ケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法
【課題】容易かつ確実にケトン化合物を製造することが可能な低コストのケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造する。
一般式（１）：
【化１】
一般式（２）：
【化２】
【解決手段】下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造する。
一般式（１）：
【化１】
一般式（２）：
【化２】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物は、炭素骨格（炭素鎖）の長さや分岐を多様に変化させることで、無機化合物に比べて種々の構造を形成することが可能であり、構造を変化させることで様々な物性を実現することができる。その中で、ケトン基（Ｃ＝Ｏ）を有する有機化合物（以下、「ケトン化合物」）は、有用性の高い有機化合物の一つであり、様々な分野で用いられている。ケトン化合物の合成方法には、たとえば、エーテル化合物をラジカル開始剤存在下で他有機化合物と反応させる方法が挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。そのほかにも、六価クロム化合物などを用いてアルコール体を酸化させる方法、１，３−ジチアンを用いて有機化合物分子内にケトン基を設ける方法、グリコールを開裂させる方法、オゾンを用いてアルケンを開裂させる方法、または芳香環を用いたフリーデル・クラフツ反応などが挙げられる。そして、目的とするケトン化合物や前駆体化合物の構造に応じて上記方法のいずれかが採用されている。
【０００３】
ケトン化合物の中でも、分子内にケトン基を３つ以上有する有機化合物は、抗菌化合物や除草剤の材料として利用されている。分子内にケトン基を３つ以上有する化合物としては、たとえば、上記化学式（Ａ）で表される構造を有する１，２，３−インダントリオンが挙げられる。
【０００４】
【化１】
【０００５】
上記１，２，３−インダントリオンに代表されるような、分子内に環構造を含み、その環構造が連続する３つのケトン基を含む有機化合物（以下、「環状トリケトン化合物」）の製造方法としては、分子内において１つの炭素原子に２つの水酸基が結合した前駆体化合物を高温加熱して、脱水反応により前駆体化合物からトリケトン化合物を製造する方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。一例として、前駆体化合物であるニンヒドリンから１，２，３−インダントリオンを製造する反応を下記反応式（Ｂ）に示す。なお、反応式（Ｂ）では、真空条件下で加熱して脱水反応を起こす。
【０００６】
【化２】
【０００７】
ケトン化合物の上記以外の用途としては、酸化還元能を利用した蓄電デバイス用電極活物質への用途が提案されている。たとえば、芳香環に２つのケトン基を有するキノン化合物を電極活物質に用いることが提案されている。具体的には、芳香環に２つのケトン基がパラ位に配された有機化合物、または芳香環に２つのケトン基がオルト位に配された有機化合物を、水溶液系二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。二次電池における電極反応は、ケトン基へのプロトンの付加および脱離に基づく。この電極活物質を用いることにより、可逆性に優れた二次電池が得られる。
しかし、これらの水溶液系二次電池では、一般的に電池電圧は１〜２Ｖ程度であり、非水系電池であるリチウム系二次電池の電池電圧３〜４Ｖよりも低く、リチウム系二次電池並みの高エネルギー密度を得ることは困難である。
【０００８】
水溶液系二次電池よりも高エネルギー密度が期待される非水系リチウム二次電池用の電極活物質に上記有機化合物を用いることが検討されている。たとえば、有機溶媒にリチウム塩が溶解した非水電解液を備えた蓄電デバイスの電極活物質にキノン化合物を用いることが提案されている。具体的には、芳香環に２つのケトン基がオルト位に配されたキノン化合物を非水電解液二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。また、芳香環に２つのケトン基がパラ位に配されたキノン化合物を高分子化したポリマーを非水電解液二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００８−２４６７４号公報
【特許文献２】特許第３０４５７５０号明細書
【特許文献３】特許第１４６９３２６号明細書
【特許文献４】特開平１０−１５４５１２号公報
【非特許文献１】W. Adam and W. S. Patterson, Journal of Organic Chemistry 1995, 60, 7769-7773
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように従来の前駆体化合物の脱水反応によりケトン化合物を製造する場合、加熱工程または触媒反応させる工程を要する。また、加熱または触媒の使用のために装置を準備する必要がある。このため、工程が複雑化し、製造コストが高くなる。
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するため、容易かつ確実にケトン化合物を製造することが可能な低コストのケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法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】
【００１０】
本発明のケトン化合物の製造方法は、下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造することを特徴とする。
【００１１】
【化３】
【００１２】
【化４】
【００１３】
一般式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。
【００１４】
前記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物であるのが好ましい。
【００１５】
【化５】
【００１６】
【化６】
【００１７】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００１８】
前記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（６）で表される構造を有するケトン化合物であるのが好ましい。
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
一般式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、
前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００２２】
また、本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２３】
【化９】
【００２４】
【化１０】
【００２５】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【００２６】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じであるのが好ましい。
本発明は、本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２７】
【化１１】
【００２８】
【化１２】
【００２９】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じであるのが好ましい。
【００３０】
本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極が、前記正極および負極のうち少なくとも一方であることを特徴とする。
【００３１】
【化１３】
【００３２】
【化１４】
【００３３】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、特定の前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させるという簡潔な方法により、ケトン化合物を効率よく製造することができる。従来の加熱工程および触媒反応工程が要らない。また、加熱装置などを設置する必要がない。このため、工程を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
また、蓄電デバイスの製造方法においても、従来の蓄電デバイスの製造工程から、触媒反応工程や加熱工程を省くことができ、工程を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物（以下、ケトン化合物（２）とする。）の製造方法に関し、下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（１）とする。）を非プロトン性溶媒に浸漬する点に特徴を有する。
【００３６】
【化１５】
【００３７】
【化１６】
【００３８】
式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。
たとえば、式（２）中の３つのケトン基と、Ｒ1およびＲ2中の１つ以上のケトン基とにより、４つ以上のケトン基が連続して結合してもよい。また、Ｒ1およびＲ2が、３つのケトン基が連続して結合した構造を含んでもよい。
【００３９】
前駆体化合物（１）は、分子内に、１つの炭素原子が、２つのケトン基および２つの水酸基と結合した構造を含む。プロピレンカーボネートのような非プロトン性溶媒に、前駆体化合物（１）を浸漬すると、非プロトン性溶媒中において前駆体化合物（１）は脱水反応を起こし、前駆体化合物（１）内に存在する２つの水酸基からＨ2Ｏが取り除かれて、３つのケトン基が連続して結合したケトン化合物（２）が得られる。上記脱水反応は、非プロトン性溶媒を用いるだけで、加熱や触媒を要せずに、室温にて進行する。脱水反応を促進させるために、非プロトン性溶媒を撹拌するのが好ましい。脱水反応を下記式（１ａ）に示す。
【００４０】
【化１７】
【００４１】
本発明のケトン化合物の製造方法は、非プロトン性溶媒に浸漬するという簡潔な方法であり、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置を設ける必要がない。このため、ケトン化合物の製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００４２】
ここでいう非プロトン性溶媒とは、有機溶媒であり、有機溶媒がプロトン（Ｈ+）を放出したり、水素結合を供与したりする性質が非常に弱い溶媒をいう。プロピレンカーボネートやエチルメチルカーボネートのような非プロトン性溶媒を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。非プロトン性溶媒中で前駆体化合物を脱水反応させるため、非プロトン性溶媒中の水分量は１００ｐｐｍ未満であるのが好ましい。
【００４３】
ケトン化合物を蓄電デバイス用電極活物質として用いる場合、ケトン化合物の構造安定性および電気化学特性の観点から、ケトン化合物（２）は、分子内に環構造を含み、前記環は少なくとも３つのケトン基が隣接した構造を含む環状トリケトン化合物であるのが好ましい。
ケトン化合物を蓄電デバイス用電極活物質として用いる場合、非プロトン性溶媒としては、蓄電デバイスの非水電解液に用いられるプロピレンカーボネートやエチルメチルカーボネートのような非水溶媒を用いればよい。
【００４４】
蓄電デバイスとしては、たとえば、一次電池、二次電池、キャパシタ、電解コンデンサ、センサー、またはエレクトロクロミック素子が挙げられる。また、トリケトン化合物を溶媒に溶解させたトリケトン化合物溶液を、液体供給手段を用いて、電極に供給し、電極活物質を溶媒に溶解させた状態で充放電可能なレドックスフロー型蓄電デバイスが挙げられる。
【００４５】
環状トリケトン化合物としては、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物（以下、ケトン化合物（４）とする。）が挙げられる。
ケトン化合物（４）は、下記式（３）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（３）とする。）を非プロトン溶媒に浸漬することにより得られる。
【００４６】
【化１８】
【００４７】
【化１９】
【００４８】
式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００４９】
ケトン化合物（４）としては、たとえば、下記一般式（６）で表される構造を有する５員環の環構造を有するトリケトン化合物（以下、トリケトン化合物（６）とする。）が挙げられる。トリケトン化合物（６）は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（５）とする。）を非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００５０】
【化２０】
【００５１】
【化２１】
【００５２】
式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、
前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。式（５）および（６）中のＲ3〜Ｒ6は、電子吸引性の高い置換基であるのが好ましい。より具体的には、フェニル基などのアリール基、シアノ基、またはフルオロ基が好ましい。
【００５３】
トリケトン化合物（６）としては、たとえば、下記一般式（８）で表される構造を有する１，２，３−インダントリオン（以下、ケトン化合物（８）とする。）が挙げられる。ケトン化合物（８）は、下記一般式（７）で表される構造を有するニンヒドリンを非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００５４】
【化２２】
【００５５】
【化２３】
【００５６】
本発明の製造方法により得られるケトン化合物は、上記一般式（４）、（６）または（８）のケトン化合物を基本ユニット（単量体）としてこれが複数個結合した多量体でもよく、多量体が複数個結合した高分子体でもよい。多量体または高分子体である場合、より大きな反応電子数が得られる。
なお、ここでいう多量体とは、少なくとも２個以上の基本ユニット（単量体）を含む化合物を指し、２個〜５０個程度の基本ユニットが結合してなる化合物が一般的である。
また、ここでいう高分子体とは、分子量１００００以上の化合物を指し、上限は特に限定されないが、分子量１００００００以下の化合物が一般的に多く用いられる。
たとえば、多量体としては、以下の化学式（９）〜（１１）で表される構造を有するケトン化合物が挙げられる。
【００５７】
【化２４】
【００５８】
【化２５】
【００５９】
【化２６】
【００６０】
上記化学式（９）〜（１１）は、それぞれ下記化学式（１２）〜（１４）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００６１】
【化２７】
【００６２】
【化２８】
【００６３】
【化２９】
【００６４】
また、本発明の製造方法により得られるケトン化合物は、分子内に、少なくとも３つのケトン基が隣接して存在する部位を１つ有する化合物でもよく、上記部位を複数個有する化合物でもよい。上記部位を複数個有する化合物としては、たとえば、化学式（１５）で表される構造を有するケトン化合物が挙げられる。この場合、前駆体化合物には化学式（１６）で表される構造を有する化合物を用いればよい。
【００６５】
【化３０】
【００６６】
【化３１】
【００６７】
以下、本発明の蓄電デバイスの製造方法について説明する。
（１）第１の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
前駆体化合物（３）を非プロトン性溶媒に浸漬し、ケトン化合物（４）を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極の少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
また、非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒に、非水電解液に用いられる非水溶媒と同じものを用いるのが好ましい。
【００６８】
以下、本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図１に示す本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ａ１）：浸漬工程>
前駆体化合物（３）を非プロトン性溶媒に浸漬し、ケトン化合物（４）を製造する。非プロトン性溶媒中の水分量は１００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。製造時に使用する非プロトン性溶媒は１種類を用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒は、蓄電デバイスに用いられる非水電解液中の非水溶媒と同じであるのが好ましい。
非水電解液電池では、水以外の非水溶媒および非水溶媒に溶解する支持塩からなる非水電解質が用いられている。
前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させる時間は、前駆体化合物の量、非プロトン性溶媒の種類および量、ならびに浸漬条件により応じて適宜決めればよい。
浸漬条件は適宜変更すればよい。ケトン化合物を含む電極（作用極）および非水電解質を用いてサイクリックボルタンメトリーを実施し、ケトン化合物による酸化還元反応を確認することにより、ケトン化合物が得られたと判断することができる。
【００６９】
<工程（Ａ２）：電極製造工程>
得られたケトン化合物を活物質として含む電極を製造する。電極の製造工程としては、この分野で常用されている方法を用いればよい。たとえば、得られたケトン化合物に、結着剤および導電材を加えて電極合剤を得、この電極合剤を集電体上に塗布して、集電体上に電極合剤層を形成し、電極を得る。
【００７０】
<工程（Ａ３）：蓄電デバイス組立工程>
得られた電極を用いて、蓄電デバイスを組み立てる。
本発明の蓄電デバイスの製造方法により製造される蓄電デバイスは、正極と、負極と、正極と負極との間に配されるセパレータと、非水電解液とを具備する。上記で得られた電極を、正極および負極の少なくとも一方に用いる。
蓄電デバイスの組み立て工程は、この分野で常用されている工程であればよい。たとえば、正極と負極との間にセパレータを介在させて電極群を作製する工程、この電極群を電池ケースに収納し、非水電解液を注入する工程、電池ケースを密閉する工程を含む。非水電解液の注入は、通常、常温・常圧下で行うが、非水電解液の粘度が高い場合には、加温または加圧状態で非水電解液を注入してもよい。
【００７１】
次に、蓄電デバイスの構成部材について説明する。
正極は、正極集電体および正極集電体上に形成された正極活物質層からなる。正極集電板としては、この分野で常用されているものを使用すればよい。たとえば、ニッケル、アルミニウム、金、銀、銅、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材料からなる多孔質または無孔のシート状物またはフィルム状物を使用すればよい。シート状物またはフィルム状物は、たとえば金属箔やメッシュ体である。正極活物質層と正極集電体との結合強化を図るために、正極集電層と正極集電体とを化学的または物理的に結合させてもよい。
【００７２】
本発明の製造方法を用いて得られたケトン化合物を正極活物質として用いる場合、負極活物質には、Ｌｉイオンを吸蔵放出可能な材料が用いられる。たとえば、負極活物質には、炭素、黒鉛化炭素（グラファイト）、非結晶炭素などの炭素化合物、リチウム金属、リチウム含有複合窒化物、リチウム含有チタン化合物、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物もしくはＳｉ合金等のＳｉ化合物、Ｓｎ、またはＳｎ酸化物もしくはＳ合金等のＳｎ化合物が用いられる。
【００７３】
電子伝導補助剤およびイオン伝導補助剤は、電極の抵抗を低減するために用いられる。電子伝導補助剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、カーボンブラック、グラファイト、もしくはアセチレンブラックのような炭素材料、またはポリアニリン、ポリピロール、もしくはポリチオフェンのような導電性高分子化合物が挙げられる。イオン伝導補助剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチルなどのゲル電解質が挙げられる。
【００７４】
結着剤は、電極の構成材料の結着性を向上させるために用いられる。結着剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルライドーヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライドーテトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンーブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリイミドが挙げられる。
【００７５】
負極は、負極集電体および前記負極集電体上に形成される負極活物質層からなる。負極集電体には、上記記載の正極集電体に使用可能な金属材料から、蓄電デバイス構成に適した金属材料を選定すればよい。負極集電体の表面にも、正極集電体と同様に、カーボンなどの炭素材料を塗布し、抵抗値の低減、触媒効果の付与、負極活物質層と負極集電体との結合強化などを図ってもよい。
【００７６】
本発明の製造方法を用いて得られたケトン化合物を負極活物質として用いる場合、正極活物質には、たとえば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウム含有金属酸化物、活性炭、酸化還元可能な有機化合物が用いられる。酸化還元可能な有機化合物としては、テトラチアフルバレンに代表されるπ電子共役雲を分子内に有する有機化合物や、ニトロキシラジカルに代表される安定ラジカルを分子内に有する有機化合物が用いられる。負極の電子伝導補助剤、イオン伝導補助剤、および結着剤には、正極の電子伝導補助剤、イオン伝導性補助剤、および結着剤と同じものを用いればよい。
【００７７】
セパレータには、たとえば、所定のイオン透過度、機械的強度、および絶縁性を有する微多孔性のシートまたはフィルムが用いられる。セパレータには、たとえば、織布または不織布が用いられる。また、セパレータには、各種樹脂材料が用いられるが、耐久性、シャットダウン機能、および蓄電デバイスの安全性の観点から、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを用いるのが好ましい。なお、シャットダウン機能とは、蓄電デバイスの発熱量が大幅に増大した際に貫通孔が閉塞し、イオン透過性が低下し、蓄電デバイスの反応を遮断する機能である。
【００７８】
非水電解質としては、たとえば、液状電解質またはゲル電解質が用いられる。
液状の非水電解質は非水溶媒および非水溶媒に溶解する支持塩を含む。支持塩としては、リチウムイオン電池や非水系電気二重層キャパシタに通常用いられる支持塩を用いればよい。たとえば、以下のカチオンとアニオンとからなる支持塩が挙げられる。カチオンとしては、たとえば、リチウム、ナトリウム、もしくはカリウムなどのアルカリ金属のカチオン、マグネシウムなどのアルカリ土類金属のカチオン、またはテトラエチルアンモニウムもしくは１，３−エチルメチルイミダゾリウムなどの４級アンモニウムカチオンを使用できる。これらのカチオン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。アニオンとしては、たとえば、ハロゲン化物アニオン、過塩素酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、四ホウフッ化物アニオン、トリフルオロリン６フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、またはビス（パーフルオロエチルスルホニル）イミドアニオンが挙げられる。これらのアニオン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。支持塩としては、リチウムカチオンおよび上記アニオンからなるリチウム塩が好ましい。
【００７９】
支持塩が液状である場合、支持塩と溶媒とを混合してもよく、混合しなくてもよい。支持塩が固体状である場合、溶媒に支持塩を溶解して用いるのが好ましい。
溶媒としては、リチウムイオン電池や非水系電気二重層キャパシタに用いられる非水溶媒を用いればよい。たとえば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリルが用いられる。これらの非水溶媒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。
【００８０】
ゲル電解質としては、たとえば、樹脂材料、非水溶媒、および支持塩の混合物が用いられる。樹脂材料としては、たとえば、ポリアクリロニトリル、エチレンとアクリロニトリルとのコポリマー、これらを架橋したポリマーが挙げられる。非水溶媒としては、たとえば、エチレンカーボネート、またはプロピレンカーボネートなどの低分子量の非プロトン性溶媒が用いられる。支持塩としては、上記と同じものを使用できる。ゲル電解質はセパレータを兼ねることができる。
【００８１】
（２）第２の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
上記前駆体化合物（３）を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、上記ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極の少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
また、非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒に、非水電解液に用いられる非水溶媒と同じものを用いるのが好ましい。
【００８２】
以下、本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図２に示す本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ｂ１）：前駆体電極製造工程>
前駆体化合物（３）を含む前駆体電極を製造する。たとえば、前駆体化合物（３）と、結着剤、電子伝導補助剤、およびイオン伝導補助剤を加えて前駆体合剤を集電体上に塗布し、集電体上に前駆体合剤層が形成された前駆体電極を製造する。
【００８３】
<工程（Ｂ２）：浸漬工程>
得られた前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、前駆体電極内に含まれる前駆体化合物を脱水反応させて、ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する。
前駆体電極全体にすばやく非プロトン性溶媒を含浸させるために、工程（Ｂ２）では、脱気して一度減圧状態とし、その後常圧に戻してもよい。
【００８４】
<工程（Ｂ３）：蓄電デバイス組立工程>
工程（Ｂ３）では、上記工程（Ａ３）と同じ方法により蓄電デバイスを組み立てればよい。
【００８５】
（２）本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法は、
正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
上記一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、上記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極のうち少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。第２工程の注液工程がケトン化合物の製造工程を兼ねている。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００８６】
以下、本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図３に示す本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ｃ１）：前駆体電極製造工程>
工程（Ｃ１）では、上記工程（Ｂ１）と同様の方法を用いればよい。
【００８７】
<工程（Ｃ２）：蓄電デバイス組立工程>
一対の電極およびセパレータからなり、前記一対の電極の少なくとも一方が前駆体電極である電極群を電池ケースに収納した後、電池ケース内に非水電解液を注液する（注液工程）。一対の電極の組み合わせとしては、前駆体正極および負極、正極および前駆体負極、前駆体正極および前駆体負極が挙げられる。
上記注液工程において、前駆体電極が非プロトン性溶媒を含む非水電解液に浸漬するため、前駆体電極内に含まれる前駆体化合物が脱水反応を起こし、ケトン化合物（４）を得る。このようにして、注液工程において、ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する。この電極は、正極および負極の少なくとも一方として用いられる。上記以外は、上記工程（Ａ３）と同様の方法により蓄電デバイスを組み立てればよい。
上記方法では、注液工程が浸漬工程を兼ねるため、浸漬工程を別途設ける必要がなく、蓄電デバイスの製造工程を簡略化できる。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
《実施例１》
ポリプロピレン容器内の非プロトン性溶媒としてのプロピレンカーボネート１００重量部中に前駆体化合物としてのニンヒドリン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を０．２重量部投入し、５分間撹拌した（浸漬工程）。この浸漬工程は、ガス精製装置を備えたグローボックス内で実施し、グローボップ内は室温２５℃およびアルゴン雰囲気とした。
【００８９】
《比較例１》
ニンヒドリンを真空下にて３００℃に加熱し、環状トリケトン化合物である１，２，３−インダントリオンを得た。プロピレンカーボネート１００重量部に１，２，３−インダントリオン０．２重量部を投入し、５分間撹拌した。
【００９０】
［評価１］
実施例１および比較例１でプロピレンカーボネート内の有機化合物を紫外・可視分光法により評価した。この評価は、５分間撹拌した直後に行った。
有機化合物を浸漬させたプロピレンカーボネートを石英ガラス製の紫外・可視分光法専用容器に入れた後、規定の波長範囲で各溶液の吸収スペクトルを測定した。波長範囲は、１０１０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内において、各溶液の吸収スペクトルが測定する範囲に応じて適宜調整した。この評価は、上記グローボックス内で行った。
【００９１】
実施例１および比較例１の紫外・可視光の吸収スペクトルを図４および図５に示す。図４に示すように、実施例１のプロピレンカーボネートでは、５５０ｎｍ〜６００ｎｍにおいて吸収スペクトルのピークが確認された。図５に示すように、１，２，３−インダントリオンを入れたプロピレンカーボネートでは、図４と同様に、５５０ｎｍ〜６００ｎｍにおいて吸収スペクトルのピークが確認された。このピークは１，２，３-インダントリオンの構造に由来する。以上の結果から、実施例１の方法では、プロピレンカーボネート内のニンヒドリンが１，２，３−インダントリオンに変化したことが確かめられた。また、実施例１および比較例１の５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトル強度を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１に示すように、実施例１における５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトルのピーク強度が、比較例１の１，２，３−インダントリオンを入れたプロピレンカーボネートにおける５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトルのピーク強度と同程度であることがわかった。吸収スペクトル強度は溶媒中の溶質濃度に比例するため、ニンヒドリンから１，２，３−インダントリオンへの変換率はほぼ１００％であることが確かめられた。
【００９４】
上記の結果より、前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させることにより、ケトン化合物を製造できることが確かめられた。また、本発明のケトン化合物の製造方法では、室温下で短時間にケトン化合物が得られることがわかった。本発明のケトン化合物の製造方法では、触媒を使用することや真空下で加熱処理することがなく、製造コストの低減、および工程の簡素化の観点から、本発明のケトン化合物の製造方法は有用であることが示された。
【００９５】
《実施例２》
本発明の蓄電デバイスの製造方法により、図６に示す３電極式の蓄電デバイスを作製した。図６は、蓄電デバイスの概略構成図である。蓄電デバイスの作製は、ガス精製装置を備えたグローボックス内で行った。グローボックス内は室温（２５℃）およびアルゴン雰囲気とした。
【００９６】
電極を収容するための第１の電極収納部６７ａおよび第２の電極収納部６７ｃ、ならびに電極収納部間を連絡する連絡部６７ｂを有するガラス製のセル６７を準備した。セル６７の第２の収納部６７ｃには非水電解液６１を入れた。非水電解液６１には、濃度１ｍｏｌ／Ｌのほうフッ化リチウムが溶解したプロピレンカーボネートを用いた。セル６７の第１電極収納部６７ａには、非水電解液６１と同じ組成の非水電解液に前駆体化合物としてのニンヒドリンを１ｍｍｏｌ／Ｌ加えた非水電解液を入れた。このとき、非水電解液中のプロピレンカーボネートによりニンヒドリンの脱水反応が生じ、環状トリケトン化合物として１，２，３−インダントリオンが生成した。このようにして、環状トリケトン化合物が１ｍｍｏｌ／Ｌ溶解した非水電解液６５を得た。第１の電極収納部６７ａには、溶解さした環状トリケトン化合物が酸化還元するための正極６２を配した。正極６２には、直径３ｍｍφのグラッシーカーボン電極（ＢＡＳ社製）を用いた。第２の電極収納部６７ｃには、負極６３および参照電極６４を配した。負極６３には、１０ｍｍ角のメッシュ状のニッケル集電板に、金属リチウム板（厚み３００μｍ）を貼り付けたものを用いた。参照電極６４には、７ｍｍ角のメッシュ状ニッケル集電板に、金属リチウム（３００μｍ）を貼り付けたものを用いた。正極６２を非水電解液６５に浸漬し、負極６３および参照電極６４を非水電解液６１に浸漬した。連絡部６７ｂ内に設けられたガラスフィルター６６（セパレータ）により、非水電解液６１と非水電解液６５とを隔離した。このようにして、環状トリケトン化合物は負極側の非水電解液６１と混合しない蓄電デバイスＡを構成した。
【００９７】
《比較例２》
ニンヒドリンを真空下にて３００℃に加熱し、環状トリケトン化合物である１，２，３−インダントリオンを得た。セル６７の第１電極収納部６７に、上記非水電解質６５の代わりに非水電解液６１と同じ組成の非水電解液に１，２，３−インダントリオンを１ｍｍｏｌ／Ｌ加えた非水電解液を入れた。これ以外、実施例２と同様の方法により蓄電デバイスＢを作製した。
【００９８】
［評価２］
実施例２および比較例２の製造方法で得られた蓄電デバイスＡおよびＢを以下のように評価した。この評価は、上記グローボックス内にて行った。評価は、蓄電デバイス製造直後に行った。
蓄電デバイスの正極を電位走査し、正極活物質の還元（放電）反応および酸化（充電）反応を評価した。具体的には、リチウム参照電極基準に対して１．０〜４．０Ｖの電位範囲において、自然電位（平衡電位）から放電側（卑な方向）へ電位走査し、その後充電側（貴な方向）へ電子走査した。そして、規定の電位範囲で電位を３往復走査した。走査する電位範囲は、１．０〜４．０Ｖの範囲内において、正極活物質の酸化還元反応に相当するピークが見られる電位を含む範囲に適宜調節した。走査速度は２０ｍＶ／ｓｅｃとした。初期の電位走査時には電流が安定しなかったため、３往復目の電位走査時の電流―電位曲線を図７および図８に示す。
【００９９】
図７は、蓄電デバイスＡの場合のサイクリックボルタモグラムを示し、図８は、蓄電デバイスＢの場合のサイクリックボルタモグラムを示す。図７および８に示すように、蓄電デバイスＡおよびＢでは、２段階の酸化還元反応が確認された。蓄電デバイスＡおよびＢにおける正極の酸化還元電位を表２に示す。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２に示すように、蓄電デバイスＡは、蓄電デバイスＢと酸化還元電位がほぼ同じであった。上記の結果より、本発明の製造方法により得られた蓄電デバイスＡは、蓄電デバイスＢと、同じ動作をすることが確認された。
蓄電デバイスＡの製造方法では、蓄電デバイスＢの製造方法のようなニンヒドリンの加熱工程が要らない。また、蓄電デバイスＡの製造方法では、注液工程が環状トリケトン化合物の製造工程を兼ねる。このことから、蓄電デバイスＡの製造方法では、環状トリケトン化合物を容易にかつ確実に製造できると同時に、製造工程を簡素化でき、製造コストを低減することができることが確かめられた。
なお、本発明の実施例２では、上記本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法により蓄電デバイスを製造したが、本発明の第１および２の蓄電デバイスの製造方法により蓄電デバイスを作製した場合でも、上記と同様の結果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の製造方法により得られる蓄電デバイスは、各種携帯電子機器や輸送機器の電源、または無停電電源装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態３における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図４】本発明の実施例１の溶媒中の有機化合物の紫外・可視分光法の吸収スペクトルである。
【図５】従来の比較例１の溶媒中の有機化合物の紫外・可視分光法の吸収スペクトルである。
【図６】本発明の実施例２の蓄電デバイスの概略構成図である。
【図７】本発明の実施例２の蓄電デバイスのサイクリックボルタモグラムである。
【図８】従来の比較例２の蓄電デバイスのサイクリックボルタモグラムである。
【符号の説明】
【０１０４】
６１ 非水電解液
６２ 正極
６３ 負極
６４ 参照電極
６５ 環状トリケトン化合物を含む非水電解液
６６ ガラスフィルター
６７ａ 第１の電極収納部
６７ｂ 連絡部
６７ｃ 第２の電極収納部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物は、炭素骨格（炭素鎖）の長さや分岐を多様に変化させることで、無機化合物に比べて種々の構造を形成することが可能であり、構造を変化させることで様々な物性を実現することができる。その中で、ケトン基（Ｃ＝Ｏ）を有する有機化合物（以下、「ケトン化合物」）は、有用性の高い有機化合物の一つであり、様々な分野で用いられている。ケトン化合物の合成方法には、たとえば、エーテル化合物をラジカル開始剤存在下で他有機化合物と反応させる方法が挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。そのほかにも、六価クロム化合物などを用いてアルコール体を酸化させる方法、１，３−ジチアンを用いて有機化合物分子内にケトン基を設ける方法、グリコールを開裂させる方法、オゾンを用いてアルケンを開裂させる方法、または芳香環を用いたフリーデル・クラフツ反応などが挙げられる。そして、目的とするケトン化合物や前駆体化合物の構造に応じて上記方法のいずれかが採用されている。
【０００３】
ケトン化合物の中でも、分子内にケトン基を３つ以上有する有機化合物は、抗菌化合物や除草剤の材料として利用されている。分子内にケトン基を３つ以上有する化合物としては、たとえば、上記化学式（Ａ）で表される構造を有する１，２，３−インダントリオンが挙げられる。
【０００４】
【化１】
【０００５】
上記１，２，３−インダントリオンに代表されるような、分子内に環構造を含み、その環構造が連続する３つのケトン基を含む有機化合物（以下、「環状トリケトン化合物」）の製造方法としては、分子内において１つの炭素原子に２つの水酸基が結合した前駆体化合物を高温加熱して、脱水反応により前駆体化合物からトリケトン化合物を製造する方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。一例として、前駆体化合物であるニンヒドリンから１，２，３−インダントリオンを製造する反応を下記反応式（Ｂ）に示す。なお、反応式（Ｂ）では、真空条件下で加熱して脱水反応を起こす。
【０００６】
【化２】
【０００７】
ケトン化合物の上記以外の用途としては、酸化還元能を利用した蓄電デバイス用電極活物質への用途が提案されている。たとえば、芳香環に２つのケトン基を有するキノン化合物を電極活物質に用いることが提案されている。具体的には、芳香環に２つのケトン基がパラ位に配された有機化合物、または芳香環に２つのケトン基がオルト位に配された有機化合物を、水溶液系二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。二次電池における電極反応は、ケトン基へのプロトンの付加および脱離に基づく。この電極活物質を用いることにより、可逆性に優れた二次電池が得られる。
しかし、これらの水溶液系二次電池では、一般的に電池電圧は１〜２Ｖ程度であり、非水系電池であるリチウム系二次電池の電池電圧３〜４Ｖよりも低く、リチウム系二次電池並みの高エネルギー密度を得ることは困難である。
【０００８】
水溶液系二次電池よりも高エネルギー密度が期待される非水系リチウム二次電池用の電極活物質に上記有機化合物を用いることが検討されている。たとえば、有機溶媒にリチウム塩が溶解した非水電解液を備えた蓄電デバイスの電極活物質にキノン化合物を用いることが提案されている。具体的には、芳香環に２つのケトン基がオルト位に配されたキノン化合物を非水電解液二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。また、芳香環に２つのケトン基がパラ位に配されたキノン化合物を高分子化したポリマーを非水電解液二次電池の電極活物質に用いることが提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００８−２４６７４号公報
【特許文献２】特許第３０４５７５０号明細書
【特許文献３】特許第１４６９３２６号明細書
【特許文献４】特開平１０−１５４５１２号公報
【非特許文献１】W. Adam and W. S. Patterson, Journal of Organic Chemistry 1995, 60, 7769-7773
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように従来の前駆体化合物の脱水反応によりケトン化合物を製造する場合、加熱工程または触媒反応させる工程を要する。また、加熱または触媒の使用のために装置を準備する必要がある。このため、工程が複雑化し、製造コストが高くなる。
そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するため、容易かつ確実にケトン化合物を製造することが可能な低コストのケトン化合物の製造方法および蓄電デバイスの製造方法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】
【００１０】
本発明のケトン化合物の製造方法は、下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造することを特徴とする。
【００１１】
【化３】
【００１２】
【化４】
【００１３】
一般式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。
【００１４】
前記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物であるのが好ましい。
【００１５】
【化５】
【００１６】
【化６】
【００１７】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００１８】
前記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（６）で表される構造を有するケトン化合物であるのが好ましい。
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
一般式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、
前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００２２】
また、本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２３】
【化９】
【００２４】
【化１０】
【００２５】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【００２６】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じであるのが好ましい。
本発明は、本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２７】
【化１１】
【００２８】
【化１２】
【００２９】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じであるのが好ましい。
【００３０】
本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極が、前記正極および負極のうち少なくとも一方であることを特徴とする。
【００３１】
【化１３】
【００３２】
【化１４】
【００３３】
一般式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、特定の前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させるという簡潔な方法により、ケトン化合物を効率よく製造することができる。従来の加熱工程および触媒反応工程が要らない。また、加熱装置などを設置する必要がない。このため、工程を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
また、蓄電デバイスの製造方法においても、従来の蓄電デバイスの製造工程から、触媒反応工程や加熱工程を省くことができ、工程を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物（以下、ケトン化合物（２）とする。）の製造方法に関し、下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（１）とする。）を非プロトン性溶媒に浸漬する点に特徴を有する。
【００３６】
【化１５】
【００３７】
【化１６】
【００３８】
式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。
たとえば、式（２）中の３つのケトン基と、Ｒ1およびＲ2中の１つ以上のケトン基とにより、４つ以上のケトン基が連続して結合してもよい。また、Ｒ1およびＲ2が、３つのケトン基が連続して結合した構造を含んでもよい。
【００３９】
前駆体化合物（１）は、分子内に、１つの炭素原子が、２つのケトン基および２つの水酸基と結合した構造を含む。プロピレンカーボネートのような非プロトン性溶媒に、前駆体化合物（１）を浸漬すると、非プロトン性溶媒中において前駆体化合物（１）は脱水反応を起こし、前駆体化合物（１）内に存在する２つの水酸基からＨ2Ｏが取り除かれて、３つのケトン基が連続して結合したケトン化合物（２）が得られる。上記脱水反応は、非プロトン性溶媒を用いるだけで、加熱や触媒を要せずに、室温にて進行する。脱水反応を促進させるために、非プロトン性溶媒を撹拌するのが好ましい。脱水反応を下記式（１ａ）に示す。
【００４０】
【化１７】
【００４１】
本発明のケトン化合物の製造方法は、非プロトン性溶媒に浸漬するという簡潔な方法であり、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置を設ける必要がない。このため、ケトン化合物の製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００４２】
ここでいう非プロトン性溶媒とは、有機溶媒であり、有機溶媒がプロトン（Ｈ+）を放出したり、水素結合を供与したりする性質が非常に弱い溶媒をいう。プロピレンカーボネートやエチルメチルカーボネートのような非プロトン性溶媒を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。非プロトン性溶媒中で前駆体化合物を脱水反応させるため、非プロトン性溶媒中の水分量は１００ｐｐｍ未満であるのが好ましい。
【００４３】
ケトン化合物を蓄電デバイス用電極活物質として用いる場合、ケトン化合物の構造安定性および電気化学特性の観点から、ケトン化合物（２）は、分子内に環構造を含み、前記環は少なくとも３つのケトン基が隣接した構造を含む環状トリケトン化合物であるのが好ましい。
ケトン化合物を蓄電デバイス用電極活物質として用いる場合、非プロトン性溶媒としては、蓄電デバイスの非水電解液に用いられるプロピレンカーボネートやエチルメチルカーボネートのような非水溶媒を用いればよい。
【００４４】
蓄電デバイスとしては、たとえば、一次電池、二次電池、キャパシタ、電解コンデンサ、センサー、またはエレクトロクロミック素子が挙げられる。また、トリケトン化合物を溶媒に溶解させたトリケトン化合物溶液を、液体供給手段を用いて、電極に供給し、電極活物質を溶媒に溶解させた状態で充放電可能なレドックスフロー型蓄電デバイスが挙げられる。
【００４５】
環状トリケトン化合物としては、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物（以下、ケトン化合物（４）とする。）が挙げられる。
ケトン化合物（４）は、下記式（３）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（３）とする。）を非プロトン溶媒に浸漬することにより得られる。
【００４６】
【化１８】
【００４７】
【化１９】
【００４８】
式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。
【００４９】
ケトン化合物（４）としては、たとえば、下記一般式（６）で表される構造を有する５員環の環構造を有するトリケトン化合物（以下、トリケトン化合物（６）とする。）が挙げられる。トリケトン化合物（６）は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物（以下、前駆体化合物（５）とする。）を非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００５０】
【化２０】
【００５１】
【化２１】
【００５２】
式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、
前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。式（５）および（６）中のＲ3〜Ｒ6は、電子吸引性の高い置換基であるのが好ましい。より具体的には、フェニル基などのアリール基、シアノ基、またはフルオロ基が好ましい。
【００５３】
トリケトン化合物（６）としては、たとえば、下記一般式（８）で表される構造を有する１，２，３−インダントリオン（以下、ケトン化合物（８）とする。）が挙げられる。ケトン化合物（８）は、下記一般式（７）で表される構造を有するニンヒドリンを非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００５４】
【化２２】
【００５５】
【化２３】
【００５６】
本発明の製造方法により得られるケトン化合物は、上記一般式（４）、（６）または（８）のケトン化合物を基本ユニット（単量体）としてこれが複数個結合した多量体でもよく、多量体が複数個結合した高分子体でもよい。多量体または高分子体である場合、より大きな反応電子数が得られる。
なお、ここでいう多量体とは、少なくとも２個以上の基本ユニット（単量体）を含む化合物を指し、２個〜５０個程度の基本ユニットが結合してなる化合物が一般的である。
また、ここでいう高分子体とは、分子量１００００以上の化合物を指し、上限は特に限定されないが、分子量１００００００以下の化合物が一般的に多く用いられる。
たとえば、多量体としては、以下の化学式（９）〜（１１）で表される構造を有するケトン化合物が挙げられる。
【００５７】
【化２４】
【００５８】
【化２５】
【００５９】
【化２６】
【００６０】
上記化学式（９）〜（１１）は、それぞれ下記化学式（１２）〜（１４）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬することにより得られる。
【００６１】
【化２７】
【００６２】
【化２８】
【００６３】
【化２９】
【００６４】
また、本発明の製造方法により得られるケトン化合物は、分子内に、少なくとも３つのケトン基が隣接して存在する部位を１つ有する化合物でもよく、上記部位を複数個有する化合物でもよい。上記部位を複数個有する化合物としては、たとえば、化学式（１５）で表される構造を有するケトン化合物が挙げられる。この場合、前駆体化合物には化学式（１６）で表される構造を有する化合物を用いればよい。
【００６５】
【化３０】
【００６６】
【化３１】
【００６７】
以下、本発明の蓄電デバイスの製造方法について説明する。
（１）第１の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
前駆体化合物（３）を非プロトン性溶媒に浸漬し、ケトン化合物（４）を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極の少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
また、非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒に、非水電解液に用いられる非水溶媒と同じものを用いるのが好ましい。
【００６８】
以下、本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図１に示す本発明の第１の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ａ１）：浸漬工程>
前駆体化合物（３）を非プロトン性溶媒に浸漬し、ケトン化合物（４）を製造する。非プロトン性溶媒中の水分量は１００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。製造時に使用する非プロトン性溶媒は１種類を用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒は、蓄電デバイスに用いられる非水電解液中の非水溶媒と同じであるのが好ましい。
非水電解液電池では、水以外の非水溶媒および非水溶媒に溶解する支持塩からなる非水電解質が用いられている。
前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させる時間は、前駆体化合物の量、非プロトン性溶媒の種類および量、ならびに浸漬条件により応じて適宜決めればよい。
浸漬条件は適宜変更すればよい。ケトン化合物を含む電極（作用極）および非水電解質を用いてサイクリックボルタンメトリーを実施し、ケトン化合物による酸化還元反応を確認することにより、ケトン化合物が得られたと判断することができる。
【００６９】
<工程（Ａ２）：電極製造工程>
得られたケトン化合物を活物質として含む電極を製造する。電極の製造工程としては、この分野で常用されている方法を用いればよい。たとえば、得られたケトン化合物に、結着剤および導電材を加えて電極合剤を得、この電極合剤を集電体上に塗布して、集電体上に電極合剤層を形成し、電極を得る。
【００７０】
<工程（Ａ３）：蓄電デバイス組立工程>
得られた電極を用いて、蓄電デバイスを組み立てる。
本発明の蓄電デバイスの製造方法により製造される蓄電デバイスは、正極と、負極と、正極と負極との間に配されるセパレータと、非水電解液とを具備する。上記で得られた電極を、正極および負極の少なくとも一方に用いる。
蓄電デバイスの組み立て工程は、この分野で常用されている工程であればよい。たとえば、正極と負極との間にセパレータを介在させて電極群を作製する工程、この電極群を電池ケースに収納し、非水電解液を注入する工程、電池ケースを密閉する工程を含む。非水電解液の注入は、通常、常温・常圧下で行うが、非水電解液の粘度が高い場合には、加温または加圧状態で非水電解液を注入してもよい。
【００７１】
次に、蓄電デバイスの構成部材について説明する。
正極は、正極集電体および正極集電体上に形成された正極活物質層からなる。正極集電板としては、この分野で常用されているものを使用すればよい。たとえば、ニッケル、アルミニウム、金、銀、銅、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材料からなる多孔質または無孔のシート状物またはフィルム状物を使用すればよい。シート状物またはフィルム状物は、たとえば金属箔やメッシュ体である。正極活物質層と正極集電体との結合強化を図るために、正極集電層と正極集電体とを化学的または物理的に結合させてもよい。
【００７２】
本発明の製造方法を用いて得られたケトン化合物を正極活物質として用いる場合、負極活物質には、Ｌｉイオンを吸蔵放出可能な材料が用いられる。たとえば、負極活物質には、炭素、黒鉛化炭素（グラファイト）、非結晶炭素などの炭素化合物、リチウム金属、リチウム含有複合窒化物、リチウム含有チタン化合物、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物もしくはＳｉ合金等のＳｉ化合物、Ｓｎ、またはＳｎ酸化物もしくはＳ合金等のＳｎ化合物が用いられる。
【００７３】
電子伝導補助剤およびイオン伝導補助剤は、電極の抵抗を低減するために用いられる。電子伝導補助剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、カーボンブラック、グラファイト、もしくはアセチレンブラックのような炭素材料、またはポリアニリン、ポリピロール、もしくはポリチオフェンのような導電性高分子化合物が挙げられる。イオン伝導補助剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチルなどのゲル電解質が挙げられる。
【００７４】
結着剤は、電極の構成材料の結着性を向上させるために用いられる。結着剤としては、この分野で常用のものを使用すればよく、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルライドーヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライドーテトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンーブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリイミドが挙げられる。
【００７５】
負極は、負極集電体および前記負極集電体上に形成される負極活物質層からなる。負極集電体には、上記記載の正極集電体に使用可能な金属材料から、蓄電デバイス構成に適した金属材料を選定すればよい。負極集電体の表面にも、正極集電体と同様に、カーボンなどの炭素材料を塗布し、抵抗値の低減、触媒効果の付与、負極活物質層と負極集電体との結合強化などを図ってもよい。
【００７６】
本発明の製造方法を用いて得られたケトン化合物を負極活物質として用いる場合、正極活物質には、たとえば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウム含有金属酸化物、活性炭、酸化還元可能な有機化合物が用いられる。酸化還元可能な有機化合物としては、テトラチアフルバレンに代表されるπ電子共役雲を分子内に有する有機化合物や、ニトロキシラジカルに代表される安定ラジカルを分子内に有する有機化合物が用いられる。負極の電子伝導補助剤、イオン伝導補助剤、および結着剤には、正極の電子伝導補助剤、イオン伝導性補助剤、および結着剤と同じものを用いればよい。
【００７７】
セパレータには、たとえば、所定のイオン透過度、機械的強度、および絶縁性を有する微多孔性のシートまたはフィルムが用いられる。セパレータには、たとえば、織布または不織布が用いられる。また、セパレータには、各種樹脂材料が用いられるが、耐久性、シャットダウン機能、および蓄電デバイスの安全性の観点から、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを用いるのが好ましい。なお、シャットダウン機能とは、蓄電デバイスの発熱量が大幅に増大した際に貫通孔が閉塞し、イオン透過性が低下し、蓄電デバイスの反応を遮断する機能である。
【００７８】
非水電解質としては、たとえば、液状電解質またはゲル電解質が用いられる。
液状の非水電解質は非水溶媒および非水溶媒に溶解する支持塩を含む。支持塩としては、リチウムイオン電池や非水系電気二重層キャパシタに通常用いられる支持塩を用いればよい。たとえば、以下のカチオンとアニオンとからなる支持塩が挙げられる。カチオンとしては、たとえば、リチウム、ナトリウム、もしくはカリウムなどのアルカリ金属のカチオン、マグネシウムなどのアルカリ土類金属のカチオン、またはテトラエチルアンモニウムもしくは１，３−エチルメチルイミダゾリウムなどの４級アンモニウムカチオンを使用できる。これらのカチオン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。アニオンとしては、たとえば、ハロゲン化物アニオン、過塩素酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、四ホウフッ化物アニオン、トリフルオロリン６フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、またはビス（パーフルオロエチルスルホニル）イミドアニオンが挙げられる。これらのアニオン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。支持塩としては、リチウムカチオンおよび上記アニオンからなるリチウム塩が好ましい。
【００７９】
支持塩が液状である場合、支持塩と溶媒とを混合してもよく、混合しなくてもよい。支持塩が固体状である場合、溶媒に支持塩を溶解して用いるのが好ましい。
溶媒としては、リチウムイオン電池や非水系電気二重層キャパシタに用いられる非水溶媒を用いればよい。たとえば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリルが用いられる。これらの非水溶媒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。
【００８０】
ゲル電解質としては、たとえば、樹脂材料、非水溶媒、および支持塩の混合物が用いられる。樹脂材料としては、たとえば、ポリアクリロニトリル、エチレンとアクリロニトリルとのコポリマー、これらを架橋したポリマーが挙げられる。非水溶媒としては、たとえば、エチレンカーボネート、またはプロピレンカーボネートなどの低分子量の非プロトン性溶媒が用いられる。支持塩としては、上記と同じものを使用できる。ゲル電解質はセパレータを兼ねることができる。
【００８１】
（２）第２の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法は、正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
上記前駆体化合物（３）を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、上記ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極の少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
また、非プロトン性溶媒の残留による蓄電デバイスへの影響がないため、非プロトン性溶媒に、非水電解液に用いられる非水溶媒と同じものを用いるのが好ましい。
【００８２】
以下、本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図２に示す本発明の第２の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ｂ１）：前駆体電極製造工程>
前駆体化合物（３）を含む前駆体電極を製造する。たとえば、前駆体化合物（３）と、結着剤、電子伝導補助剤、およびイオン伝導補助剤を加えて前駆体合剤を集電体上に塗布し、集電体上に前駆体合剤層が形成された前駆体電極を製造する。
【００８３】
<工程（Ｂ２）：浸漬工程>
得られた前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、前駆体電極内に含まれる前駆体化合物を脱水反応させて、ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する。
前駆体電極全体にすばやく非プロトン性溶媒を含浸させるために、工程（Ｂ２）では、脱気して一度減圧状態とし、その後常圧に戻してもよい。
【００８４】
<工程（Ｂ３）：蓄電デバイス組立工程>
工程（Ｂ３）では、上記工程（Ａ３）と同じ方法により蓄電デバイスを組み立てればよい。
【００８５】
（２）本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法
本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法は、
正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法に関し、
上記一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、上記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極を、前記正極および負極のうち少なくとも一方に用いる点に特徴を有する。
上記方法により電極活物質であるケトン化合物を容易かつ確実に製造することができ、従来の加熱工程または触媒反応工程を要しない。また、加熱装置等を設ける必要がない。第２工程の注液工程がケトン化合物の製造工程を兼ねている。このため、蓄電デバイスの製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００８６】
以下、本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法の一実施形態を、図３に示す本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法のフロー図を参照しながら説明する。
<工程（Ｃ１）：前駆体電極製造工程>
工程（Ｃ１）では、上記工程（Ｂ１）と同様の方法を用いればよい。
【００８７】
<工程（Ｃ２）：蓄電デバイス組立工程>
一対の電極およびセパレータからなり、前記一対の電極の少なくとも一方が前駆体電極である電極群を電池ケースに収納した後、電池ケース内に非水電解液を注液する（注液工程）。一対の電極の組み合わせとしては、前駆体正極および負極、正極および前駆体負極、前駆体正極および前駆体負極が挙げられる。
上記注液工程において、前駆体電極が非プロトン性溶媒を含む非水電解液に浸漬するため、前駆体電極内に含まれる前駆体化合物が脱水反応を起こし、ケトン化合物（４）を得る。このようにして、注液工程において、ケトン化合物（４）を活物質として含む電極を製造する。この電極は、正極および負極の少なくとも一方として用いられる。上記以外は、上記工程（Ａ３）と同様の方法により蓄電デバイスを組み立てればよい。
上記方法では、注液工程が浸漬工程を兼ねるため、浸漬工程を別途設ける必要がなく、蓄電デバイスの製造工程を簡略化できる。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
《実施例１》
ポリプロピレン容器内の非プロトン性溶媒としてのプロピレンカーボネート１００重量部中に前駆体化合物としてのニンヒドリン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を０．２重量部投入し、５分間撹拌した（浸漬工程）。この浸漬工程は、ガス精製装置を備えたグローボックス内で実施し、グローボップ内は室温２５℃およびアルゴン雰囲気とした。
【００８９】
《比較例１》
ニンヒドリンを真空下にて３００℃に加熱し、環状トリケトン化合物である１，２，３−インダントリオンを得た。プロピレンカーボネート１００重量部に１，２，３−インダントリオン０．２重量部を投入し、５分間撹拌した。
【００９０】
［評価１］
実施例１および比較例１でプロピレンカーボネート内の有機化合物を紫外・可視分光法により評価した。この評価は、５分間撹拌した直後に行った。
有機化合物を浸漬させたプロピレンカーボネートを石英ガラス製の紫外・可視分光法専用容器に入れた後、規定の波長範囲で各溶液の吸収スペクトルを測定した。波長範囲は、１０１０ｎｍ〜１９０ｎｍの範囲内において、各溶液の吸収スペクトルが測定する範囲に応じて適宜調整した。この評価は、上記グローボックス内で行った。
【００９１】
実施例１および比較例１の紫外・可視光の吸収スペクトルを図４および図５に示す。図４に示すように、実施例１のプロピレンカーボネートでは、５５０ｎｍ〜６００ｎｍにおいて吸収スペクトルのピークが確認された。図５に示すように、１，２，３−インダントリオンを入れたプロピレンカーボネートでは、図４と同様に、５５０ｎｍ〜６００ｎｍにおいて吸収スペクトルのピークが確認された。このピークは１，２，３-インダントリオンの構造に由来する。以上の結果から、実施例１の方法では、プロピレンカーボネート内のニンヒドリンが１，２，３−インダントリオンに変化したことが確かめられた。また、実施例１および比較例１の５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトル強度を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１に示すように、実施例１における５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトルのピーク強度が、比較例１の１，２，３−インダントリオンを入れたプロピレンカーボネートにおける５５０ｎｍ〜６００ｎｍの吸収スペクトルのピーク強度と同程度であることがわかった。吸収スペクトル強度は溶媒中の溶質濃度に比例するため、ニンヒドリンから１，２，３−インダントリオンへの変換率はほぼ１００％であることが確かめられた。
【００９４】
上記の結果より、前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬させることにより、ケトン化合物を製造できることが確かめられた。また、本発明のケトン化合物の製造方法では、室温下で短時間にケトン化合物が得られることがわかった。本発明のケトン化合物の製造方法では、触媒を使用することや真空下で加熱処理することがなく、製造コストの低減、および工程の簡素化の観点から、本発明のケトン化合物の製造方法は有用であることが示された。
【００９５】
《実施例２》
本発明の蓄電デバイスの製造方法により、図６に示す３電極式の蓄電デバイスを作製した。図６は、蓄電デバイスの概略構成図である。蓄電デバイスの作製は、ガス精製装置を備えたグローボックス内で行った。グローボックス内は室温（２５℃）およびアルゴン雰囲気とした。
【００９６】
電極を収容するための第１の電極収納部６７ａおよび第２の電極収納部６７ｃ、ならびに電極収納部間を連絡する連絡部６７ｂを有するガラス製のセル６７を準備した。セル６７の第２の収納部６７ｃには非水電解液６１を入れた。非水電解液６１には、濃度１ｍｏｌ／Ｌのほうフッ化リチウムが溶解したプロピレンカーボネートを用いた。セル６７の第１電極収納部６７ａには、非水電解液６１と同じ組成の非水電解液に前駆体化合物としてのニンヒドリンを１ｍｍｏｌ／Ｌ加えた非水電解液を入れた。このとき、非水電解液中のプロピレンカーボネートによりニンヒドリンの脱水反応が生じ、環状トリケトン化合物として１，２，３−インダントリオンが生成した。このようにして、環状トリケトン化合物が１ｍｍｏｌ／Ｌ溶解した非水電解液６５を得た。第１の電極収納部６７ａには、溶解さした環状トリケトン化合物が酸化還元するための正極６２を配した。正極６２には、直径３ｍｍφのグラッシーカーボン電極（ＢＡＳ社製）を用いた。第２の電極収納部６７ｃには、負極６３および参照電極６４を配した。負極６３には、１０ｍｍ角のメッシュ状のニッケル集電板に、金属リチウム板（厚み３００μｍ）を貼り付けたものを用いた。参照電極６４には、７ｍｍ角のメッシュ状ニッケル集電板に、金属リチウム（３００μｍ）を貼り付けたものを用いた。正極６２を非水電解液６５に浸漬し、負極６３および参照電極６４を非水電解液６１に浸漬した。連絡部６７ｂ内に設けられたガラスフィルター６６（セパレータ）により、非水電解液６１と非水電解液６５とを隔離した。このようにして、環状トリケトン化合物は負極側の非水電解液６１と混合しない蓄電デバイスＡを構成した。
【００９７】
《比較例２》
ニンヒドリンを真空下にて３００℃に加熱し、環状トリケトン化合物である１，２，３−インダントリオンを得た。セル６７の第１電極収納部６７に、上記非水電解質６５の代わりに非水電解液６１と同じ組成の非水電解液に１，２，３−インダントリオンを１ｍｍｏｌ／Ｌ加えた非水電解液を入れた。これ以外、実施例２と同様の方法により蓄電デバイスＢを作製した。
【００９８】
［評価２］
実施例２および比較例２の製造方法で得られた蓄電デバイスＡおよびＢを以下のように評価した。この評価は、上記グローボックス内にて行った。評価は、蓄電デバイス製造直後に行った。
蓄電デバイスの正極を電位走査し、正極活物質の還元（放電）反応および酸化（充電）反応を評価した。具体的には、リチウム参照電極基準に対して１．０〜４．０Ｖの電位範囲において、自然電位（平衡電位）から放電側（卑な方向）へ電位走査し、その後充電側（貴な方向）へ電子走査した。そして、規定の電位範囲で電位を３往復走査した。走査する電位範囲は、１．０〜４．０Ｖの範囲内において、正極活物質の酸化還元反応に相当するピークが見られる電位を含む範囲に適宜調節した。走査速度は２０ｍＶ／ｓｅｃとした。初期の電位走査時には電流が安定しなかったため、３往復目の電位走査時の電流―電位曲線を図７および図８に示す。
【００９９】
図７は、蓄電デバイスＡの場合のサイクリックボルタモグラムを示し、図８は、蓄電デバイスＢの場合のサイクリックボルタモグラムを示す。図７および８に示すように、蓄電デバイスＡおよびＢでは、２段階の酸化還元反応が確認された。蓄電デバイスＡおよびＢにおける正極の酸化還元電位を表２に示す。
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２に示すように、蓄電デバイスＡは、蓄電デバイスＢと酸化還元電位がほぼ同じであった。上記の結果より、本発明の製造方法により得られた蓄電デバイスＡは、蓄電デバイスＢと、同じ動作をすることが確認された。
蓄電デバイスＡの製造方法では、蓄電デバイスＢの製造方法のようなニンヒドリンの加熱工程が要らない。また、蓄電デバイスＡの製造方法では、注液工程が環状トリケトン化合物の製造工程を兼ねる。このことから、蓄電デバイスＡの製造方法では、環状トリケトン化合物を容易にかつ確実に製造できると同時に、製造工程を簡素化でき、製造コストを低減することができることが確かめられた。
なお、本発明の実施例２では、上記本発明の第３の蓄電デバイスの製造方法により蓄電デバイスを製造したが、本発明の第１および２の蓄電デバイスの製造方法により蓄電デバイスを作製した場合でも、上記と同様の結果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の製造方法により得られる蓄電デバイスは、各種携帯電子機器や輸送機器の電源、または無停電電源装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態２における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図３】本発明の実施の形態３における蓄電デバイスの製造工程のフロー図である。
【図４】本発明の実施例１の溶媒中の有機化合物の紫外・可視分光法の吸収スペクトルである。
【図５】従来の比較例１の溶媒中の有機化合物の紫外・可視分光法の吸収スペクトルである。
【図６】本発明の実施例２の蓄電デバイスの概略構成図である。
【図７】本発明の実施例２の蓄電デバイスのサイクリックボルタモグラムである。
【図８】従来の比較例２の蓄電デバイスのサイクリックボルタモグラムである。
【符号の説明】
【０１０４】
６１ 非水電解液
６２ 正極
６３ 負極
６４ 参照電極
６５ 環状トリケトン化合物を含む非水電解液
６６ ガラスフィルター
６７ａ 第１の電極収納部
６７ｂ 連絡部
６７ｃ 第２の電極収納部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造することを特徴とするケトン化合物の製造方法。
一般式（１）：
【化１】
一般式（２）：
【化２】
（式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物である請求項１記載のケトン化合物の製造方法。
一般式（３）：
【化３】
一般式（４）：
【化４】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項３】
前記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（６）で表される構造を有するケトン化合物である請求項２記載のケトン化合物の製造方法。
一般式（５）：
【化５】
一般式（６）：
【化６】
（式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項４】
正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化７】
一般式（４）：
【化８】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項５】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じである請求項４記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項６】
正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化９】
一般式（４）：
【化１０】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項７】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じである請求項６記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項８】
正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極が、前記正極および負極のうち少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化１１】
一般式（４）：
【化１２】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項１】
下記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物を製造することを特徴とするケトン化合物の製造方法。
一般式（１）：
【化１】
一般式（２）：
【化２】
（式（１）および（２）中、Ｒ1およびＲ2は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよく、Ｒ1およびＲ2により環が形成されていてもよく、Ｒ1およびＲ2は、さらにケトン基を含んでいてもよい。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（２）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物である請求項１記載のケトン化合物の製造方法。
一般式（３）：
【化３】
一般式（４）：
【化４】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項３】
前記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物は、下記一般式（５）で表される構造を有する前駆体化合物であり、
前記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物は、下記一般式（６）で表される構造を有するケトン化合物である請求項２記載のケトン化合物の製造方法。
一般式（５）：
【化５】
一般式（６）：
【化６】
（式（５）および（６）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基であり、前記アルキル基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数３〜６のシクロアルキル基、炭素原子数３〜６のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項４】
正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を製造する第１工程と、
前記ケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化７】
一般式（４）：
【化８】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項５】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じである請求項４記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項６】
正極、負極、および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
下記一般式（３）で表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を非プロトン性溶媒に浸漬し、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極は、前記正極および負極の少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化９】
一般式（４）：
【化１０】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【請求項７】
前記非プロトン性溶媒が、前記非水電解液中に含まれる非水溶媒と同じである請求項６記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項８】
正極、負極および非水電解液を具備する蓄電デバイスの製造方法であって、
一般式（３）表される構造を有する前駆体化合物を含む前駆体電極を製造する第１工程と、
前記前駆体電極を含む電極群を電池ケースに収納した後、非プロトン性溶媒を含む非水電解液を注液し、前記前駆体電極における前記前駆体化合物を前記非プロトン性溶媒と反応させて、下記一般式（４）で表される構造を有するケトン化合物を活物質として含む電極を製造する第２工程と、
を含み、
前記電極が、前記正極および負極のうち少なくとも一方であることを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
一般式（３）：
【化１１】
一般式（４）：
【化１２】
（式（３）および（４）中、Ｘは、炭素原子数２〜４の飽和炭化水素または不飽和炭化水素であり、前記炭素原子の少なくとも一つは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種に置換されていてもよい。また、前記飽和炭化水素および不飽和炭化水素は、水素原子の置換基として、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を含んでいてもよく、前記アルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数３〜８のシクロアルキル基、炭素原子数３〜８のシクロアルケニル基、アリール基、およびアラルキル基は、フッ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、および珪素原子からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでもよい。）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１１１６３９（Ｐ２０１０−１１１６３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８６９９３（Ｐ２００８−２８６９９３）
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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