記官能基又は上記官能基を含む基は、炭素数が0~20であることが好ましく、0~10であることがより好ましい。
[0083]
上記官能基又は上記官能基を含む基は、水酸基、ラクタム構造を有する基、エーテル基、アシルオキシ基、又は、これらの少なくとも1つを含む基であることが好ましく、水酸基、5~6員環のラクタム構造を有する基、エーテル基、アシルオキシ基、又は、これらの少なくとも1つを含む基であることがより好ましく、水酸基、ピロリドン基、エーテル基、アセトキシ基、又は、これらの少なくとも1つを含む基であることが更に好ましく、水酸基、ピロリドン基、エーテル基又はアセトキシ基であることが更により好ましく、水酸基、ピロリドン基又はアセトキシ基であることが更により好ましく、水酸基又はピロリドン基であることが特に好ましく、ピロリドン基であることが最も好ましい。
[0084]
上記構造単位(2)において、R ~R の1つ又は2つが、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基であることが好ましい。
[0085]
また、上記構造単位(2)において、R 及びR がHであり、R がH又は炭素数1~3のアルキル基であり、R がフッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基であることは、好適な態様の1つである。
[0086]
上記構造単位(2)は、1種又は2種以上を使用することができる。
[0087]
上記構造単位(2)は、式:
CR =CR
(式中、R ~R は、上記と同じである。)で示される単量体(以下、ヘテロ基含有単量体ともいう。)に基づく構造単位であることが好ましい。
[0088]
上記ヘテロ基含有単量体としては、水酸基含有単量体、アミド基含有単量体、エステル基含有単量体、カルボキシル基含有単量体、アミノ基含有単量体、加水分解性シリル基含有単量体、エーテル基含有単量体等が挙げられ、1種又は2種以上を使用することができる。
[0089]
上記水酸基含有単量体としては、ビニルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルアリルエーテル、ヒドロキシカルボン酸ビニルエステル、ヒドロキシカルボン酸アリルエステル及びヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ビニルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル及びヒドロキシアルキルアリルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、ビニルアルコール及びヒドロキシアルキルビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましく、ビニルアルコールが特に好ましい。
[0090]
上記ヒドロキシアルキルビニルエーテルとしては、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、4-ヒドロキシ-2-メチルブチルビニルエーテル、5-ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6-ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、4-(ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメチルビニルエーテル等が挙げられる。
[0091]
上記ヒドロキシアルキルアリルエーテルとしては、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル、4-ヒドロキシブチルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル等が挙げられる。
[0092]
上記ヒドロキシカルボン酸ビニルエステルとしては、ヒドロキシ酢酸ビニル、ヒドロキシプロパン酸ビニル、ヒドロキシブタン酸ビニル、ヒドロキシヘキサン酸ビニル、4-ヒドロキシシクロヘキシル酢酸ビニル等が挙げられる。
[0093]
上記ヒドロキシカルボン酸アリルエステルとしては、ヒドロキシ酢酸アリル、ヒドロキシプロパン酸アリル、ヒドロキシブタン酸アリル、ヒドロキシヘキサン酸アリル、4-ヒドロキシシクロヘキシル酢酸アリル等が挙げられる。
[0094]
上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル等が挙げられる。
[0095]
上記水酸基含有単量体としては、なかでも、ビニルアルコール、及び、
式(A):CH =CH-(CH -O-(CH -OH
(式中、lは0又は1、mは2~20の整数)で示される単量体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、ビニルアルコール、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル及び4-ヒドロキシブチルアリルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、ビニルアルコールが特に好ましい。
[0096]
上記アミド基含有単量体としては、N-ビニル-β-プロピオラクタム、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニル-γ-バレロラクタム、N-ビニル-2-ピペリドン、N-ビニル-ヘプトラクタム等のN-ビニルラクタム化合物、N-ビニルホルムアミド、N-メチル-N-ビニルアセトアミド等の非環状のN-ビニルアミド化合物、N-アリル-N-メチルホルムアミド、アリル尿素等の非環状のN-アリルアミド化合物、1-(2-プロペニル)-2-ピロリドン等のN-アリルラクタム化合物、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド化合物が挙げられる。
[0097]
上記アミド基含有単量体としては、また、式(i):
[化2]


(式中、R 及びR は独立にH又は炭素数1~10のアルキル基)で示される化合物、式(ii):
[化3]


(式中、R 及びR は独立にH又は炭素数1~10のアルキル基)で示される化合物等も挙げられる。
上記各式において、R 及びR は、互いに結合して環を形成してもよい。
[0098]
上記アミド基含有単量体としては、なかでも、N-ビニルラクタム化合物又は非環状のN-ビニルアミド化合物が好ましく、N-ビニル-β-プロピオラクタム、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニル-γ-バレロラクタム、N-ビニル-2-ピペリドン、及び、N-ビニル-ヘプトラクタムからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、N-ビニル-2-ピロリドン、及び、N-ビニル-2-ピペリドンからなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましく、N-ビニル-2-ピロリドンが特に好ましい。
上記アミド基含有単量体としては、また、上述の式(i)で示される化合物も好ましい。
[0099]
上記エステル基含有単量体としては、酢酸イソプロペニル、水酸基及び芳香環のいずれをも含まないビニルエステル、芳香環を含み水酸基を含まないカルボン酸ビニルエステル等が挙げられる。
[0100]
上記水酸基及び芳香環のいずれをも含まないビニルエステルとしては、カルボン酸ビニルエステルが好ましく、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル及びシクロヘキシルカルボン酸ビニルからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル及びシクロヘキシルカルボン酸ビニルからなる群より選択される少なくとも1種が更に好ましく、酢酸ビニル及びバーサチック酸ビニルからなる群より選択される少なくとも1種が特に好ましく、酢酸ビニルが最も好ましい。
[0101]
上記芳香環を含み水酸基を含まないカルボン酸ビニルエステルとしては、安息香酸ビニル、パラ-t-ブチル安息香酸ビニル等が挙げられる。
[0102]
上記エステル基含有単量体としては、なかでも、水酸基及び芳香環のいずれをも含まないビニルエステル、酢酸イソプロペニルが好ましく、酢酸ビニル、酢酸イソプロペニルがより好ましい。
[0103]
上記カルボキシル基含有単量体としては、
式(B):CH =CR 1a-(CH -COOH
(式中、R 1aは、水素原子又は炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基;nは0以上の整数)で示されるものが好ましく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデシレン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、オクタデセン酸、ノナデセン酸、エイコセン酸、22-トリコセン酸等が挙げられる。なかでも、アクリル酸及びウンデシレン酸からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
[0104]
また、上記カルボキシル基含有単量体としては、3-アリルオキシプロピオン酸、フタル酸ビニル、ピロメリット酸ビニル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノエステル、シトラコン酸、メサコン酸、アコニット酸等も挙げられる。
[0105]
上記アミノ基含有単量体としては、例えばCH =CH-O-(CH -NH (x=0~10)で示されるアミノビニルエーテル類;CH =CH-O-CO(CH -NH (x=1~10)で示されるアミン類;そのほかアミノメチルスチレン、ビニルアミン等が挙げられる。
[0106]
上記加水分解性シリル基含有単量体としては、例えばCH =CHCO (CH Si(OCH 、CH =CHCO (CH Si(OC 、CH =C(CH )CO (CH Si(OCH 、CH =C(CH )CO (CH Si(OC 、CH =CHCO (CH SiCH (OC 、CH =C(CH )CO (CH SiC (OCH 、CH =C(CH )CO (CH Si(CH (OC )、CH =C(CH )CO (CH Si(CH OH、CH =CH(CH Si(OCOCH 、CH =C(CH )CO (CH SiC (OCOCH 、CH =C(CH )CO (CH SiCH (N(CH )COCH 、CH =CHCO (CH SiCH 〔ON(CH )C 、CH =C(CH )CO (CH SiC 〔ON(CH )C 等の(メタ)アクリル酸エステル類;CH =CHSi[ON=C(CH )(C )] 、CH =CHSi(OCH 、CH =CHSi(OC 、CH =CHSiCH (OCH 、CH =CHSi(OCOCH 、CH =CHSi(CH (OC )、CH =CHSi(CH SiCH (OCH 、CH =CHSiC (OCOCH 、CH =CHSiCH 〔ON(CH )C 、ビニルトリクロロシラン又はこれらの部分加水分解物等のビニルシラン類;トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルブチルビニルエーテル、メチルジメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類等が例示される。
[0107]
上記エーテル基含有単量体としては、水酸基を含まないアルキルビニルエーテルが挙げられる。上記水酸基を含まないアルキルビニルエーテルとしては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等が挙げられ、なかでも、エチルビニルエーテル及びシクロヘキシルビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
[0108]
上記ヘテロ基含有単量体としては、なかでも、
上記水酸基含有単量体、上記アミド基含有単量体及び上記エステル基含有単量体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、
上記水酸基含有単量体及び上記アミド基含有単量体からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、
上記アミド基含有単量体が更に好ましく、
式(i)で示される化合物が特に好ましく、
N-ビニル-2-ピロリドンが最も好ましい。
[0109]
上記ヘテロ基含有単量体としては、また、
ビニルアルコール、N-ビニル-2-ピロリドン、酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、
ビニルアルコール及びN-ビニル-2-ピロリドンからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、
N-ビニル-2-ピロリドンが更に好ましい。
[0110]
上記構造単位(2)の繰り返し数は、10~1000であることが好ましく、100~500であることがより好ましい。
[0111]
上記含フッ素ポリマー(2)としては、なかでも、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)が上記水酸基含有単量体、上記アミド基含有単量体及び上記エステル基含有単量体からなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であるものが好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)が上記水酸基含有単量体及び上記アミド基含有単量体からなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であるものがより好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)が上記アミド基含有単量体に基づく構造単位であるものが更に好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)が式(i)で示される化合物に基づく構造単位であるものが特に好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)がN-ビニル-2-ピロリドンに基づく構造単位であるものが最も好ましい。
[0112]
上記含フッ素ポリマー(2)としては、また、構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)がビニルアルコール、N-ビニル-2-ピロリドン、酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であるものが好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)がビニルアルコール及びN-ビニル-2-ピロリドンからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であるものがより好ましく、
構造単位(1)がTFE及びHFPからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、構造単位(2)がN-ビニル-2-ピロリドンに基づく構造単位であるものが更に好ましい。
[0113]
上記含フッ素ポリマー(2)としては、イオン伝導性及び耐電圧性が一層向上することから、全構造単位に対して、上記構造単位(1)が99.9~0.1モル%、上記構造単位(2)が0.1~99.9モル%であるものが好ましい。また、上記構造単位(1)が65~7モル%、上記構造単位(2)が35~93モル%であることがより好ましい。また、上記構造単位(1)が55~15モル%、上記構造単位(2)が45~85モル%であることが更に好ましい。また、上記構造単位(1)が45~20モル%、上記構造単位(2)が55~80モル%であることが特に好ましい。
[0114]
また特に上記構造単位(1)と上記構造単位(2)とのモル比((1)/(2))が0.07~1.50の範囲であるものが好ましく、0.25~1.25の範囲であるものがより好ましい。更に好ましくは、0.25~0.82の範囲である。
[0115]
上記含フッ素ポリマー(2)は、実質的に上記構造単位(1)及び(2)のみからなるものであってもよい。
[0116]
上記含フッ素ポリマー(2)は、本開示の複合体の効果を損なわない範囲で、上記構造単位(1)及び(2)以外の他の構造単位を有していてもよい。上記他の構造単位としては、上述のフルオロモノマー(a)以外の他のフルオロモノマー、上述のヘテロ基含有単量体以外の官能基含有単量体、ハロゲン原子及び水酸基を含まないオレフィン、長鎖炭化水素基を有する(メタ)アクリルモノマー、長鎖炭化水素基を有するビニルモノマー等に基づく構造単位が挙げられる。上記他の構造単位の合計は、0~50モル%であってよく、0~40モル%であってよく、0~30モル%であってよく、0~15モル%であってよく、0~5モル%であってよい。
[0117]
上記フルオロモノマー(a)以外の他のフルオロモノマーとしては、(1)sp 混成炭素原子に結合したフッ素原子を有する炭素数3以上のオレフィン(ただし、フルオロモノマー(a)を除く)、(2)一般式:CH =CX-COORf(式中、XはCl、H又はアルキル基、Rfはフルオロアルキル基)で表されるモノマー、(3)一般式:CH =CH-Rf(式中、Rfはフルオロアルキル基)で表されるモノマー、(4)一般式:CH =CH-ORf(式中、Rfはフルオロアルキル基)で表されるモノマー等が挙げられる。
上記アルキル基としては、炭素数1~3のアルキル基が挙げられ、メチル基が好ましい。
上記フルオロアルキル基としては、炭素数1~12の直鎖又は分岐したフルオロアルキル基が好ましい。
上記他のフルオロモノマーとしては、トリフルオロスチレン、一般式:CH =CFRf (式中、Rf は炭素数1~12の直鎖又は分岐したフルオロアルキル基)で表されるフルオロモノマー、フルオロアルキルビニルエーテル、フルオロアルキルエチレン、トリフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、ヘキサフルオロイソブテン、トリフルオロスチレン等が好ましい。
[0118]
上記ヘテロ基含有単量体以外の官能基含有単量体としては、桂皮酸等が挙げられる。
[0119]
上記ハロゲン原子及び水酸基を含まないオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、n-ブテン、イソブテン等の非フッ素系のオレフィン等が挙げられる。
[0120]
上記含フッ素ポリマー(2)は、重量平均分子量が10000以上であることが好ましく、15000以上がより好ましく、20000以上が更に好ましく、30000以上が特に好ましい。より好ましくは、15000~500000であり、更に好ましくは、20000~300000、特に好ましくは30000~300000である。上記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により求めることができる。
[0121]
上記含フッ素ポリマー(2)は、例えば、各構造単位に対応する単量体を、公知の重合法により重合することにより製造することができる。
上記含フッ素ポリマー(2)がビニルアルコールに基づく構造単位(-[CH -CH(OH)]-)を有する場合は、フルオロモノマーとビニルエステルモノマーとを重合させた後、ケン化等によりエステル部位を水酸基化する方法や、フルオロモノマーとビニルエーテルモノマーとを重合させた後、脱保護によりアルコキシ基を水酸基に変換する方法等により製造することができる。
[0122]
上記複合体(2)における上記アルカリ金属塩としては、上述した複合体(1)に使用可能なアルカリ金属塩と同様のものを挙げることができる。
[0123]
上記アルカリ金属塩は、上記含フッ素ポリマー(2)に溶解していることが好ましい。これにより、イオン伝導性が一層向上する。
[0124]
上記アルカリ金属塩の含有量は、上記含フッ素ポリマー(2)100質量部に対し、0.1~500質量部であることが好ましく、1~100質量部であることがより好ましく、10~50質量部であることが更に好ましい。
[0125]
上記複合体(2)は、更に、有機ヘテロ系結晶を含むことが好ましい。これにより、イオン伝導性が一層向上する。
[0126]
上記有機ヘテロ系結晶は、ヘテロ原子と炭素原子とを含む、柔粘性結晶(有機イオン性プラスチッククリスタル(OIPC))又は分子結晶であることが好ましい。上記有機ヘテロ系結晶は、更に、水素原子を含むことが好ましい。
[0127]
上記有機ヘテロ系結晶が有するヘテロ原子としては、ホウ素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
[0128]
上記有機イオン性プラスチッククリスタルとしては、例えば、窒素原子及びリン原子からなる群より選択される少なくとも1種を含むカチオンと、ホウ素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びフッ素原子からなる群より選択される少なくとも1種を含むアニオンとからなる化合物が挙げられる。
上記カチオンとしては、アンモニウム系カチオン、ホスホニウム系カチオン等が挙げられる。なかでも、アルキルアンモニウムカチオン、アルキルホスホニウムカチオンが好ましい。
上記アニオンとしては、フッ素原子を有してもよいボレート系アニオン、フッ素原子を有してもよいスルホンイミド系アニオン、フッ素原子を有してもよいホスフェート系アニオン、H 等が挙げられる。なかでも、フッ素原子を有するボレート系アニオン、フッ素原子を有するスルホンイミド系アニオン、フッ素原子を有するホスフェート系アニオンが好ましい。
上記有機イオン性プラスチッククリスタルとして、コハク酸ニトリル等の公知の化合物を使用してもよい。
[0129]
上記分子結晶としては、ホウ素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子及びフッ素原子からなる群より選択される少なくとも1種を含む化合物が挙げられる。
上記分子結晶は、芳香環を有することが好ましい。上記芳香環としては、ベンゼン環、チオフェン環等が挙げられる。
上記分子結晶として、公知の化合物を使用してもよい。
[0130]
上記有機ヘテロ系結晶の含有量は、上記含フッ素ポリマー(2)100質量部に対し、0.1~100質量部であることが好ましく、0.5~50質量部であることがより好ましい。
[0131]
上記複合体(2)は、必要に応じて、上記含フッ素ポリマー(2)、上記アルカリ金属塩及び上記有機ヘテロ系結晶以外の他の成分を更に含むことができる。
[0132]
上記複合体(2)は、上記複合体(2)に対する揮発分量が1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましく、0.01質量%以下であることが更により好ましく、0.001質量%以下であることが特に好ましい。上記揮発分量の下限は特に限定されないが、0質量%であってもよく、0.0001質量%であってもよい。
上記揮発分量は、60℃で60分間試料を加熱し、得られたガス量により測定する値である。
[0133]
上記複合体(2)は、アルカリ金属イオン輸率が0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.8以上であることが更に好ましい。上記アルカリ金属イオン輸率の上限は特に限定されない。
上記アルカリ金属イオン輸率は、リチウムイオン輸率、ナトリウムイオン輸率又はカリウムイオン輸率であってよく、リチウムイオン輸率であることが好ましい。
上記アルカリ金属イオン輸率は、以下の方法により求める値である。
複素交流インピーダンス測定を行い、抵抗値(R0)を見積もる。その後、直流分極測定を行い、電流値が一定になったのを確認(初期電流値をI0、一定になった時の電流値をIsとする)する。その後、再び複素交流インピーダンス測定を行い、抵抗値(Rs)を見積もる。
下記式で表されるエバンス式により、アルカリ金属イオン輸率(t+)を算出する。
t+=Is(ΔV-I0・R0)/I0(ΔV-Is・Rs)
ΔV:印加電圧
R0、Rs、I0、Is:上記のとおり
[0134]
上記複合体(2)は、イオン伝導性及び耐電圧性が要求される分野において利用でき、例えば電池、特に二次電池の構成材料として好適に利用できる。
上記複合体(2)は、電解質に用いられることが好ましい。上記電解質は固体電解質でもゲル電解質でもよい。上記複合体(2)を、上記電解質として用いてもよく、上記電解質の構成材料として用いてもよい。
上記複合体(2)は、固体粒子間の空隙にも含浸可能であることから、電池を構成する固体粒子間、特に無機固体粒子間(好ましくはこれらの粒子間の空隙)に上記複合体(2)を存在させることも好ましい。この態様において、上記複合体(2)を電解質として機能させることも好ましい。
上記複合体(2)は、全固体電池、特に全固体二次電池の構成材料として好適に利用できる。なかでも、無機固体電解質を含む全固体電池の構成材料として特に好適に利用できる。
[0135]
本開示は、式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、上記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は上記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー、アルカリ金属塩、及び、溶媒を混合することにより混合物を得る工程(1)と、
上記混合物から上記溶媒を除去することにより、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩を含む複合体を得る工程(2)とを含むことを特徴とする複合体の製造方法にも関する。
本開示の製造方法によれば、上述した複合体(2)を好適に製造できる。
[0136]
本開示の製造方法における上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩としては、上記複合体(2)における含フッ素ポリマー(含フッ素ポリマー(2))及びアルカリ金属塩と同様のものが例示できる。
[0137]
工程(1)における上記溶媒は、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩を溶解可能なものであれば限定されず、水又は有機溶媒であってよいが、有機溶媒であることが好ましい。
上記溶媒は、更に、上述した有機ヘテロ系結晶をも溶解可能であることが好ましい。
[0138]
上記有機溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素系有機溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ジグライム、トリグライム等のエーテル系溶媒;キシレン、トルエン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素系溶媒;n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素系溶媒;それらの混合溶媒等が挙げられる。
なかでも、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素系有機溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒が好ましい。
[0139]
工程(1)において、各成分の混合順は特に限定されない。例えば、上記溶媒に上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩を同時に混合、溶解してもよく、上記溶媒に上記含フッ素ポリマーを混合、溶解し、次いで上記アルカリ金属塩を混合、溶解してもよく、上記溶媒に上記アルカリ金属塩を混合、溶解し、次いで上記含フッ素ポリマーを混合、溶解してもよい。
[0140]
工程(1)においては、更に、上述した有機ヘテロ系結晶を混合してもよい。この場合の混合順も特に限定されず、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩と同時に、上記有機ヘテロ系結晶を上記溶媒に混合、溶解してもよく、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩の前に、上記有機ヘテロ系結晶を上記溶媒に混合、溶解してもよく、上記含フッ素ポリマー及び上記アルカリ金属塩の後に混合、溶解してもよく、上記含フッ素ポリマーと上記アルカリ金属塩の間に混合、溶解してもよい。
[0141]
工程(2)における上記溶媒の除去は、例えば、乾燥によって行うことができる。必要に応じて加熱を行ってもよい。
乾燥、加熱の条件は、上記溶媒の種類等に応じて適宜決定することができる。
[0142]
本開示の製造方法は、更に、工程(1)で得られた前記混合物を対象物に塗布する工程(3)を含んでもよい。
工程(3)は、工程(1)の実施後、かつ工程(2)の実施前に実施することが好ましい。
[0143]
工程(3)における塗布は、ハケ塗り、スプレーコーティング、浸漬塗布、フローコーティング、ディスペンサーコーティング、スクリーンコーティング等の方法により行うことができる。
[0144]
工程(3)における上記対象物は、特に限定されず、用途に応じて選択すればよい。上記複合体を電池(好ましくは全固体電池)に使用する場合は、例えば電解質層(好ましくは無機固体電解質層)や電極層であってよい。
[0145]
本開示は、上述した本開示の構造体、又は、上述した本開示の複合体(複合体(2))を備える電池にも関する。
[0146]
本開示の電池は、二次電池であることが好ましい。
本開示の電池は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、カリウムイオン電池等のアルカリ金属イオン電池であることが好ましく、リチウムイオン電池であることがより好ましい。
[0147]
本開示の電池は、固体電解質電池、ゲル電解質電池等であってよい。上記固体電解質電池は、有機固体電解質電池であってもよく、無機固体電解質電池であってもよい。上記固体電解質電池は、全固体電池であってよい。
[0148]
上記有機固体電解質電池は、上記複合体(2)を備えることができる。例えば、上記複合体(2)を、有機固体電解質(固体ポリマー電解質)として使用することができる。
上記有機固体電解質電池は、全固体電池であってもよい。
[0149]
上記無機固体電解質電池は、本開示の構造体又は複合体(2)を備えることができる。例えば、本開示の構造体を上記無機固体電解質電池の基本構成に使用することができる。また、例えば、上記複合体(2)を、無機固体粒子(例えば、電極や電解質を構成する無機固体粒子)の間(好ましくはこれらの粒子間の空隙)に存在させることができる。この態様において、上記複合体(2)を電解質として機能させることもできる。
上記無機固体電解質電池は、全固体電池であってもよい。
[0150]
上記ゲル電解質電池は、上記複合体(2)を備えることができる。例えば、上記複合体(2)を、ゲル電解質において溶媒又は電解液を保持するポリマー材料として使用することができる。
[0151]
本開示の電池が全固体電池であることは、好適な態様の1つである。上記全固体電池は、全固体二次電池であることが好ましい。また、上記全固体電池は、無機固体電解質を含むことが好ましい。
上記全固体電池は、全固体リチウムイオン電池、全固体ナトリウムイオン電池、全固体カリウムイオン電池等の全固体アルカリ金属イオン電池であることが好ましく、全固体リチウムイオン電池であることがより好ましい。
[0152]
上記全固体電池は、
正極層と、
負極層と、
上記正極層及び上記負極層の間に形成された無機固体電解質層と、
上記正極層と上記無機固体電解質層との間、及び、上記負極層と上記無機固体電解質層との間の少なくとも一方に設けられた含フッ素ポリマー層と
を有することが好ましい。
[0153]
上記正極層及び上記負極層の少なくとも一方は、上述した本開示の構造体における電極層であることが好ましい。上記正極層及び上記負極層を構成する電極活物質及びその他の構成材料は、上述したとおりである。
[0154]
上記無機固体電解質層は、上述した本開示の構造体における無機固体電解質層であることが好ましい。上記無機固体電解質層を構成する無機固体電解質及びその他の構成材料は、上述したとおりである。
[0155]
上記含フッ素ポリマー層は、上述した本開示の構造体における含フッ素ポリマー層、又は、上述した本開示の複合体からなる層であることが好ましい。
[0156]
上記全固体電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型、角型等を挙げることができる。
[0157]
上記全固体電池は、例えば、上記正極層、上記含フッ素ポリマー層(存在する場合)、上記無機固体電解質層、上記含フッ素ポリマー層(存在する場合)、及び、上記負極層をこの順に積層して、所望によりプレスして積層体を作製し、この積層体を電池ケースの内部に収納し、所望により電池ケースをかしめる方法等により製造することができる。
実施例
[0158]
次に実施例を挙げて本開示を更に詳しく説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
[0159]
<複合体の製造>
実施例1~4
ポリマーとして、テトラフルオロエチレン及びN-ビニル-2-ピロリドンの共重合体(組成比(モル比)48:52)のポリマー1及び同共重合体(組成比(モル比)36:64)のポリマー2を用いた。溶媒としてのアセトンに上記ポリマー、表1に示すリチウム塩及び添加剤を加えて、ポリマーに対してリチウム塩20質量%、添加剤10質量%を含む溶液を作成した。
上記溶液をPET製のフィルムに塗布し、バーコーターで膜を形成し、高温乾燥機で徐々に溶媒を留去し、複合体1~4(固体電解質)を得た。その際、フィルムから膜を剥がすことができるかどうかにより、膜形成能を確認した。膜を剥がすことができた場合を〇(膜形成可能)、剥がすことができなかった場合を×(膜形成不可能)と評価した。
また、得られた膜の透明性を確認した。膜が透明であれば〇、白濁していれば×と評価した。膜が透明であることは、ポリマーにリチウム塩が充分に溶解していることを意味する。
結果を表1に示す。
また、得られた複合体の揮発分量を下記方法により測定した。結果を表2に示す。
[0160]
<揮発分量>
上記で得られた複合体1~4を60℃で60分間加熱し、発生したガス量を求めた。加熱前の複合体に対する上記ガスの質量割合を、揮発分量とした。
[0161]
比較例1、2
ポリマーとして、ポリマー1の代わりにポリマー3(ポリエチレンオキシド)を使用する点以外は実施例1と同様にして複合体5及び6を作成し、膜形成能及び透明性の評価を行った。結果を表1に示す。
[0162]
[表1]


[0163]
[表2]


[0164]
<電気化学的安定性測定>
LSV(Linear Sweep Voltammetry)法による測定を行い、耐酸化性を評価した。LSV測定はプロピレンカーボネートを溶媒として、3質量%のLiTFSI、2質量%のコハク酸ニトリルを入れた溶液を用いた。この溶液に上記ポリマー1を1質量%加えたもの(実施例5)及び上記ポリマー3を1質量%加えたもの(比較例3)の2種の調製を行った。測定容器に予め調製した各測定溶液を入れ、作用極に白金電極を、対極及び参照極にリチウム金属を浸したものをLSV測定用セルとし、OCV(Open Circuit Voltage)から掃引速度5mV/sで、酸化側に8V(vs.Li /Li)まで電位を掃引させ測定した。
結果を図1に示す。
[0165]
<イオン伝導度測定>
本測定用サンプルとして、実施例1及び比較例2と同様の複合体を用いた。ただし、膜形成時のPETフィルムを銅箔に変更し、ポリマー溶液を銅箔へ塗布し溶媒留去後、銅箔から剥がさずそのままコイン型の大きさにくりぬいた(複合体6の膜形成ができないことから、このように工程を変更した)。
ステンレススチールを作用電極及び相対電極にして、これら電極の間に上記の銅箔と複合体膜を介在させてコイン型電池を製造した。作成した電池を複素交流インピーダンス測定装置に銅線を用いて接続し、その抵抗を測定した。測定は電池を60℃に設定した恒温槽に3時間放置し、電解質と電極を十分になじませた後に行った。イオン伝導度σ(S/cm)は次のように定義される。
σ=C/R (C=l/s)
ここでlは試料の厚さ、sはその面積、Rは抵抗を示す。
結果を表3に示す。
[0166]
[表3]


請求の範囲

[請求項1]
電極層と、無機固体電解質層と、前記電極層と前記無機固体電解質層との間に設けられた含フッ素ポリマー層とを有し、
前記含フッ素ポリマー層は、含フッ素ポリマー及びアルカリ金属塩を含む複合体からなる
ことを特徴とする構造体。
[請求項2]
前記含フッ素ポリマーは、フッ素原子以外のヘテロ原子、及び、主鎖上のフッ素原子を含む請求項1記載の構造体。
[請求項3]
前記複合体は、更に、有機ヘテロ系結晶を含む請求項1又は2記載の構造体。
[請求項4]
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、前記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は前記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー、及び、アルカリ金属塩を含むことを特徴とする複合体。
[請求項5]
前記フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基は、水酸基、アミド基、カーボネート基及び、エステル基からなる群より選択される少なくとも1種である請求項4記載の複合体。
[請求項6]
前記構造単位(1)は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、及び、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位である請求項4又は5記載の複合体。
[請求項7]
前記構造単位(1)は、テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオロプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種に基づく構造単位であり、
前記構造単位(2)は、式(i):
[化1]


(式中、R 及びR は独立にH又は炭素数1~10のアルキル基)で示される化合物に基づく構造単位である請求項4~6のいずれかに記載の複合体。
[請求項8]
更に、有機ヘテロ系結晶を含む請求項4~7のいずれかに記載の複合体。
[請求項9]
前記有機ヘテロ系結晶は、ヘテロ原子と炭素原子とを含む、柔粘性結晶又は分子結晶である請求項8記載の複合体。
[請求項10]
電解質に用いられる請求項4~9のいずれかに記載の複合体。
[請求項11]
請求項1~3のいずれかに記載の構造体、又は、請求項4~10のいずれかに記載の複合体を備える電池。
[請求項12]
全固体電池である請求項11記載の電池。
[請求項13]
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、F、Cl、CF 、OR 11(R 11は炭素数1~8の有機基)である。ただし、R ~R の少なくとも1つはFである。)で示される構造単位(1)と、
式:
-[CR -CR ]-
(式中、R ~R は、互いに独立に、H、炭素数1~3のアルキル基、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基、又は、前記官能基を含む基である。ただし、R ~R の少なくとも1つは、フッ素原子以外のヘテロ原子を含む官能基又は前記官能基を含む基である。)で示される構造単位(2)とを含み、かつ、式:-(R O) -(R はパーフルオロアルキレン基、mは2以上の整数)で示される構造を含まない含フッ素ポリマー、アルカリ金属塩、及び、溶媒を混合することにより混合物を得る工程(1)と、
前記混合物から前記溶媒を除去することにより、前記含フッ素ポリマー及び前記アルカリ金属塩を含む複合体を得る工程(2)と
を含むことを特徴とする複合体の製造方法。
[請求項14]
更に、工程(1)で得られた前記混合物を対象物に塗布する工程(3)を含む請求項13記載の製造方法。

図面

[ 図 1]