JP2000090968A - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery

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JP2000090968A
JP2000090968A JP10261377A JP26137798A JP2000090968A JP 2000090968 A JP2000090968 A JP 2000090968A JP 10261377 A JP10261377 A JP 10261377A JP 26137798 A JP26137798 A JP 26137798A JP 2000090968 A JP2000090968 A JP 2000090968A
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carbon atoms
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剛史 林
Hiroaki Tan
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery having excellent safety and battery characteristics by forming the non-aqueous electrolyte of a non-aqueous solvent including a specified fluorine contained carbonate compound and the electrolyte. SOLUTION: A fluorine contained carbonate compound expressed by formula I or formula II is used (In formulas I, II, R is a hydrocarbon group having 1-20 carbons, X and Y can be the same or different with/from each other and show a fluorine atom substituent hydrocarbon group having 1-10 carbons, and A is an alkylene group having 2-4 carbons. (m), (n) are each an integer 1-30). Desirably, in this non-aqueous electrolyte, the non-aqueous solvent contains cyclic carbonate and/or chain carbonate, and the cyclic carbonate is a cyclic carbonate compound containing an alkylene group having 2-5 carbons, and the chain carbonate is a chain carbonate compound containing a hydrocarbon radical having 1-5 carbons. As a negative electrode active material, carbon material such as graphite can be used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、フッ素含有カーボネート
化合物を含む非水電解液に関し、さらに詳しくは、安全
性に優れ、かつ充放電特性に優れた非水電解液二次電池
を提供しうる非水電解液に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte containing a fluorine-containing carbonate compound, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent safety and excellent charge / discharge characteristics. It relates to a water electrolyte.

【0002】また、本発明は、このような非水電解液を
含む非水電解液二次電池に関する。
[0002] The present invention also relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery containing such a non-aqueous electrolyte.

【0003】[0003]

【発明の技術的背景】近年、アルカリ金属の酸化・還元
反応を利用した二次電池が盛んに研究されている。特に
リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料を
負極に使用し、リチウムと金属との複合酸化物を正極に
使用した電池は、リチウムイオン電池と呼ばれ、小型
で、軽量であり、かつエネルギー密度が高いため、急速
に利用分野が拡大している。ところで、カメラ一体型V
TR、携帯電話、ラップトップコンピュータ等の新しい
ポータブル電子機器が次々出現する中、このようなポー
タブル電子機器のさらなる機能向上を達成するため、リ
チウムイオン電池には、エネルギー密度を高めたり、放
電電流を大きくするなどの性能向上が望まれている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, secondary batteries utilizing oxidation / reduction reactions of alkali metals have been actively studied. In particular, a battery using a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions for a negative electrode and using a composite oxide of lithium and a metal for a positive electrode is called a lithium ion battery, and is small, lightweight, and Due to the high energy density, the field of application is rapidly expanding. By the way, the camera integrated V
With the emergence of new portable electronic devices such as TRs, mobile phones, and laptop computers one after another, in order to further improve the functions of such portable electronic devices, lithium-ion batteries have been required to increase the energy density or reduce the discharge current. It is desired to improve the performance such as increasing the size.

【0004】このようなリチウムイオン電池において、
正極と負極との間のリチウムイオンのやり取りを行うた
めに、非水電解液が用いられている。リチウムイオン電
池は、電極の電位が高いため、水を溶媒とするもので
は、加水分解してしまうため、通常、非水溶媒に、アル
カリ金属塩を溶解したものが使用されている。
In such a lithium ion battery,
A non-aqueous electrolyte is used to exchange lithium ions between a positive electrode and a negative electrode. Lithium ion batteries that use water as a solvent are hydrolyzed because the potential of the electrodes is high. Therefore, a lithium ion battery in which an alkali metal salt is dissolved in a nonaqueous solvent is usually used.

【0005】非水溶媒としては、アルカリ金属塩を溶解
しやすく、かつ電気分解しにくい極性非プロトン性の有
機溶媒が使用されており、代表的なものとして、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、メチルエチルカーボネート、ジエチルカー
ボネートなどの炭酸エステル類、γ−ブチロラクトン、
ぎ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチルなどのエ
ステル類、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジ
オキソランなどのエーテル類などが挙げられる。また溶
解されるアルカリ金属塩としては、LiPF6、LiB
4、LiN(CF3SO2)2、LiClO4、LiCF3SO3
などのリチウム塩が挙げられる。
As the non-aqueous solvent, a polar aprotic organic solvent which easily dissolves an alkali metal salt and is hardly electrolyzed is used. Representative examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and dimethyl carbonate. Methyl ethyl carbonate, carbonates such as diethyl carbonate, γ-butyrolactone,
Esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; and ethers such as dimethoxyethane, tetrahydrofuran, and dioxolan. The dissolved alkali metal salts include LiPF 6 and LiB.
F 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3
And the like.

【0006】このような非水電解液には、使用される電
池の放電性能を向上させるため、導電性が高く、粘度が
低いことが望まれる。また、充放電を繰り返すことによ
って、電池性能が劣化しないように、正極・負極に対し
て、化学的かつ電気化学的に安定であることが望まれて
いる。
It is desired that such a non-aqueous electrolyte has high conductivity and low viscosity in order to improve the discharge performance of the battery used. Further, it is desired that the positive electrode and the negative electrode be chemically and electrochemically stable so that the performance of the battery is not deteriorated by repeating charge and discharge.

【0007】また、このような非水電解液の多くは可燃
性であるため、電池から非水電解液が漏液したときに、
着火爆発したり、燃焼したりすることも想定され、非水
電解液の安全性の向上も望まれている。
Further, since many of such non-aqueous electrolytes are flammable, when the non-aqueous electrolyte leaks from the battery,
It is expected that the battery may explode or burn, and it is desired to improve the safety of the nonaqueous electrolyte.

【0008】このため、たとえば、非水電解液に難燃性
のリン酸エステルを添加するもの(特開平8-22839 号公
報参照)、ハロゲン化合物を使用するもの(特開昭63-2
48072号公報参照)などが提案されている。ハロゲン化
合物のうち、とくにフッ素化合物は、電気化学的安定性
が高く、かつ引火点が高いなどの性質を有している。
For this reason, for example, a nonaqueous electrolytic solution to which a flame-retardant phosphate ester is added (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-22839), and a non-aqueous electrolytic solution using a halogen compound (see Japanese Patent Application Laid-Open No.
48072) and the like. Among halogen compounds, fluorine compounds in particular have properties such as high electrochemical stability and high flash point.

【0009】また、電池に万が一の事故が起こり、電池
内部でショートしたり、過充電によって電解液が電気分
解したり、あるいは外部からの高温に晒されたりしたと
きに、電池に貯えられたエネルギーが熱として放出さ
れ、いわゆる熱暴走が起こる場合がある。このため、市
販の電池では、過充電防止、過電流防止、内部温度上昇
時のセパレータによるシャットダウンなどの対策が充分
に図られているが、非水電解液にも、さらに安全性を向
上させることが望まれている。
In addition, when an accident occurs in the battery and the battery is short-circuited, the electrolytic solution is electrolyzed by overcharging, or exposed to high temperature from the outside, the energy stored in the battery is reduced. Is released as heat, and so-called thermal runaway may occur. For this reason, commercially available batteries have taken sufficient measures to prevent overcharge, prevent overcurrent, and shut down the separator when the internal temperature rises.However, the safety of nonaqueous electrolytes should be further improved. Is desired.

【0010】電池が熱暴走に至るプロセスは、何らかの
原因で、電極と電解液との化学反応が開始する温度に上
昇し、この化学反応の発熱速度が、電池の放熱速度を上
まったときに、発熱による温度上昇がとまらなくなり、
熱暴走にいたるということが知られている。このような
熱暴走を起こりにくくするには、電解液と電極との発熱
速度を低下させることが有効な対策となる。
In a process in which a battery undergoes thermal runaway, for some reason, the temperature rises to a temperature at which a chemical reaction between the electrode and the electrolyte starts, and the heat generation rate of the chemical reaction increases when the heat radiation rate of the battery increases. , The temperature rise due to heat generation stops,
It is known to lead to thermal runaway. To prevent such thermal runaway from occurring, it is effective to reduce the heat generation rate between the electrolyte and the electrode.

【0011】以上のような事情を鑑み、本発明者らは、
上記課題を達成するべく、鋭意検討したところ、特定の
フッ素含有カーボネート化合物を含む非水溶媒を使用す
ることで、発熱速度を大きくする原因の1つであった正
極と電解液との反応速度が小さい電解液が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。
In view of the above circumstances, the present inventors have:
In order to achieve the above object, the present inventors conducted intensive studies and found that by using a non-aqueous solvent containing a specific fluorine-containing carbonate compound, the reaction rate between the positive electrode and the electrolytic solution, which was one of the causes of increasing the heat generation rate, was reduced. The inventors have found that a small electrolytic solution can be obtained, and have completed the present invention.

【0012】[0012]

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、安全性に優
れ、かつ電池特性に優れた非水電解液および該非水電解
液を含む非水電解液二次電池を提供することを目的とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art as described above, and to provide a non-aqueous electrolyte having excellent safety and excellent battery characteristics. It is intended to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery containing the same.

【0013】[0013]

【発明の概要】本発明に係る非水電解液は、下記一般式
[1]または[2]で表されるフッ素含有カーボネート
化合物を含む非水溶媒と、電解質とからなることを特徴
としている。
The non-aqueous electrolyte according to the present invention comprises a non-aqueous solvent containing a fluorine-containing carbonate compound represented by the following general formula [1] or [2], and an electrolyte.

【0014】 R−OCOO−(AO)n−CH2−X [1] X−CH2O−(AO)n−COO−(AO)m−CH2−Y [2] R—OCOO— (AO) n —CH 2 —X [1] X—CH 2 O— (AO) n —COO— (AO) m —CH 2 —Y [2]

【0015】(式[1]、[2]中、Rは炭素数1〜2
0の炭化水素基、XおよびYは、互いに同一であっても
異なっていてもよく、各々炭素数1〜10のフッ素原子
置換炭化水素基を示し、Aは炭素数2〜4のアルキレン
基を示す。またmおよびnは1〜30の整数である。) また、前記非水溶媒は、環状炭酸エステルおよび/また
は鎖状炭酸エステルを含んでいることが好ましく、 環
状炭酸エステルは、炭素数が2〜5のアルキレン基を含
む環状炭酸エステル化合物であり、鎖状炭酸エステル
は、炭素数が1〜5の炭化水素基を含む鎖状カーボネー
ト化合物であることが好ましい。
(In the formulas [1] and [2], R represents 1 to 2 carbon atoms.
0 hydrocarbon group, X and Y may be the same or different from each other, each represents a fluorine atom-substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and A represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. Show. M and n are integers of 1 to 30. In addition, the non-aqueous solvent preferably contains a cyclic carbonate and / or a chain carbonate. The cyclic carbonate is a cyclic carbonate compound containing an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, The chain carbonate is preferably a chain carbonate compound containing a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.

【0016】また電解質は、LiPF6、LiBF4、Li
OSO21
The electrolytes are LiPF 6 , LiBF 4 , Li
OSO 2 R 1 ,

【0017】[0017]

【化2】 Embedded image

【0018】(式中、R1〜R8は、互いに同一であって
も異なっていてもよく、炭素数1〜6のパーフルオロア
ルキル基である)から選ばれる少なくとも1種であるこ
とが好ましい。
(In the formula, R 1 to R 8 may be the same or different from each other, and are preferably at least one member selected from a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) .

【0019】本発明に係る非水電解液二次電池は、前記
非水電解液と、負極活物質として金属リチウム、リチウ
ム含有合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
な炭素材料、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
な酸化スズ、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
なシリコン、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
な酸化チタンのいずれかを含む負極と、正極活物質とし
て、リチウムと遷移金属との複合酸化物を含む正極とか
らなる。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is characterized in that the non-aqueous electrolyte, a lithium-containing alloy, a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions and a lithium ion A negative electrode containing any of tin oxide that can be doped and undoped, silicon that can be doped and undoped with lithium ions, and titanium oxide that can be doped and undoped with lithium ions, and lithium as a positive electrode active material And a positive electrode containing a composite oxide with a metal.

【0020】[0020]

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る非水電解液お
よび非水電解液二次電池について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be specifically described below.

【0021】[非水電解液]本発明に係る非水電解液
は、必須成分としてフッ素含有カーボネート化合物を含
む非水溶媒と、電解質とからなる。
[Non-Aqueous Electrolyte] The non-aqueous electrolyte according to the present invention comprises a non-aqueous solvent containing a fluorine-containing carbonate compound as an essential component, and an electrolyte.

【0022】まず非水電解液を構成する各成分について
説明する。 [フッ素含有カーボネート化合物]本発明では、フッ素
含有カーボネート化合物としては、下記一般式[1]ま
たは[2]で表される化合物が好ましく使用される。 R−OCOO−(AO)n−CH2−X [1] X−CH2O−(AO)n−COO−(AO)m−CH2−Y [2] (式[1]、[2]中、Rは炭素数1〜20の炭化水素
基、XおよびYは、互いに同一であっても異なっていて
もよく、各々炭素数1〜10のフッ素原子置換炭化水素
基を示し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示す。ま
たmおよびnは1〜30の整数である。)
First, each component constituting the non-aqueous electrolyte will be described. [Fluorine-containing carbonate compound] In the present invention, as the fluorine-containing carbonate compound, a compound represented by the following general formula [1] or [2] is preferably used. R-OCOO- (AO) n -CH 2 -X [1] X-CH 2 O- (AO) n -COO- (AO) m -CH 2 -Y [2] ( Formula [1], [2] Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X and Y may be the same or different from each other, and each represents a fluorine-substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, Represents an alkylene group of the formulas 2 to 4. m and n are integers of 1 to 30.)

【0023】上記式[1]、[2]中Rで示される炭素
数1〜20の炭化水素基としては、炭素数1〜20のア
ルキル基、炭素数6〜20のアリール基が挙げられる
が、具体的にはメチル基(―CH3)、エチル基(―C
2CH3)、n―プロピル基(―CH2CH2CH3)、
イソプロピル基(―CH(CH32)、ブチル基(―C
49)、フェニル基、p−t−ブチルフェニル基、p−
オクチルフェニル基、p−ノニルフェニル基が例示で
き、この中では、メチル基(―CH3)、エチル基(―
CH2CH3)、n―プロピル基(―CH2CH2
3)、イソプロピル基(―CH(CH32)、p−オ
クチルフェニル基、p−ノニルフェニル基が好ましい。
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R in the above formulas [1] and [2] include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Specifically, a methyl group (—CH 3 ) and an ethyl group (—C
H 2 CH 3 ), n-propyl group (—CH 2 CH 2 CH 3 ),
Isopropyl group (—CH (CH 3 ) 2 ), butyl group (—C
4 H 9), a phenyl group, p-t-butylphenyl group, p-
Examples thereof include an octylphenyl group and a p-nonylphenyl group. Among them, a methyl group (—CH 3 ) and an ethyl group (—
CH 2 CH 3 ), n-propyl group (—CH 2 CH 2 C)
H 3 ), an isopropyl group (—CH (CH 3 ) 2 ), a p-octylphenyl group, and a p-nonylphenyl group are preferred.

【0024】またX又はYで示される炭素数1〜10の
フッ素原子置換炭化水素基は、炭素数1〜10の炭化水
素基の少なくとも1個の水素原子がフッ素原子で置換さ
れた基であり、具体的にはモノフルオロメチル基(―C
2F)、ジフルオロメチル基(―CHF2)トリフルオ
ロメチル基(―CF3)、2―フルオロエチル基(―C
2CH2F)、2,2―ジフルオロエチル基(ーCH2
CHF2)、2,2,2―トリフルオロエチル基(―C
2CF3)、1,1,1,2,2,―ペンタフルオロエ
チル基(―CF2CF3),3―フルオロプロピル基(―
CH2CH2CH2F)、3,3―ジフルオロプロピル基
(―CH2CH2CHF2)、3,3,3―トリフルオロ
プロピル基(―CH2CH2CF3)、2,2,3,3,
3―ペンタフルオロプロピル基(―CH2CF2
3)、―(CF22−CF3、―CH2(CF23−C
3、―CH2(CF25CF3、 ―(CH25CF2
3、―(CH22(CF25CF3、―CH2(CF2
7CF3などが挙げられるが、この中では モノフルオロ
メチル基(―CH2F)、ジフルオロメチル基(―CH
2)トリフルオロメチル基(―CF3)、2―フルオロ
エチル基(―CH2CH2F)、1,1,1,2,2,―
ペンタフルオロエチル基(―CF2CF3)が好ましい。
The C 1-10 fluorine-substituted hydrocarbon group represented by X or Y is a group wherein at least one hydrogen atom of the C 1-10 hydrocarbon group is substituted by a fluorine atom. Specifically, a monofluoromethyl group (—C
H 2 F), difluoromethyl group (—CHF 2 ) trifluoromethyl group (—CF 3 ), 2-fluoroethyl group (—C
H 2 CH 2 F), 2,2-difluoroethyl group (—CH 2
CHF 2 ), 2,2,2-trifluoroethyl group (—C
H 2 CF 3 ), 1,1,1,2,2-pentafluoroethyl group (—CF 2 CF 3 ), 3-fluoropropyl group (—
CH 2 CH 2 CH 2 F), 3,3-difluoropropyl group (—CH 2 CH 2 CHF 2 ), 3,3,3-trifluoropropyl group (—CH 2 CH 2 CF 3 ), 2,2,2 3,3
3-pentafluoropropyl group (—CH 2 CF 2 C
F 3 ), — (CF 2 ) 2 —CF 3 , —CH 2 (CF 2 ) 3 —C
F 3 , —CH 2 (CF 2 ) 5 CF 3 , — (CH 2 ) 5 CF 2 C
F 3 , — (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 5 CF 3 , —CH 2 (CF 2 )
7 CF 3 and the like. Among them, a monofluoromethyl group (—CH 2 F) and a difluoromethyl group (—CH
F 2 ) trifluoromethyl group (-CF 3 ), 2-fluoroethyl group (-CH 2 CH 2 F), 1,1,1,2,2,-
A pentafluoroethyl group (—CF 2 CF 3 ) is preferred.

【0025】またAで示されるアルキレン基の具体例と
しては、―CH2CH2―、―CH2CH(CH3)―、―
CH2CH(CH2CH3)―、―CH2CH2CH2―、―
CH2CH2CH2CH2―、―CH2CH(CH2OC
3)が挙げられるが、好ましくは、 ―CH2CH2―、
―CH2CH(CH3)―である。また式中、mおよびn
は1〜30の整数であり、好ましくは1〜10であり、
さらに好ましくは、1〜3の整数である。
Specific examples of the alkylene group represented by A include —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3 ) —,
CH 2 CH (CH 2 CH 3 ) —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, —
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 2 OC
H 3 ), preferably -CH 2 CH 2- ,
—CH 2 CH (CH 3 ) —. Where m and n
Is an integer of 1 to 30, preferably 1 to 10,
More preferably, it is an integer of 1 to 3.

【0026】前記式[1]、[2]で表されるフッ素含
有カーボネート化合物としては、 CH3−OCOO−CH2CH2―O−CH2CH2F CH3CH2−OCOO−CH2CH2−O−CH2CH2F C919−C64−OCOO−CH2CH2−O−CH2
2F CH3−OCOO−CH2CH2−O−CH2CF3 CH3CH2−OCOO−CH2CH2−O−CH2CF3919−C64−OCOO−CH2CH2O−CH2CF
3 (但し−C64−は1,4−フェニレン基を表わす) CH3−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH2CH
2F CH3CH2−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH
2CH2F C919−C64−OCOO−CH2CH(CH3)−O
−CH2CH2F (但し−C64−は1,4−フェニレン基を表わす) CH3−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH2CF
3 CH3CH2−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH
2CF3919−C64−OCOO−CH2CH(CH3)−O
−CH2CF3 (但し−C64−は1,4−フェニレン基を表わす) CH3−OCOO−(CH2CH2O)2−CH2CH2F CH3CH2−OCOO−(CH2CH2O)2−CH2CH
2F C919−C64−OCOO−(CH2CH2O)2−CH
2CH2F CH3−OCOO−(CH2CH2O)2−CH2CF3 CH3CH2−OCOO−(CH2CH2O)2−CH2C
3919−C64−OCOO−(CH2CH2O)2−CH
2CF3 (但し−C64−は1,4−フェニレン基を表わす) CF3CH2O−CH2CH2−OCOO−CH2CH2O−
CH2CH2F CF3CH2O−(CH2CH2O)2COO−CH2CH2
O−CH2CH2F [FCH2CH2−O−CH2CH2−O]2CO [CF3CH2−O−CH2CH2−O]2CO [FCH2CH2−O−CH2CH(CH3)−O]2CO [CF3CH2−O−CH2CH(CH3)−O]2CO [FCH2CH2−O−(CH2CH2O)22CO [CF3CH2−O−(CH2CH2O)22CO [FCH2CH2−O−(CH2CH(CH3)O)]2
O [CF3CH2−O−(CH2CH(CH3)O)]2CO などが挙げられる。これらの中で特に好ましいフッ素含
有カーボネート化合物は CH3−OCOO−CH2CH2−O−CH2CH2F CH3−OCOO−CH2CH2−O−CH2CF3 CH3−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH2CH
2F CH3−OCOO−CH2CH(CH3)−O−CH2CF
3 CH3CH2−OCOO−CH2CH2−O−CH2CH2F CH3CH2−OCOO−CH2CH2―O−CH2CF3 [FCH2CH2―O−CH2CH2−O]2CO [CF3CH2―O−CH2CH2−O]2CO である。
[0026] Formula [1], the fluorine-containing carbonate compound represented by [2], CH 3 -OCOO- CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 F CH 3 CH 2 -OCOO-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 F C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO-CH 2 CH 2 -O-CH 2 C
H 2 F CH 3 -OCOO-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CF 3 CH 3 CH 2 -OCOO-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CF 3 C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO-CH 2 CH 2 O-CH 2 CF
3 (where -C 6 H 4- represents a 1,4-phenylene group) CH 3 -OCOO-CH 2 CH (CH 3 ) -O-CH 2 CH
2 F CH 3 CH 2 -OCOO- CH 2 CH (CH 3) -O-CH
2 CH 2 F C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO-CH 2 CH (CH 3) -O
-CH 2 CH 2 F (where -C 6 H 4 - represents a 1,4-phenylene group) CH 3 -OCOO-CH 2 CH (CH 3) -O-CH 2 CF
3 CH 3 CH 2 -OCOO-CH 2 CH (CH 3) -O-CH
2 CF 3 C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO-CH 2 CH (CH 3) -O
-CH 2 CF 3 (proviso -C 6 H 4 - represents a 1,4-phenylene group) CH 3 -OCOO- (CH 2 CH 2 O) 2 -CH 2 CH 2 F CH 3 CH 2 -OCOO- ( CH 2 CH 2 O) 2 -CH 2 CH
2 F C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO- (CH 2 CH 2 O) 2 -CH
2 CH 2 F CH 3 -OCOO- ( CH 2 CH 2 O) 2 -CH 2 CF 3 CH 3 CH 2 -OCOO- (CH 2 CH 2 O) 2 -CH2C
F 3 C 9 H 19 -C 6 H 4 -OCOO- (CH 2 CH 2 O) 2 -CH
2 CF 3 (-C 6 H 4- represents a 1,4-phenylene group) CF 3 CH 2 O-CH 2 CH 2 -OCOO-CH 2 CH 2 O-
CH 2 CH 2 F CF 3 CH 2 O- (CH 2 CH 2 O) 2 COO-CH 2 CH 2
O-CH 2 CH 2 F [ FCH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -O] 2 CO [CF 3 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -O] 2 CO [FCH 2 CH 2 -O-CH 2 CH (CH 3) -O] 2 CO [CF 3 CH 2 -O-CH 2 CH (CH 3) -O] 2 CO [FCH 2 CH 2 -O- (CH 2 CH 2 O) 2] 2 CO [CF 3 CH 2 -O- (CH 2 CH 2 O) 2] 2 CO [FCH 2 CH 2 -O- (CH 2 CH (CH 3) O)] 2 C
O [CF 3 CH 2 -O- ( CH 2 CH (CH 3) O)] , such as 2 CO and the like. Among these, a particularly preferred fluorine-containing carbonate compound is CH 3 —OCOO—CH 2 CH 2 —O—CH 2 CH 2 F CH 3 —OCOO—CH 2 CH 2 —O—CH 2 CF 3 CH 3 —OCOO—CH 2 CH (CH 3) -O- CH 2 CH
2 F CH 3 -OCOO-CH 2 CH (CH 3) -O-CH 2 CF
3 CH 3 CH 2 —OCOO—CH 2 CH 2 —O—CH 2 CH 2 F CH 3 CH 2 —OCOO—CH 2 CH 2 —O—CH 2 CF 3 [FCH 2 CH 2 —O—CH 2 CH 2 —O] 2 CO [CF 3 CH 2 —O—CH 2 CH 2 —O] 2 CO.

【0027】本発明で使用されるフッ素含有カーボネー
ト化合物中のフッ素原子数は、少なくとも1以上であれ
ばよいが、好ましくは1〜10、特に好ましくは1〜6
である。フッ素原子数が1〜10の範囲にあるとフッ素
含有カーボネート化合物と後述する環状炭酸エステル、
鎖状炭酸エステルなどの非水溶媒との相溶性が良好とな
るという利点がある。
The number of fluorine atoms in the fluorine-containing carbonate compound used in the present invention may be at least one, but is preferably from 1 to 10, particularly preferably from 1 to 6.
It is. When the number of fluorine atoms is in the range of 1 to 10, a fluorine-containing carbonate compound and a cyclic carbonate described below,
There is an advantage that compatibility with a non-aqueous solvent such as a chain carbonate is improved.

【0028】このようなフッ素含有カーボネート化合物
は、物理的に安全で、熱分解されにくく、難燃性で電気
化学的な酸化・還元を受けにくいという特性を有してい
る。 [非水溶媒]上記フッ素含有カーボネート化合物単独
で、非水電解液用の非水溶媒として使用することもでき
るが、炭酸エステル等の他の非水溶媒との混合溶媒とし
て用いることもできる。。この場合電池の安全性を向上
させるためには前記フッ素含有カーボネート化合物は、
非水溶媒中に、0.1 〜100重量%、好ましくは1〜90重量
%、さらに好ましくは20〜70重量%の量で含まれている
ことが望ましい。本発明に係る非水電解液では、イオン
伝導度向上の面から、特に上記フッ素含有カーボネート
化合物と環状炭酸エステルおよび/または鎖状炭酸エス
テルとを含む混合溶媒を使用することが好ましい。
Such a fluorine-containing carbonate compound is physically safe, hardly thermally decomposed, flame-retardant, and hardly subjected to electrochemical oxidation and reduction. [Non-Aqueous Solvent] The above-mentioned fluorine-containing carbonate compound alone can be used as a non-aqueous solvent for a non-aqueous electrolyte, but can also be used as a mixed solvent with another non-aqueous solvent such as a carbonate ester. . In this case, in order to improve the safety of the battery, the fluorine-containing carbonate compound is
It is desirably contained in the nonaqueous solvent in an amount of 0.1 to 100% by weight, preferably 1 to 90% by weight, more preferably 20 to 70% by weight. In the non-aqueous electrolyte according to the present invention, it is preferable to use a mixed solvent containing the above-mentioned fluorine-containing carbonate compound and cyclic carbonate and / or chain carbonate especially from the viewpoint of improving ion conductivity.

【0029】[環状炭酸エステル]本発明で使用する環
状炭酸エステルとしては、たとえば下記一般式[3]で
表されるカーボネート類が挙げられる。
[Cyclic Carbonate] Examples of the cyclic carbonate used in the present invention include carbonates represented by the following general formula [3].

【0030】[0030]

【化3】 Embedded image

【0031】ここで、R9、R10は互いに同一であって
も異なっていてもよく、水素原子、直鎖状,分枝状,環状
のアルキル基、またはこれらのアルキル基の水素の一部
または全部を塩素または臭素の少なくとも1種で置換し
たハロゲン置換アルキル基を示す。直鎖状アルキル基と
しては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基な
どの炭素数1〜4の直鎖状アルキル基が好ましい。分枝
状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル
基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などの炭素数3〜6
の分枝状アルキル基が好ましい。。環状アルキル基とし
ては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1―メチ
ルーシクロヘキシル基などの炭素数5〜10の環状アル
キル基が好ましい。
Here, R 9 and R 10 may be the same or different from each other, and represent a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group, or a part of hydrogen of these alkyl groups. Or a halogen-substituted alkyl group in which all are substituted with at least one of chlorine and bromine. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group is preferable. Examples of the branched alkyl group include an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
Is preferred. . As the cyclic alkyl group, a cyclic alkyl group having 5 to 10 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a 1-methyl-cyclohexyl group is preferable.

【0032】また、環状炭酸エステルとしては、上記式
[3]で表される5員環化合物のみならず6員環化合物
であってもよい。このような上記式[3]で表される環
状炭酸エステルとして、具体的には、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネ
ート、2,3-ブチレンカーボネート、1,3-プロピレンカー
ボネート、1,3-ブチレンカーボネート、2,4-ペンチレン
カーボネート、1,3-ペンチレンカーボネート、ビニレン
カーボネートなどが挙げられる。
The cyclic carbonate may be not only a 5-membered ring compound represented by the above formula [3] but also a 6-membered ring compound. Specific examples of the cyclic carbonate represented by the above formula [3] include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,3-propylene carbonate, 1 , 3-butylene carbonate, 2,4-pentylene carbonate, 1,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate and the like.

【0033】また、前記プロピレンカーボネートなどの
メチル基が水素の一部または全部をフッ素、塩素または
臭素の少なくとも1種で置換したハロゲン置換環状炭酸
エステルを用いることができる。
Further, a halogen-substituted cyclic carbonate in which a methyl group such as the above-mentioned propylene carbonate has part or all of hydrogen substituted with at least one of fluorine, chlorine and bromine can be used.

【0034】本発明では、環状炭酸エステルとして、炭
素数が2〜5のアルキレン基を含むものが好ましく、特
に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが
好ましい。
In the present invention, as the cyclic carbonate, those containing an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms are preferable, and ethylene carbonate and propylene carbonate are particularly preferable.

【0035】このような環状炭酸エステルは2種以上を
混合して使用することもできる。 [鎖状炭酸エステル]鎖状炭酸エステルとしては、下記
一般式[4]で表される炭酸エステル類が挙げられる。
These cyclic carbonates can be used as a mixture of two or more kinds. [Chain Carbonate] Examples of the chain carbonate include carbonates represented by the following general formula [4].

【0036】[0036]

【化4】 Embedded image

【0037】式中、R11、R12は、互いに同一でも異な
っていても良く、直鎖状、分枝状、環状のアルキル基、
またはこれらのアルキル基の水素の一部または全部をフ
ッ素、塩素、臭素の少なくとも1種で置換したハロゲン
置換アルキル基である。直鎖状アルキル基としては、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数
1〜4の直鎖状アルキル基が好ましい。分枝状アルキル
基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチ
ル基、tert-ブチル基などの炭素数3〜10の分枝状ア
ルキル基が好ましい。。環状アルキル基としては、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、1―メチルーシクロ
ヘキシル基などの炭素数5〜10の環状アルキル基が好
ましい。
In the formula, R 11 and R 12 may be the same or different from each other, and represent a linear, branched, or cyclic alkyl group;
Or a halogen-substituted alkyl group in which part or all of the hydrogen of these alkyl groups has been substituted with at least one of fluorine, chlorine and bromine. As the linear alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group is preferable. As the branched alkyl group, a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group is preferable. . As the cyclic alkyl group, a cyclic alkyl group having 5 to 10 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a 1-methyl-cyclohexyl group is preferable.

【0038】このような鎖状炭酸エステルとして、具体
的には、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、ジn-プロピルカーボネート、ジブチルカーボネー
ト、ジイソプロピルカーボネート、メチルエチルカーボ
ネートなどが挙げられる。
Specific examples of such a chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, dibutyl carbonate, diisopropyl carbonate, methyl ethyl carbonate and the like.

【0039】このような鎖状炭酸エステルのうち、本発
明では、炭素数が1〜5の炭化水素基を含む鎖状炭酸エ
ステルが好ましく、とくにジメチルカーボネート、メチ
ルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートが好まし
い。 [溶媒組成]
Among such chain carbonates, in the present invention, chain carbonates containing a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms are preferable, and dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate are particularly preferable. [Solvent composition]

【0040】非水溶媒としてフッ素含有カーボネート化
合物またはフッ素含有カーボネート化合物と前記環状炭
酸エステルおよび/または鎖状炭酸エステルとの混合溶
媒を用いる場合は、非水溶中にフッ素含有カーボネート
化合物は0.1〜100重量%、好ましくは1〜90重量%、特
に好ましくは20〜70重量%の量で含まれていることが望
ましく、また前記環状炭酸エステルおよび/または鎖状
炭酸エステルは非水溶媒中に0〜99.9重量%、好ま
しくは10〜99重量%、特に好ましくは30〜80重量%の量
で含まれていることが望ましい。
When a fluorine-containing carbonate compound or a mixed solvent of the fluorine-containing carbonate compound and the cyclic carbonate and / or the chain carbonate is used as the non-aqueous solvent, the fluorine-containing carbonate compound is 0.1 to 100% by weight in the non-aqueous solution. %, Preferably 1 to 90% by weight, particularly preferably 20 to 70% by weight, and said cyclic carbonate and / or chain carbonate is contained in a non-aqueous solvent at 0 to 99% by weight. It is desirable that it be contained in an amount of 9.9% by weight, preferably 10 to 99% by weight, particularly preferably 30 to 80% by weight.

【0041】上記組成の非水溶媒を用いた非水電解液
は、正極と電解液との反応性が低くなり、電池の安全性
を向上させることができる。即ち、上記のような溶媒組
成の非水溶媒を含む非水電解液は、充電状態にある正極
と混合したときの最大発熱速度が、フッ素含有カーボネ
ート化合物を含んでいない非水電解液と比べて、約1/
10以下に低下する。
A non-aqueous electrolyte using a non-aqueous solvent having the above composition has low reactivity between the positive electrode and the electrolyte, and can improve the safety of the battery. That is, the non-aqueous electrolyte containing the non-aqueous solvent having the solvent composition as described above has a maximum heat generation rate when mixed with the positive electrode in a charged state, as compared with a non-aqueous electrolyte containing no fluorine-containing carbonate compound. , About 1 /
It falls to 10 or less.

【0042】なお、最大発熱速度は、発熱反応(本発明
では、正極と非水電解液との反応)における、最大の発
熱速度を表し、同条件で最大発熱速度を測定した場合、
最大発熱速度が小さいものは温度上昇が緩やかで安全で
ある。これに対し、最大発熱速度が大きいものは、温度
上昇が急激であり、たとえば充分な冷却設備が備えてい
ないと、発熱速度が吸熱速度を上回り、反応物質が熱暴
走するという危険性を含んでいる。
The maximum heat generation rate represents the maximum heat generation rate in the exothermic reaction (in the present invention, the reaction between the positive electrode and the nonaqueous electrolyte). When the maximum heat generation rate is measured under the same conditions,
If the maximum heat generation rate is small, the temperature rise is slow and safe. On the other hand, those having a large maximum heat generation rate have a sharp rise in temperature. For example, if sufficient cooling equipment is not provided, the heat generation rate exceeds the heat absorption rate, and there is a danger that the reactants may run out of heat. I have.

【0043】このような最大発熱速度は、アクセレレー
ティングカロリーメータ(以後、ARCと称す)を用い
て、測定される。なおARCは、反応性化学物質の危険
性を評価する手法の1つである(Thermochimica Acta,3
7(1980),1-30)。ARCは、反応性物質を徐々に昇温
し、反応性物質から発生する反応熱を検知すると、周囲
の温度を反応性物質の温度上昇と一致させて上昇させ、
反応性物質を擬断熱状態におくものであり、これによっ
て、反応性物質の自己発熱分解が忠実に再現される。ま
た本発明で非水溶媒としてフッ素含有カーボネート化合
物またはフッ素含有カーボネート化合物と前記環状炭酸
エステルおよび/または鎖状炭酸エステルとの混合溶媒
を用いる場合、前記環状炭酸エステルと前記鎖状炭酸エ
ステルとの量比は0:100〜100:0、好ましくは
20:80〜80:20(何れも重量比)である
Such a maximum heat generation rate is measured using an accelerating calorimeter (hereinafter referred to as an ARC). ARC is one of the methods to evaluate the danger of reactive chemical substances (Thermochimica Acta, 3
7 (1980), 1-30). The ARC gradually raises the temperature of the reactive substance, and when detecting the reaction heat generated from the reactive substance, raises the surrounding temperature in accordance with the temperature rise of the reactive substance,
The reactive substance is placed in a pseudo-adiabatic state, whereby the exothermic decomposition of the reactive substance is faithfully reproduced. Further, in the present invention, when a fluorine-containing carbonate compound or a mixed solvent of the fluorine-containing carbonate compound and the cyclic carbonate and / or the chain carbonate is used as the non-aqueous solvent, the amount of the cyclic carbonate and the chain carbonate is used. The ratio is 0: 100 to 100: 0, preferably 20:80 to 80:20 (all by weight).

【0044】[他の溶媒]本発明に係る非水電解液で
は、本発明の電解液の特性を損なわない範囲で非水溶媒
として、上記以外の他の溶媒を含んでいてもよく、他の
溶媒としては、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクト
ン、3-メチル-γ-ブチロラクトン、2-メチル-γ-ブチロ
ラクトンなどの環状エステル、蟻酸メチル、蟻酸エチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオ
ン酸メチル、酪酸メチル、吉草酸メチルなどの鎖状エス
テル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、テトラヒド
ロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチル-1,3
-ジオキソラン、2-メチル-1,3-ジオキソランなどの環状
エーテル、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタ
ン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、メチルエチ
ルエーテル、ジプロピルエーテルなどの鎖状エーテル、
スルホラン、硫酸ジメチルなどのような含イオウ化合
物、トリメチルリン酸、トリエチルリン酸などの含リン
化合物を挙げることができる。これらの溶媒は、1種ま
たは2種以上を混合して使用することができる。
[Other Solvents] The non-aqueous electrolyte according to the present invention may contain other solvents other than the above as non-aqueous solvents as long as the characteristics of the electrolyte of the present invention are not impaired. As the solvent, cyclic esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propyl acetate, propionic acid Chain esters such as methyl, methyl butyrate and methyl valerate, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyl-1,3
Cyclic ethers such as -dioxolan, 2-methyl-1,3-dioxolan, chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, diethyl ether, dimethyl ether, methyl ethyl ether, dipropyl ether;
Examples thereof include sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfate, and phosphorus-containing compounds such as trimethylphosphoric acid and triethylphosphoric acid. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

【0045】[電解質]本発明で使用される電解質とし
ては、通常、非水電解液用電解質として使用されている
ものであれば、特に限定されることなく使用することが
できる。具体的には、LiPF6、LiBF4、LiCl
4、LiAsF6、LiAlCl6、Li2SiF6、LiOSO
21
[Electrolyte] The electrolyte used in the present invention is not particularly limited as long as it is usually used as an electrolyte for a non-aqueous electrolyte. Specifically, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCl
O 4 , LiAsF 6 , LiAlCl 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO
2 R 1 ,

【0046】[0046]

【化5】 Embedded image

【0047】(式中、R1〜R8は、互いに同一であって
も異なっていてもよく、炭素数1〜6のパーフルオロア
ルキル基である)などのリチウム塩、およびこれらのリ
チウムがアルカリ金属に置換されたアルカリ金属塩など
が挙げられる。これらは、1種または2種以上混合して
使用することができる。
Wherein R 1 to R 8 may be the same or different and are each a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the like. Examples thereof include an alkali metal salt substituted with a metal. These can be used alone or in combination of two or more.

【0048】これらのうち、特に、LiPF6、LiB
4、LiOSO21
Among these, in particular, LiPF 6 , LiB
F 4 , LiOSO 2 R 1 ,

【0049】[0049]

【化6】 が好ましい。Embedded image Is preferred.

【0050】このような電解質は、通常、0.1〜3.0
モル/リットル、好ましくは0.5〜2.0モル/リット
ルの濃度で、非水電解液中に含まれていることが望まし
い。
Such electrolytes are usually 0.1 to 3.0.
It is desirable that it is contained in the non-aqueous electrolyte at a concentration of 0.5 mol / l, preferably 0.5 to 2.0 mol / l.

【0051】[非水電解液二次電池]本発明に係る非水
電解液二次電池は、前記非水電解液と、負極活物質とし
て金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムイオンの
ドープ・脱ドープが可能な炭素材料、リチウムイオンの
ドープ・脱ドープが可能な酸化スズ、リチウムイオンの
ドープ・脱ドープが可能なシリコン、リチウムイオンの
ドープ・脱ドープが可能な酸化チタンのいずれかを含む
負極と、正極活物質として、リチウムと遷移金属との複
合酸化物を含む正極とから構成される。
[Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery] The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises the above-mentioned non-aqueous electrolyte, lithium as a negative electrode active material, a lithium-containing alloy, and doping / de-doping of lithium ions. A negative electrode containing any of a carbon material capable of doping, tin oxide capable of doping and undoping lithium ions, silicon capable of doping and undoping lithium ions, and titanium oxide capable of doping and undoping lithium ions. And a positive electrode containing a composite oxide of lithium and a transition metal as a positive electrode active material.

【0052】このような非水電解液二次電池は、たとえ
ば円筒型非水電解液二次電池に適用できる。円筒型非水
電解液二次電池は、図1に示すように負極集電体9に負
極活物質を塗布してなる負極1と、正極集電体10に正
極活物質を塗布してなる正極2とを、非水電解液を注入
されたセパレータ3を介して巻回し、巻回体の上下に絶
縁板4を載置した状態で電池缶5に収納してなるもので
ある。電池缶5には、電池蓋7が封口ガスケット6を介
してかしめることにより取り付けられ、それぞれ負極リ
ード11および正極リード12を介して負極1あるいは
正極2と電気的に接続され、電池の負極あるいは正極と
して機能するように構成されている。なおセパレータは
多孔性の膜である。
Such a non-aqueous electrolyte secondary battery can be applied to, for example, a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery. As shown in FIG. 1, a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery has a negative electrode 1 formed by applying a negative electrode active material to a negative electrode current collector 9 and a positive electrode formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode current collector 10. 2 is wound through a separator 3 into which a non-aqueous electrolyte is injected, and is housed in a battery can 5 with an insulating plate 4 placed above and below the wound body. A battery lid 7 is attached to the battery can 5 by caulking via a sealing gasket 6, and is electrically connected to the negative electrode 1 or the positive electrode 2 via a negative electrode lead 11 and a positive electrode lead 12, respectively. It is configured to function as a positive electrode. The separator is a porous film.

【0053】この電池では、正極リード12は、電流遮
断用薄板8を介して電池蓋7との電気的接続が図られて
いてもよい。このような電池では、電池内部の圧力が上
昇すると、電流遮断用薄板8が押し上げられ変形し、正
極リード12が上記薄板8と溶接された部分を残して切
断され、電流が遮断される。
In this battery, the positive electrode lead 12 may be electrically connected to the battery lid 7 via the current interrupting thin plate 8. In such a battery, when the pressure inside the battery rises, the current interrupting thin plate 8 is pushed up and deformed, and the positive electrode lead 12 is cut off leaving the portion welded to the thin plate 8 to cut off the current.

【0054】このような負極1を構成する負極活物質と
しては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオン
をドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料のいずれ
を用いることができる。これらのうちで、リチウムイオ
ンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料を用い
ることが好ましい。このような炭素材料としてはグラフ
ァイトでも非晶質炭素でもよく、活性炭、炭素繊維、カ
ーボンブラック、メソカーボンマイクロビーズ等あらゆ
る炭素材料を用いることができる。
As the negative electrode active material constituting the negative electrode 1, any of lithium metal, a lithium alloy, and a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions can be used. Among these, it is preferable to use a carbon material capable of doping and undoping lithium ions. Such a carbon material may be graphite or amorphous carbon, and any carbon material such as activated carbon, carbon fiber, carbon black, and mesocarbon microbeads can be used.

【0055】また正極2を構成する正極活物質として
は、LiCoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2
LiNixCo(1-x)O2等のリチウムと遷移金属とからなる
複合酸化物、V25などを用いることができる。
The positive electrode active materials constituting the positive electrode 2 include LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 ,
A composite oxide composed of lithium and a transition metal, such as LiNixCo (1-x) O 2 , V 2 O 5, or the like can be used.

【0056】なお本発明に係る非水電解液二次電池は、
電解液として以上説明した非水電解液を含むものであ
り、電池の形状および形態等は前記図1に限定されず、
コイン型、あるいは角型などであってもよい。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises:
The electrolyte contains the non-aqueous electrolyte described above, and the shape and form of the battery are not limited to those in FIG.
It may be a coin type or a square type.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明に係る非水電解液は、フッ素含有
カーボネート化合物を含み、かつ特定の溶媒組成の非水
溶媒を使用しているので、正極との反応による発熱速度
が低く、安全性に優れている。またこのような非水電解
液は、イオン伝導性が実用レベルにあり、しかも電解質
の分離することなどがない。
The non-aqueous electrolyte according to the present invention contains a fluorine-containing carbonate compound and uses a non-aqueous solvent having a specific solvent composition. Is excellent. Such a non-aqueous electrolyte has a practical level of ionic conductivity and does not separate the electrolyte.

【0058】このような非水電解液は、リチウムイオン
二次電池用電解液として好適に使用することができる。
Such a non-aqueous electrolyte can be suitably used as an electrolyte for a lithium ion secondary battery.

【0059】[0059]

【実施例】以下、本発明について実施例に基づいてさら
に具体的に説明するが、本発明は、これら実施例により
何等限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0060】[0060]

【実施例1】非水電解液の調製 プロピレンカーボネート(PC)とジメチルカーボネート(D
MC)と下記一般式で表されるフッ素含有カーボネート化
合物とを、プロピレンカーボネート:ジメチルカーボネ
ート:フッ素含有カーボネート化合物(重量比)=1
5:15:70となるように混合した非水溶媒に、Li
PF6を1モル/リットルとなるように溶解して非水電
解液を調製した。
Example 1 Preparation of Non-Aqueous Electrolyte Solution Propylene carbonate (PC) and dimethyl carbonate (D
MC) and a fluorine-containing carbonate compound represented by the following general formula, propylene carbonate: dimethyl carbonate: fluorine-containing carbonate compound (weight ratio) = 1
In a non-aqueous solvent mixed at a ratio of 5:15:70, Li was added.
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving PF 6 at 1 mol / l.

【0061】 CH3−OCOO−CH2CH2−O―CH2CH2CH 3 —OCOO—CH 2 CH 2 —O—CH 2 CH 2 F

【0062】最大発熱速度測定用正極の作製 LiCoO2とPVDF(ポリ(フッ化ビニリデン))
とグラファイトとを、91:3:6の重量比となるよう
に混合し、NMPでスラリー状としたものアルミ箔に塗
布し、乾燥したのちプレスして正極を作製した。こうし
て得られた正極と、Li負極と、プロピレンカーボネー
トとジメチルカーボネートとが体積比1:1で混合され
た溶媒にLiPF6を1モル/リットルとなるように溶
解した充電用非水電解液(プロピレンカーボネートとジ
メチルカーボネートとが体積比1:1で混合された溶媒
にLiPF6を1モル/リットルとなるように溶解した
もの)を使用して、4.4Vで定電圧充電を行った。充
電したのち、2時間経ったときの電位は4.38Vであ
った。この電極を、ジメチルカーボネートで充分に洗浄
・乾燥し、ジメチルカーボネートを除去した。この電極
を2mm角程度に裁断して、最大発熱速度測定用正極を作
製した。
Preparation of positive electrode for maximum heat generation rate measurement LiCoO 2 and PVDF (poly (vinylidene fluoride))
And graphite were mixed in a weight ratio of 91: 3: 6, slurried with NMP, applied to an aluminum foil, dried, and pressed to produce a positive electrode. A non-aqueous electrolyte for charging (propylene) prepared by dissolving LiPF 6 at a molar ratio of 1: 1 in a solvent in which the thus obtained positive electrode, Li negative electrode, propylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1. LiPF 6 was dissolved in a solvent in which carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 so as to be 1 mol / liter), and the battery was charged at a constant voltage of 4.4 V. Two hours after charging, the potential was 4.38 V. This electrode was sufficiently washed and dried with dimethyl carbonate to remove dimethyl carbonate. This electrode was cut into about 2 mm square to produce a positive electrode for measuring the maximum heat generation rate.

【0063】最大発熱速度測定 アルゴン雰囲気下で、上記調製した非水電解液0.3ml
と最大発熱速度測定用正極1.00gとを混合し、測定
サンプルを作製した。
Measurement of Maximum Heating Rate Under an argon atmosphere, 0.3 ml of the nonaqueous electrolyte prepared above was used.
And 1.00 g of the positive electrode for maximum heat generation rate measurement were mixed to prepare a measurement sample.

【0064】測定は、COLUMBIA SCIENTIFIC社のARCT
M(Accelerating Rate Calorimeter)を使用して、定法に
よって行った。測定温度範囲は、40〜350℃とし
た。なお、発熱速度とは、単位時間あたりのサンプルの
自己温度上昇分を表し、最大発熱速度とは測定期間中の
発熱速度の最大値である。
The measurement was performed using ARCT of COLUMBIA SCIENTIFIC.
The measurement was performed by an ordinary method using M (Accelerating Rate Calorimeter). The measurement temperature range was 40 to 350 ° C. Note that the heat generation rate represents the amount of self-temperature rise of the sample per unit time, and the maximum heat generation rate is the maximum value of the heat generation rate during the measurement period.

【0065】結果を表1に示す。Table 1 shows the results.

【0066】[0066]

【実施例2〜9】実施例1において、使用するフッ素含
有カーボネート化合物を表1に示すものにした以外は、
実施例1と同様に非水電解液を調製し、最大発熱速度を
測定した。
Examples 2 to 9 The procedure of Example 1 was repeated except that the fluorine-containing carbonate compound used was as shown in Table 1.
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1, and the maximum heat generation rate was measured.

【0067】結果を表1に示す。Table 1 shows the results.

【0068】[0068]

【比較例1】実施例1において、使用する溶媒組成を表
1に示すものにした以外は、実施例1と同様に非水電解
液を調製し、最大発熱速度を測定した。
Comparative Example 1 A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solvent composition used was changed to that shown in Table 1, and the maximum heat generation rate was measured.

【0069】結果を表1に示す。Table 1 shows the results.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の非水電解液二次電池の一実施例を示
す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・負極 2・・・・正極 3・・・・セパレータ 4・・・・絶縁板 5・・・・電池缶 6・・・・封口ガスケット 7・・・・電池蓋 8・・・・電流遮断用薄板 9・・・・負極集電体 10・・・・正極集電体 11・・・・負極リード 12・・・・正極リード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode 2 ... Positive electrode 3 ... Separator 4 ... Insulating plate 5 ... Battery can 6 ... Sealing gasket 7 ... Battery cover 8 ...・ Current cutting thin plate 9 ・ ・ ・ ・ Negative electrode current collector 10 ・ ・ ・ ・ Positive electrode current collector 11 ・ ・ ・ ・ Negative electrode lead 12 ・ ・ ・ ・ Positive electrode lead

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式[1]または[2]で表される
フッ素含有カーボネート化合物を含む非水溶媒と、電解
質とからなることを特徴とする非水電解液。 R−OCOO−(AO)n−CH2−X [1] X−CH2O−(AO)n−COO−(AO)m−CH2−Y [2] (式[1]、[2]中、Rは炭素数1〜20の炭化水素
基、XおよびYは、互いに同一であっても異なっていて
もよく、各々炭素数1〜10のフッ素原子置換炭化水素
基を示し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示す。ま
たmおよびnは1〜30の整数である。)
1. A non-aqueous electrolyte comprising a non-aqueous solvent containing a fluorine-containing carbonate compound represented by the following general formula [1] or [2] and an electrolyte. R-OCOO- (AO) n -CH 2 -X [1] X-CH 2 O- (AO) n -COO- (AO) m -CH 2 -Y [2] ( Formula [1], [2] Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X and Y may be the same or different from each other, and each represents a fluorine-substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, Represents an alkylene group of the formulas 2 to 4. m and n are integers of 1 to 30.)
【請求項2】前記非水溶媒が、環状炭酸エステルおよび
/または鎖状炭酸エステルを含むことを特徴とする請求
項1に記載の非水電解液。
2. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains a cyclic carbonate and / or a chain carbonate.
【請求項3】環状炭酸エステルが、炭素数が2〜5のア
ルキレン基を含む環状炭酸エステル化合物であり、 鎖状炭酸エステルが、炭素数が1〜5の炭化水素基を含
む鎖状炭酸エステル化合物であることを特徴とする請求
項2に記載の非水電解液。
3. The cyclic carbonate is a cyclic carbonate compound containing an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and the chain carbonate is a chain carbonate containing a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. The non-aqueous electrolyte according to claim 2, which is a compound.
【請求項4】電解質が、LiPF6、LiBF4、LiOS
21、 【化1】 (式中、R1〜R8は、互いに同一であっても異なってい
てもよく、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基であ
る)から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液。
4. The electrolyte according to claim 1, wherein the electrolyte is LiPF 6 , LiBF 4 , or LiOS.
O 2 R 1 , (Wherein, R 1 to R 8 may be the same or different from each other and are perfluoroalkyl groups having 1 to 6 carbon atoms). Item 4. The non-aqueous electrolyte according to any one of Items 1 to 3.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解
液と、 負極活物質として金属リチウム、リチウム含有合金、リ
チウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料、リ
チウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化スズ、リ
チウムイオンのドープ・脱ドープが可能なシリコン、リ
チウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化チタンの
いずれかを含む負極と、 正極活物質として、リチウムと遷移金属との複合酸化物
を含む正極とを含む非水電解液二次電池。
5. A non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the negative electrode active material is metallic lithium, a lithium-containing alloy, a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions, and a lithium ion doping. A negative electrode containing any of undoped tin oxide, lithium ion-doped / undoped silicon, and lithium-ion doped / undoped titanium oxide; and lithium and transition metal as the positive electrode active material And a positive electrode containing a composite oxide.
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