JPH042602A - ナトリウムボロハイドライドの新製造方法 - Google Patents
ナトリウムボロハイドライドの新製造方法Info
- Publication number
- JPH042602A JPH042602A JP10037690A JP10037690A JPH042602A JP H042602 A JPH042602 A JP H042602A JP 10037690 A JP10037690 A JP 10037690A JP 10037690 A JP10037690 A JP 10037690A JP H042602 A JPH042602 A JP H042602A
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- Japan
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- reaction
- sodium
- trialkoxyboroxine
- hydrogen
- aluminum
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は有用な還元剤であるナトリウムボロハイドライ
ドの製造方法に関するものである。
ドの製造方法に関するものである。
従来の技術
ナトリウムボロハイドライド(MaBII4)を製造す
るには、液体炭化水素中で反応を行う湿式法が反応温度
も低く、且つ反応収率も良好で好ましい。
るには、液体炭化水素中で反応を行う湿式法が反応温度
も低く、且つ反応収率も良好で好ましい。
本発明者等は、先に、硼素(B)原料として、トリアル
コキシポランを用い、ナトリウム、アルミニウム、水素
と反応させて、NaBH4を製造する方法を提案し出願
中である(特願平1−38186号)。
コキシポランを用い、ナトリウム、アルミニウム、水素
と反応させて、NaBH4を製造する方法を提案し出願
中である(特願平1−38186号)。
また、B原料として、トリアルコキシボロキシンを用い
、ナトリウムアルミニウムハイドライド(NaAQHs
)と反応させてNaBH,を製造する方法を提案し出願
中である。
、ナトリウムアルミニウムハイドライド(NaAQHs
)と反応させてNaBH,を製造する方法を提案し出願
中である。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、前者の方法では、トリアルコキシポラン
中のBの含有率が非常に低く、そのため、NaBHaを
多く製造するためには、大量のトリアルコキシポランを
使用せねばならず、同一容積の反応槽では、あまり大き
くない生産量で上限が生じた。
中のBの含有率が非常に低く、そのため、NaBHaを
多く製造するためには、大量のトリアルコキシポランを
使用せねばならず、同一容積の反応槽では、あまり大き
くない生産量で上限が生じた。
又、後者の方法では、前もってNaAQH4を合成して
おく必要があった。
おく必要があった。
そのため、同一容積の反応槽での一層の生!!増加と、
製造工程の簡略化が望まれていた。
製造工程の簡略化が望まれていた。
課題を解決するための手段
本発明者等は、上記課題を解決するため、更に研究を行
い、本発明を完成するに至った。
い、本発明を完成するに至った。
本発明の方法は、B源として一般式(R−0−B−0−
)3で表わされるトリアルコキシボロキシンを用い、こ
れとナトリウム、アルミニウム、H2を反応させること
を特徴とするものである。(ただし、Rはアルキル基、
シクロアルキル基又は芳香族炭化水素基である。) 以下本発明について、更に詳しく説明する、本発明の反
応式は(1)式のように示される。
)3で表わされるトリアルコキシボロキシンを用い、こ
れとナトリウム、アルミニウム、H2を反応させること
を特徴とするものである。(ただし、Rはアルキル基、
シクロアルキル基又は芳香族炭化水素基である。) 以下本発明について、更に詳しく説明する、本発明の反
応式は(1)式のように示される。
(R−0−B−0−)3+ 3 Ha + 3 M +
6 H2→3 Ml!IBH4+(R−0−Ai−0
−)3 ・・・(])即ちトリアルコキシボロキシ
ンとナトリウムとアルミニウムと水素を反応させて、ナ
トリウムボロハイドライドと副生物であるアルコキシア
ルミニウム化合物を得る反応である。
6 H2→3 Ml!IBH4+(R−0−Ai−0
−)3 ・・・(])即ちトリアルコキシボロキシ
ンとナトリウムとアルミニウムと水素を反応させて、ナ
トリウムボロハイドライドと副生物であるアルコキシア
ルミニウム化合物を得る反応である。
本発明の方法は、ナトリウム、アルミニウムと水素とを
トリアルコキシボロキシンと反応ξせるので、前もって
ナトリウムアルミニウムハイドライドを合成しておく必
要が無い、その結果大幅に製造工程を簡略化できる。
トリアルコキシボロキシンと反応ξせるので、前もって
ナトリウムアルミニウムハイドライドを合成しておく必
要が無い、その結果大幅に製造工程を簡略化できる。
本発明で用いられる原料のトリアルコキシボロキシンは
製造方法に制限は無く既知の方法で合成したもので良い
0例えば、硼酸とアルコール類から脱水反応により容易
に合成できる。
製造方法に制限は無く既知の方法で合成したもので良い
0例えば、硼酸とアルコール類から脱水反応により容易
に合成できる。
合成法の例としては、特公昭41−6751号が挙げら
れる。
れる。
トリアルコキシボロキシンは、下式(2)に示すような
環状化合物であると言われている。
環状化合物であると言われている。
Rはアルキル基、シクロアルキル基又は芳香族炭化水素
基である。
基である。
R−0−基として、たとえば、メトキシ基、エトキシ基
、プロポキシ基、ブトキシ基、2−メトキシ−エトキシ
基、2−エトキシ−エトキシ基等が挙げられる。
、プロポキシ基、ブトキシ基、2−メトキシ−エトキシ
基、2−エトキシ−エトキシ基等が挙げられる。
トリアルコキシボロキシンの例としては。
トリメトキシボロキシン[((:H3−0−B−0−)
3コ、トリエトキシボロキシン[(C2Hs−0−B
−0−)3] 、 )リブロポキシボロキシン[(C
3H7−0−B−0−)3 ] 、 トトリーn−ブ
トキシボロキシン[(C4Hs−0−B−0−)3]
、トリー2−メトキシ−エトキシボロキシン[(CH3
−0−C2H4−0−B−0−)3 ]等が挙げられる
。
3コ、トリエトキシボロキシン[(C2Hs−0−B
−0−)3] 、 )リブロポキシボロキシン[(C
3H7−0−B−0−)3 ] 、 トトリーn−ブ
トキシボロキシン[(C4Hs−0−B−0−)3]
、トリー2−メトキシ−エトキシボロキシン[(CH3
−0−C2H4−0−B−0−)3 ]等が挙げられる
。
これらにボロキシン類合成の際、原料ホウ酸とアルコー
ルの比がずれた場合に副生ずる少量のトリアルコキシポ
ランが混入したものを、使用してもなんらさしつかえな
い。
ルの比がずれた場合に副生ずる少量のトリアルコキシポ
ランが混入したものを、使用してもなんらさしつかえな
い。
NaB)toの製造に、トリアルコキシボロキシンな使
用することによって多くの利点が得られる。
用することによって多くの利点が得られる。
本発明のB源であるトリアルコキシボロキシンは、従来
知られているB[であるトリアルコキシポランに比較し
て、B含有率が非常に高く、同重量当り約2倍多く含有
している。
知られているB[であるトリアルコキシポランに比較し
て、B含有率が非常に高く、同重量当り約2倍多く含有
している。
例えば、トリーn−ブトキシボロキシンは、トリーn−
ブトキシポランに比較して2.3倍Bを含有している。
ブトキシポランに比較して2.3倍Bを含有している。
これは、トリーn−ブトキシボロキシンのBのダラム原
子当りの体積が、43%であることを示す。
子当りの体積が、43%であることを示す。
その結果、例えば、NaBH4を製造する場合、B源と
じてトリアルコキシボロキシンを使用した場合はトリア
ルコキシポランを使用した場合に比較して、同一体積の
反応槽で1.1〜1.3倍多くNaBH4を製造できる
。
じてトリアルコキシボロキシンを使用した場合はトリア
ルコキシポランを使用した場合に比較して、同一体積の
反応槽で1.1〜1.3倍多くNaBH4を製造できる
。
又、トリアルコキシボロキシンもトリアルコキシポラン
もホウ酸又は無水ホウ酸とアルコールから脱水反応によ
って合成するが、B原子当りのアルコール使用量は、ト
リアルコキシボロキシンはトリアルコキシポランに比べ
、113であるので、脱水反応の時間を短かくすること
ができる。
もホウ酸又は無水ホウ酸とアルコールから脱水反応によ
って合成するが、B原子当りのアルコール使用量は、ト
リアルコキシボロキシンはトリアルコキシポランに比べ
、113であるので、脱水反応の時間を短かくすること
ができる。
その結果、トリアルコキシホロキシンは、トリアルコキ
シポランより安価なり源である。
シポランより安価なり源である。
又、反応終了後、トリアルコキシボロキシンを使用した
場合は、トリアルコキシポランを使用した場合より副生
ずるアルコキシアルミニウム化合物が少ない。
場合は、トリアルコキシポランを使用した場合より副生
ずるアルコキシアルミニウム化合物が少ない。
その結果、NaBH4を分離するための濾過又は抽出操
作が簡略化される。
作が簡略化される。
さらにアルコキシアルミニウム化合物は通常加水分解し
て、アルコールを回収して精製再使用するが、そのアル
コールの取扱い量が1/3に少なくなるので、その工程
に必要な経費を節減できる。
て、アルコールを回収して精製再使用するが、そのアル
コールの取扱い量が1/3に少なくなるので、その工程
に必要な経費を節減できる。
金属ナトリウムは反応促進のため高純度のものが好まし
い、金属アルミニウムは微粉末状のものが好ましい0粒
子2径は300ル以下が好ましい、粉末化するための製
造法はアトマイズ法、切削法等従来知られた方法で良い
。
い、金属アルミニウムは微粉末状のものが好ましい0粒
子2径は300ル以下が好ましい、粉末化するための製
造法はアトマイズ法、切削法等従来知られた方法で良い
。
金属アルミニウムを周期率表IVb族、vb族の元素と
合金にして用いることは低い水素圧力で、且つ短い反応
時間で合成出来る点において大いに好ましい0周期率表
TVb族、vb族の元素の具体例としては、チタニウム
、ジルコニウム等があげられる。又その濃度はアルミニ
ウムに対し0.01〜2wt%の範囲が好ましい。
合金にして用いることは低い水素圧力で、且つ短い反応
時間で合成出来る点において大いに好ましい0周期率表
TVb族、vb族の元素の具体例としては、チタニウム
、ジルコニウム等があげられる。又その濃度はアルミニ
ウムに対し0.01〜2wt%の範囲が好ましい。
ナトリウムとアルミニウムの一部を前もって金属水素化
物、即ちナトリウムハイドライド、アルミニウムハイド
ライドにしておいて添加することは反応時間を短縮する
点で好ましい。
物、即ちナトリウムハイドライド、アルミニウムハイド
ライドにしておいて添加することは反応時間を短縮する
点で好ましい。
(])式の反応は溶媒の存在下行われる。
反応に使用する溶媒は、ヘキサン、シクロヘキサン、ト
ルエン等の炭化水素類、ジエチルエーテル、ジオ隼サン
、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒド
ロフラン(THF) 等のエーテル類等があげられる。
ルエン等の炭化水素類、ジエチルエーテル、ジオ隼サン
、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒド
ロフラン(THF) 等のエーテル類等があげられる。
更にトリアルコキシボロキシンと副生ずるアルコキシア
ルミニウム化合物の両者に対する良溶媒でNaB)]、
に対する貧溶媒が最も奸才しく、そのような溶媒であれ
ば反応後癌過しただけで主成分のNaBH4と未反応原
料トリアルコキシボロキシンや副生ずるアルコキシアル
ミニウム化合物を分離することが出来、反応に続いて行
う精製工程が非常に藺略化できる。この点でトルエン、
テトラヒドロフランが好丈しい。
ルミニウム化合物の両者に対する良溶媒でNaB)]、
に対する貧溶媒が最も奸才しく、そのような溶媒であれ
ば反応後癌過しただけで主成分のNaBH4と未反応原
料トリアルコキシボロキシンや副生ずるアルコキシアル
ミニウム化合物を分離することが出来、反応に続いて行
う精製工程が非常に藺略化できる。この点でトルエン、
テトラヒドロフランが好丈しい。
原料の装入比率は、Naはトリアルコキシボロキシンの
使用モル数の3倍のグラム原子数で良いが多少の増減は
構わない0例えば反応系内の脱水の為に1〜2wt%過
剰に添加する・ことは好ましい。
使用モル数の3倍のグラム原子数で良いが多少の増減は
構わない0例えば反応系内の脱水の為に1〜2wt%過
剰に添加する・ことは好ましい。
Mは、トリアルコキシボロキシンの使用モル数の3倍の
グラム原子数の80%から200%まで、即ち2.4倍
〜6倍のグラム原子数で良い。
グラム原子数の80%から200%まで、即ち2.4倍
〜6倍のグラム原子数で良い。
水素は高純度であることが好ましく、その圧力は10k
g/cm2以上特に50〜200kg/cm2が好まし
い。
g/cm2以上特に50〜200kg/cm2が好まし
い。
反応温度は100〜170℃で良い。
反応は無水、無酸素の雰囲気下で行わねばならない。
反応方法は本発明の目的を達するのに適した方法であれ
ば良く、例えば耐圧オートクレーブにNa及びM粉末と
溶媒を装入し水素で加圧した後、トリアルコキシボロキ
シンを装入し、反応を調節しつつ進行させる。水素圧力
で反応の進行を調節しても良く、又Na又はMの供給量
で反応の進行を調節しても良い、この反応は発熱反応で
あり、水素吸収反応であるから、発熱の終息や水素吸収
の停止により反応の完了を知ることができる。
ば良く、例えば耐圧オートクレーブにNa及びM粉末と
溶媒を装入し水素で加圧した後、トリアルコキシボロキ
シンを装入し、反応を調節しつつ進行させる。水素圧力
で反応の進行を調節しても良く、又Na又はMの供給量
で反応の進行を調節しても良い、この反応は発熱反応で
あり、水素吸収反応であるから、発熱の終息や水素吸収
の停止により反応の完了を知ることができる。
かくしてNaBHaと副生のアルコキシアルミニウム化
合物が生成する。
合物が生成する。
アルコキシアルミニウム化合物が溶媒に溶けていれば、
先ず濾過を行い、NaBH,及び残存A9を主成分とす
る固体成分とアルコキシアルミニウム化合物及び溶媒を
分離する。アルコキシアルミニウム化合物が溶媒に不溶
であれば、濾過により溶媒だけを除去する。
先ず濾過を行い、NaBH,及び残存A9を主成分とす
る固体成分とアルコキシアルミニウム化合物及び溶媒を
分離する。アルコキシアルミニウム化合物が溶媒に不溶
であれば、濾過により溶媒だけを除去する。
何れにしてもその後、液体NH3抽出、各種アミンアル
カリ水溶液による抽出精製等既知の方法を単独又は組合
せてM製を行い、高純度のNaB)li+を高収率で得
ることが出来る。
カリ水溶液による抽出精製等既知の方法を単独又は組合
せてM製を行い、高純度のNaB)li+を高収率で得
ることが出来る。
副生じたアルコキシアルミニウム化合物は、般に、加水
分解してアルコールを回収して再使用するが、アルミナ
等の化学薬品の原料として使用することもできる。
分解してアルコールを回収して再使用するが、アルミナ
等の化学薬品の原料として使用することもできる。
以下実施例によって更に具体的に説明する。
実施例
実施例1
500シの電磁撹拌式耐圧オートクレーブの内部を窒素
置換して後、ナトリウム11.5 g (o−5グラム
原子)、チタニウムを0.2%含有したアルミニウム粉
末14.9g (0,55グラム原子)、トリーn−ブ
トキシボロキシン50.Og (0,187モル)、テ
トラヒドロフラン150−を装入した。
置換して後、ナトリウム11.5 g (o−5グラム
原子)、チタニウムを0.2%含有したアルミニウム粉
末14.9g (0,55グラム原子)、トリーn−ブ
トキシボロキシン50.Og (0,187モル)、テ
トラヒドロフラン150−を装入した。
次に水素で圧力を100kg/c■2に保ちつつ、 1
45℃に昇温して7.0時間反応した後、内部の溶液を
60℃に保ちながら濾過した。
45℃に昇温して7.0時間反応した後、内部の溶液を
60℃に保ちながら濾過した。
得られた固体成分をテトラヒドロフラン100−で2回
洗浄し、乾燥した0次に得られた固体成分からNaB)
14を抽出する精製操作を行った。固体成分をイソプロ
ピルアミンと混合撹拌してのち、フィルターで濾過する
操作を数回くりかえし、残渣と抽出液に分離した。抽出
液は濃縮乾固した。
洗浄し、乾燥した0次に得られた固体成分からNaB)
14を抽出する精製操作を行った。固体成分をイソプロ
ピルアミンと混合撹拌してのち、フィルターで濾過する
操作を数回くりかえし、残渣と抽出液に分離した。抽出
液は濃縮乾固した。
白色のNaBH4粉末14.4g (0,38モル)が
得られた。収率は、75%であった。
得られた。収率は、75%であった。
又ヨードメトリーによる純度は99.3%であった。副
生じたアルコキシアルミニウム化合物から回収されたn
ブタノールは37 g (0,5モル)であった。
生じたアルコキシアルミニウム化合物から回収されたn
ブタノールは37 g (0,5モル)であった。
実施例2
実施例1と同じ装置を用いて実験を行った。
ナトリウム]1.5g (0,5グラム原子)、アルミ
ニウム粉末14.9g (0,55グラム原子)、ト
リーn−エトキシポロキシン34.0g (0,167
モル)、テトラヒドロフラン150−を装入した。
ニウム粉末14.9g (0,55グラム原子)、ト
リーn−エトキシポロキシン34.0g (0,167
モル)、テトラヒドロフラン150−を装入した。
次に水素で圧力をIBOkg/cm2に保ちつつ、 1
50℃に昇温して、12時間反応した。そのあとの操作
は実施例1と同様にした。
50℃に昇温して、12時間反応した。そのあとの操作
は実施例1と同様にした。
白色のNaBHa粉末13.2g (0,35−t−ル
)が得られた。収率は70%であった。
)が得られた。収率は70%であった。
又ヨードメトリーによる純度は89.1%であった。
実施例3
実施例1と同じ装置を用いて実験を行った。
トリー2−メトキシ−エトキシボロキシン51.0g(
0,187モル)、ナトリウム11.7g (0,5
1グラム原子)、チタニウムを0.1%含有したアルミ
ニウム粉末IB、2 g (OJダラム原子)、トルエ
ン200−を装入した後、水素で100kg/cm2に
保ちつつ145℃にて、7時間反応した。
0,187モル)、ナトリウム11.7g (0,5
1グラム原子)、チタニウムを0.1%含有したアルミ
ニウム粉末IB、2 g (OJダラム原子)、トルエ
ン200−を装入した後、水素で100kg/cm2に
保ちつつ145℃にて、7時間反応した。
次に内溶液を濾過し、固体成分が得られるのでトルエン
100−で2回洗浄し、乾燥した0次に得られた固体成
分からNaBH,を抽出する精製操作を行った。固体成
分をイソプロピルアミンと混合撹拌してのち、フィルタ
ーで濾過する操作を数回くりかえし、残渣と抽出液に分
離した。抽出液は濃縮乾固した。
100−で2回洗浄し、乾燥した0次に得られた固体成
分からNaBH,を抽出する精製操作を行った。固体成
分をイソプロピルアミンと混合撹拌してのち、フィルタ
ーで濾過する操作を数回くりかえし、残渣と抽出液に分
離した。抽出液は濃縮乾固した。
白色(7)NaBHa粉末14.8g (0,3E1モ
ル)が得られた。収率は78%であった。
ル)が得られた。収率は78%であった。
又ヨードメトリーによる純度は99.1%であった。
比較例1
実施例1のトリーn−ブトキシボロキシンに含まれるB
の量である0、5g−原子と同じ量のBを含むトリーn
−ブトキシポラン114.8g (0,5モル)を使用
した以外は実施例1と同様に実験を行った。
の量である0、5g−原子と同じ量のBを含むトリーn
−ブトキシポラン114.8g (0,5モル)を使用
した以外は実施例1と同様に実験を行った。
白色のNaBHa粉末14.8g (0,39モル)が
得られた。収率は77%であった。
得られた。収率は77%であった。
又ヨードメトリーによる純度は89.2%であった。
副生じたトリーn−ブトキシアルミニウムから回収され
たn−ブタ/−ルは、ll1g(1,5モル)であり、
実施例1の3倍であった。
たn−ブタ/−ルは、ll1g(1,5モル)であり、
実施例1の3倍であった。
合成に使用した原料の総量は273.3gであった。
一方実施例1での原料の総量は208.4gであった。
即ちほぼ同一量のNaBH4を製造するために1.31
倍多く原料を使用したことがわかる。
倍多く原料を使用したことがわかる。
発明の効果
本発明の方法によれば、NaBHaを製造する水素源と
してのNaAQ−を前もって合成しておく必要がないの
で、製造工程の簡略化ができる。
してのNaAQ−を前もって合成しておく必要がないの
で、製造工程の簡略化ができる。
さらにその上に新規なり源の採用によって、より一層製
造原価を低下させ、原料の充填量の増加やアルコールの
使用量、回収量の減少にみられるように一段と生産性を
向上させることができる。
造原価を低下させ、原料の充填量の増加やアルコールの
使用量、回収量の減少にみられるように一段と生産性を
向上させることができる。
以上の多くの利点は、本発明の特徴であるB源としてト
リアルコキシボロキシンを用い、かつトリアルコキシボ
ロキシンとナトリウムとアルミニウムと水素から一挙に
%aBHaを合成することにより得られたものであり、
本発明の優れた効果は産業に寄与するところ大である。
リアルコキシボロキシンを用い、かつトリアルコキシボ
ロキシンとナトリウムとアルミニウムと水素から一挙に
%aBHaを合成することにより得られたものであり、
本発明の優れた効果は産業に寄与するところ大である。
Claims (1)
- 一般式(R−O−B−O−)_3で示されるトリアルコ
キシボロキシンと、ナトリウム、アルミニウム及び水素
を反応させることを特徴とするナトリウムボロハイドラ
イドの製造方法(ただし、Rは脂肪族、環式脂肪族、又
は芳香族炭化水素基を表わす。)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037690A JPH042602A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | ナトリウムボロハイドライドの新製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037690A JPH042602A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | ナトリウムボロハイドライドの新製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042602A true JPH042602A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14272311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10037690A Pending JPH042602A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | ナトリウムボロハイドライドの新製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018042925A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 日立化成株式会社 | 電気化学素子用添加剤、電気化学素子用電解液、電気化学素子、リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及び電気化学素子用添加剤の製造方法 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP10037690A patent/JPH042602A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018042925A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 日立化成株式会社 | 電気化学素子用添加剤、電気化学素子用電解液、電気化学素子、リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及び電気化学素子用添加剤の製造方法 |
| JPWO2018042925A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2019-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電気化学素子用添加剤、電気化学素子用電解液、電気化学素子、リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及び電気化学素子用添加剤の製造方法 |
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