JP2000243444A - Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using same - Google Patents

Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using same

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JP2000243444A
JP2000243444A JP11041104A JP4110499A JP2000243444A JP 2000243444 A JP2000243444 A JP 2000243444A JP 11041104 A JP11041104 A JP 11041104A JP 4110499 A JP4110499 A JP 4110499A JP 2000243444 A JP2000243444 A JP 2000243444A
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Japan
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carbonate
aqueous electrolyte
group
och
general formula
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Japanese (ja)
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Masahiro Toriida
昌弘 鳥井田
Takehiko Onomi
毅彦 尾身
Hiroaki Tan
弘明 丹
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolytic solution excellent in charge/ discharge characteristics, load characteristics, and low-temperature characteristics, and a secondary battery using the same. SOLUTION: This nonaqueous electrolytic solution is composed of a nonaqueous solvent containing a compound including a cyanoethyl group expressed by a general expression [1] and an electrolyte. The expression [1] is RO(R'O)nCH2CH2CN. In the expression [1], R is hydrogen, a hydrocarbon group of 1C to 10C, or a cyanoethyl group, R' is an alkylene group of 1C to 4C, and (n) is an integer of 0 to 30.

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、充放電特性に優れた非水
電解液、およびそれを用いた二次電池に関する。より詳
細には、シアノエチル基を含む化合物を含有するリチウ
ム二次電池に適した非水電解液、およびそれを用いた二
次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte having excellent charge / discharge characteristics and a secondary battery using the same. More specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte suitable for a lithium secondary battery containing a compound containing a cyanoethyl group, and a secondary battery using the same.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】非水電解液を用いた電池は、高電
圧でかつ高エネルギー密度を有しており、また貯蔵性な
どの信頼性も高いので、民生用電子機器の電源として広
く用いられている。
BACKGROUND OF THE INVENTION A battery using a non-aqueous electrolyte has a high voltage, a high energy density, and a high reliability such as storability, so that it is widely used as a power source for consumer electronic devices. Have been.

【0003】このような電池として非水電解液二次電池
があり、その代表的存在は、リチウムイオン二次電池で
ある。それに用いられる非水溶媒として、誘電率の高い
カーボネート化合物が知られており、各種カーボネート
化合物の使用が提案されている。また電解液として、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの前
記高誘電率カーボネート化合物溶媒と、炭酸ジエチルな
どの低粘度溶媒との混合溶媒に、LiBF4、LiPF6
LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、Li2SiF6
どの電解質を混合した溶液が用いられている。
As such a battery, there is a non-aqueous electrolyte secondary battery, a typical example of which is a lithium ion secondary battery. Carbonate compounds having a high dielectric constant are known as non-aqueous solvents used for such a purpose, and the use of various carbonate compounds has been proposed. As an electrolytic solution, LiBF 4 , LiPF 6 , LiPF 6 , a mixed solvent of the high dielectric constant carbonate compound solvent such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and a low viscosity solvent such as diethyl carbonate.
A solution in which an electrolyte such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , or Li 2 SiF 6 is mixed is used.

【0004】一方で、電池の高容量化を目指して電極の
研究も進められており、リチウムイオン二次電池の負極
として、リチウムの吸蔵、放出が可能な炭素材料が用い
られている。特に黒鉛などの高結晶性炭素は、放電電位
が平坦であるなどの特徴を有していることから、現在市
販されているリチウムイオン二次電池の大半の負極とし
て採用されている。
[0004] On the other hand, research on electrodes has been promoted with the aim of increasing the capacity of batteries, and carbon materials capable of occluding and releasing lithium are used as negative electrodes of lithium ion secondary batteries. In particular, highly crystalline carbon such as graphite has characteristics such as a flat discharge potential, and is therefore used as most negative electrodes of currently commercially available lithium ion secondary batteries.

【0005】しかしながら、黒鉛などの高結晶性炭素を
負極に用いる場合、電解液用の非水溶媒として、凝固点
の低い高誘電率溶媒であるプロピレンカーボネートや1,
2‐ブチレンカーボネートを用いると、充電時に溶媒の
還元分解反応が起こり、活物質であるリチウムイオンの
黒鉛への挿入反応はほとんど進行しなくなり、電解液の
機能を果たさなくなる。その結果、特に初回の充放電効
率は極端に低下する。
However, when highly crystalline carbon such as graphite is used for the negative electrode, propylene carbonate or 1,1, which is a high dielectric constant solvent having a low freezing point, is used as a non-aqueous solvent for the electrolytic solution.
When 2-butylene carbonate is used, a reductive decomposition reaction of the solvent occurs at the time of charging, and an insertion reaction of lithium ions, which is an active material, into graphite hardly progresses, so that the function of the electrolytic solution is not fulfilled. As a result, the first charge / discharge efficiency is extremely reduced.

【0006】このため、電解液に使用される高誘電率の
非水溶媒として、常温で固体ではあるものの、還元分解
反応が継続的に起こりにくいエチレンカーボネートをプ
ロピレンカーボネートに混合することにより、非水溶媒
の還元分解反応を抑える試みがなされている。さらに還
元分解反応の抑制に加えて非水溶媒の粘度特性を改善す
るため、低粘度溶媒との組み合わせ方を工夫したり、様
々な添加剤を加えたり、電解液中のプロピレンカーボネ
ートの含有量を制限することなどが提案されている。こ
れらの対策により、電池の充放電特性及び低温特性の向
上が図られてきたが、現在ではより高性能の電解液が求
められている。
[0006] Therefore, as a non-aqueous solvent having a high dielectric constant, which is used in the electrolytic solution, ethylene carbonate, which is solid at room temperature but hardly undergoes a reductive decomposition reaction, is mixed with propylene carbonate to form a non-aqueous solvent. Attempts have been made to suppress the reductive decomposition reaction of the solvent. Furthermore, in order to improve the viscosity characteristics of the non-aqueous solvent in addition to suppressing the reductive decomposition reaction, devising a combination with a low-viscosity solvent, adding various additives, and reducing the content of propylene carbonate in the electrolytic solution. Restrictions have been proposed. These measures have improved the charge / discharge characteristics and low-temperature characteristics of the battery, but at present there is a demand for a higher-performance electrolytic solution.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の要請に
応えるために、黒鉛などの高結晶性炭素を負極に用いた
場合であっても、溶媒の還元分解反応が抑制され、電池
にすぐれた充放電効率、負荷特性及び低温特性を与える
非水電解液の提供を目的とする。また、この非水電解液
を含む二次電池の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to meet the above demand, the present invention suppresses the reductive decomposition reaction of a solvent even when a highly crystalline carbon such as graphite is used for a negative electrode, and is excellent in batteries. It is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte that provides improved charge / discharge efficiency, load characteristics and low-temperature characteristics. Another object is to provide a secondary battery including the non-aqueous electrolyte.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解液
は、下記一般式[1]で表されるシアノエチル基を含む
化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなる非水電解
液に関する。 RO(R’O)nCH2CH2CN [1]
Means for Solving the Problems The non-aqueous electrolyte according to the present invention relates to a non-aqueous electrolyte comprising a non-aqueous solvent containing a compound containing a cyanoethyl group represented by the following general formula [1] and an electrolyte. . RO (R'O) n CH 2 CH 2 CN [1]

【0009】(式[1]中、Rは水素、炭素数1〜10
の炭化水素基あるいはシアノエチル基であり、R’は炭
素数1〜4のアルキレン基であり、nは0〜30の整数
である。)
(In the formula [1], R is hydrogen and has 1 to 10 carbon atoms.
Wherein R 'is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 30. )

【0010】また、前記の非水溶媒が、前記一般式
[1]で表されるシアノエチル基を含む化合物と、下記
一般式[2a]または[2b]で表される環状炭酸エス
テルおよび/または鎖状炭酸エステルとから構成されて
いると一層優れた非水電解液を提供することができる。
Further, the non-aqueous solvent comprises a compound having a cyanoethyl group represented by the general formula [1] and a cyclic carbonate and / or a chain represented by the following general formula [2a] or [2b]. And a non-aqueous electrolyte solution comprising a non-aqueous electrolyte.

【化2】 (式[2a]または[2b]中、R1およびR2は水素
原子または炭素数1〜6のアルキル基を示し、R1およ
びR2は同一であっても異なっていてもよい。)
Embedded image (In the formula [2a] or [2b], R1 and R2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 and R2 may be the same or different.)

【0011】さらに、これら非水電解液は、電解質とし
てのリチウム塩が溶解した非水電解液であると、一次電
池または二次電池用の電解液として有効に利用すること
ができる。
Further, if these non-aqueous electrolytes are non-aqueous electrolytes in which a lithium salt as an electrolyte is dissolved, they can be effectively used as electrolytes for primary batteries or secondary batteries.

【0012】本発明は、また、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の複合酸化物、炭素
材料またはこれらの混合物のいずれかを含む正極と、前
記非水電解液とを含む二次電池に関する。
The present invention also relates to a method for doping lithium metal, a lithium-containing alloy, and lithium ion as a negative electrode active material.
A negative electrode including any of the undoped carbon materials, a positive electrode including any of a composite oxide of lithium and a transition metal as the positive electrode active material, a carbon material or a mixture thereof, and the nonaqueous electrolyte Related to secondary batteries.

【0013】[0013]

【発明の具体的説明】次に、本発明に係る非水電解液お
よびこの非水電解液を用いた非水電解液二次電池につい
て具体的に説明する。本発明に係る非水電解液は、シア
ノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と、電解質
とからなっており、各々について詳述する。
Next, the non-aqueous electrolyte according to the present invention and a non-aqueous electrolyte secondary battery using this non-aqueous electrolyte will be described in detail. The non-aqueous electrolyte according to the present invention comprises a non-aqueous solvent containing a compound containing a cyanoethyl group and an electrolyte, and each will be described in detail.

【0014】シアノエチル基を含む化合物 本発明で非水溶媒に含有させるシアノエチル基を含む化
合物としては下記一般式[1]で表される化合物が使用
される。なお、本発明においてシアノエチル基とは−C
2CH2CNを示す。 RO(R’O)nCH2CH2CN [1] (式[1]中において、Rは水素、炭素数1〜10の炭
化水素基あるいはシアノエチル基であり、nは0〜30
の整数である。)
Compound Containing a Cyanoethyl Group As the compound containing a cyanoethyl group to be contained in the non-aqueous solvent in the present invention, a compound represented by the following general formula [1] is used. In the present invention, a cyanoethyl group is defined as -C
H 2 CH 2 CN is shown. RO (R′O) n CH 2 CH 2 CN [1] (In the formula [1], R is hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a cyanoethyl group, and n is 0 to 30.
Is an integer. )

【0015】Rとしては、具体的には水素、メチル基、
エチル基、ビニル基、プロピル基、イソプロピル基、1-
プロペニル基、2-プロペニル基、メタクリル基、1-プロ
ピニル基、2-プロピニル基、ブチル基、イソブチル基、
sec-ブチル基、t-ブチル基、1-ブテニル基、2-ブテニル
基、3-ブテニル基、2-メチル-2-プロペニル基、1-メチ
レンプロピル基、1-メチル-2-プロペニル基、1,2-ジメ
チルビニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニ
ル基、ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル
基、3-メチルブチル基、1-メチル-2-メチルプロピル
基、2,2-ジメチルプロピル基、その他、ヘキシル基、オ
クチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数1〜10の直
鎖または分岐アルキル基またはシアノエチル基を挙げる
ことができる。
R is specifically hydrogen, a methyl group,
Ethyl group, vinyl group, propyl group, isopropyl group, 1-
Propenyl group, 2-propenyl group, methacryl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, butyl group, isobutyl group,
sec-butyl group, t-butyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1-methylenepropyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 1 , 2-dimethylvinyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-methyl-2-methylpropyl group, Examples thereof include a 2,2-dimethylpropyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group, and a cyanoethyl group.

【0016】R’としては炭素数1〜4のアルキレン基
であり、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレ
ン基またはブチレン基を挙げることができる。
R 'is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and specific examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group and a butylene group.

【0017】前記一般式[1]で表される具体的な化合
物としては、次式で示される化合物を挙げることができ
る。 CH3OCH2CH2CN NCCH2CH2OCH2CH2CN CH3CH2OCH2CH2CN CH3OCH2CH2OCH2CH2CN NCCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2CN
As a specific compound represented by the general formula [1], there can be mentioned a compound represented by the following formula. CH 3 OCH 2 CH 2 CN NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 CN CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN

【0018】これらの中でも特に好ましい化合物として
は、CH3OCH2CH2OCH2CH 2CNである。この
ような前記一般式[1]で表されるシアノエチル基を含
む化合物には、充電時における非水溶媒の還元分解反応
を抑制し、充放電効率を改善する効果がある。
Among these, particularly preferred compounds are
Is CHThreeOCHTwoCHTwoOCHTwoCH TwoCN. this
Containing a cyanoethyl group represented by the above general formula [1].
Compounds undergo reductive decomposition of non-aqueous solvents during charging.
And has the effect of improving charge and discharge efficiency.

【0019】非 水 溶 媒 本発明に係る非水電解液では、前記一般式[1]で表さ
れるシアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒が
使用される。このシアノエチル基を含む化合物は、一般
に使われる非水溶媒への添加剤として、あるいは非水溶
媒を構成する一溶剤として使用することができる。シア
ノエチル基を含む化合物は非水溶媒全体(シアノエチル
基を含む化合物と非水溶媒の合計量)に対して0.00
1重量%以上、好ましくは0.01〜99.5重量%、
さらに好ましくは0.01〜70重量%、特に好ましく
は0.05〜30重量%の量で含まれることが望まし
い。本発明では特に、上記シアノエチル基を含む化合物
と下記一般式[2a]または[2b]で表される環状炭
酸エステルおよび/または鎖状炭酸エステルとを含む非
水溶媒を使用することが望ましい。
Non- Aqueous Solvent In the non-aqueous electrolyte according to the present invention, a non-aqueous solvent containing a compound having a cyanoethyl group represented by the above general formula [1] is used. The compound containing a cyanoethyl group can be used as an additive to a commonly used non-aqueous solvent or as a solvent constituting a non-aqueous solvent. The compound containing a cyanoethyl group is 0.00% of the total amount of the nonaqueous solvent (the total amount of the compound containing a cyanoethyl group and the nonaqueous solvent).
1% by weight or more, preferably 0.01 to 99.5% by weight,
More preferably, it is contained in an amount of 0.01 to 70% by weight, particularly preferably 0.05 to 30% by weight. In the present invention, it is particularly desirable to use a non-aqueous solvent containing the above-mentioned compound containing a cyanoethyl group and a cyclic carbonate and / or a chain carbonate represented by the following general formula [2a] or [2b].

【0020】使用できる非水溶媒としては、下記に示す
一般式[2a]または[2b]で表される環状炭酸エス
テルおよび/または鎖状炭酸エステルを挙げることがで
きる。
Examples of the non-aqueous solvent that can be used include cyclic carbonates and / or chain carbonates represented by the following general formula [2a] or [2b].

【化3】 式[2a]または[2b]中、R1およびR2は水素原
子または炭素数1〜6のアルキル基を示し、R1および
R2は同一であっても異なっていてもよい。この中でア
ルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基が好まし
く、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基を
例示することができる。
Embedded image In the formula [2a] or [2b], R1 and R2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 and R2 may be the same or different. Among them, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group.

【0021】前記一般式[2a]または[2b]で表さ
れる環状炭酸エステルの例として具体的には、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、1,2‐ペ
ンチレンカーボネート、2,3‐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。特に、誘
電率が高く、粘度及び凝固点の低いプロピレンカーボネ
ートが好適に使用される。また、これら環状炭酸エステ
ルは2種以上混合して使用してもよい。
Specific examples of the cyclic carbonate represented by the general formula [2a] or [2b] include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 2-pentylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate and the like. In particular, propylene carbonate having a high dielectric constant, a low viscosity and a low freezing point is preferably used. These cyclic carbonates may be used as a mixture of two or more kinds.

【0022】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、メチルエチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチル
イソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネー
トなどが挙げられる。これら鎖状炭酸エステルは2種以
上混合して使用してもよい。
Specific examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl propyl carbonate and the like. These chain carbonates may be used as a mixture of two or more.

【0023】このような鎖状炭酸エステルが非水溶媒中
に含まれていると、非水電解液の粘度を低くすることが
可能となり、電解質の溶解度をさらに高め、常温または
低温での電気伝導性に優れた電解液とすることできる。
このため電池の充放電効率、および、例えば、低温にお
ける充放電効率や、低温における負荷特性のような低温
特性を改善することができる。
When such a chain carbonate is contained in a non-aqueous solvent, the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be reduced, the solubility of the electrolyte can be further increased, and the electric conductivity at normal temperature or low temperature can be improved. It is possible to obtain an electrolytic solution having excellent properties.
Therefore, it is possible to improve the charge / discharge efficiency of the battery and low-temperature characteristics such as, for example, the charge / discharge efficiency at low temperatures and the load characteristics at low temperatures.

【0024】非水溶媒として前記一般式[2a]または
[2b]で表される環状炭酸エステルおよび/または鎖
状炭酸エステルを用いる場合は、前記一般式[1]で表
されるシアノエチル基を含む化合物は、それを含む非水
溶媒全体(前記一般式[1]で表されるシアノエチル基
を含む化合物と、前記一般式[2a]または[2b]で
表される環状炭酸エステルおよび/または鎖状炭酸エス
テルとの合計量)に対して0.001重量%以上、好ま
しくは0.01〜99.5重量%、さらに好ましくは
0.01〜70重量%、特に好ましくは0.05〜30
重量%の量で含まれていることが望ましい。
When the cyclic carbonate and / or chain carbonate represented by the general formula [2a] or [2b] is used as the non-aqueous solvent, it contains a cyanoethyl group represented by the general formula [1]. The compound may be a non-aqueous solvent containing the compound (a compound containing a cyanoethyl group represented by the general formula [1] and a cyclic carbonate and / or a chain compound represented by the general formula [2a] or [2b]). 0.001% by weight or more, preferably 0.01 to 99.5% by weight, more preferably 0.01 to 70% by weight, particularly preferably 0.05 to 30% by weight based on the total amount with the carbonate ester).
Desirably, it is included in an amount of weight percent.

【0025】このような混合割合で前記一般式[1]で
表されるシアノエチル基を含む化合物がそれを含む非水
溶媒全体に含有されていると、充電時に起こる溶媒の還
元分解反応を低く抑えることができ、電池の充放電効率
の向上および低温特性の改善を図ることができる。ま
た、非水溶媒中の、前記一般式[2a]または[2b]
で表される環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混
合割合は、重量比で表して、環状炭酸エステル:鎖状炭
酸エステルが、0:100〜100:0、好ましくは
5:95〜95:5、特に好ましくは20:80〜8
5:15である。
When the compound containing a cyanoethyl group represented by the above general formula [1] is contained in the entire nonaqueous solvent containing the compound at such a mixing ratio, the reductive decomposition reaction of the solvent that occurs during charging is suppressed to a low level. As a result, the charge / discharge efficiency of the battery and the low-temperature characteristics can be improved. Further, in a non-aqueous solvent, the above-mentioned general formula [2a] or [2b]
The mixing ratio of the cyclic carbonate and the chain carbonate represented by the formula is represented by weight ratio, and the ratio of the cyclic carbonate: chain carbonate is 0: 100 to 100: 0, preferably 5:95 to 95: 5, particularly preferably 20:80 to 8
5:15.

【0026】したがって、本発明に係わる好ましい非水
溶媒は、前記一般式[1]で表されるシアノエチル基を
含む化合物と、前記一般式[2a]または[2b]で表
される環状炭酸エステル及び/又は前記鎖状炭酸エステ
ルを含むものである。またそれらに加えて、通常電池用
非水溶媒として広く使用されている溶媒をさらに混合使
用することも可能である。使用できる溶媒の例として具
体的には、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、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、プロピオン酸エチルなどの鎖状エステル; リン
酸トリメチルなどのリン酸エステル; ジメトキシエタ
ンなどの鎖状エーテル; テトラヒドロフランなどの環
状エーテル;ジメチルホルムアミドなどのアミド; メ
チル‐N,N‐ジメチルカーバメートなどの鎖状カーバメ
ート; γ‐ブチロラクトンなどの環状エステル; スル
ホランなどの環状スルホン; N‐メチルオキサゾリジノ
ンなどの環状カーバメート; N‐メチルピロリドンなど
の環状アミド; N,N‐ジメチルイミダゾリジノンなどの
環状ウレア; 4,4-ジメチル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-メチル-4-エチル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-メチル-4-プロピル- 5-メチレンエチレンカ
ーボネート、4-メチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカ
ーボネート、4,4-ジエチル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-エチル-4-プロピル-5-メチレンエチレンカー
ボネート、4-エチル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカー
ボネート、4,4-ジプロピル-5-メチレンエチレンカーボ
ネート、4-プロピル-4-ブチル-5-メチレンエチレンカー
ボネート、4,4-ジブチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、4,4-ジメチル-5-エチリデンエチレンカーボネー
ト、4-メチル-4-エチル-5-エチリデンエチレンカーボネ
ート、4-メチル-4-プロピル- 5-エチリデンエチレンカ
ーボネート、4-メチル-4-ブチル-5-エチリデンエチレン
カーボネート、4,4-ジエチル-5-エチリデンエチレンカ
ーボネート、4-エチル-4-プロピル-5-エチリデンエチレ
ンカーボネート、4-エチル-4-ブチル-5-エチリデンエチ
レンカーボネート、4,4-ジプロピル-5-エチリデンエチ
レンカーボネート、4-プロピル-4-ブチル-5-エチリデン
エチレンカーボネート、4,4-ジブチル-5-エチリデンエ
チレンカーボネート、4-メチル-4-ビニル-5-メチレンエ
チレンカーボネート、4-メチル-4-アリル-5-メチレンエ
チレンカーボネート、4-メチル-4-メトキシメチル-5-メ
チレンエチレンカーボネート、4-メチル-4-アクリルオ
キシメチル-5-メチレンエチレンカーボネート、4-メチ
ル-4-アリルオキシメチル-5-メチレンエチレンカーボネ
ート、などの環状炭酸エステル; 4-ビニルエチレンカ
ーボネート、4,4-ジビニルエチレンカーボネート、4,5-
ジビニルエチレンカーボネートなどのビニルエチレンカ
ーボネート誘導体; 4-ビニル-4-メチルエチレンカーボ
ネート、4-ビニル-5-メチルエチレンカーボネート、4-
ビニル-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-
5,5-ジメチルエチレンカーボネート、4-ビニル-4,5,5-
トリメチルエチレンカーボネートなどのアルキル置換ビ
ニルエチレンカーボネート誘導体; 4-アリルオキシメ
チルエチレンカーボネート、4,5-ジアリルオキシメチル
エチレンカーボネートなどのアリルオキシメチルエチレ
ンカーボネート誘導体; 4-メチル-4-アリルオキシメチ
ルエチレンカーボネート、4-メチル-5-アリルオキシメ
チルエチレンカーボネートなどのアルキル置換アリルオ
キシメチルエチレンカーボネート誘導体; 4-アクリル
オキシメチルエチレンカーボネート、4,5-アクリルオキ
シメチルエチレンカーボネートなどのアクリルオキシメ
チルエチレンカーボネート誘導体; 4-メチル-4-アクリ
ルオキシメチルエチレンカーボネート、4-メチル-5-ア
クリルオキシメチルエチレンカーボネートなどのアルキ
ル置換アクリルオキシメチルエチレンカーボネート誘導
体; および下記一般式で表わされる化合物などを挙げ
ることができる。HO(CH2CH2O)aH、HO{C
2CH(CH3)O}b H、CH3O(CH2CH2O)c
H、CH3O{CH2CH(CH3)O}d H、CH3
(CH2CH2O)e CH3、CH3O{CH2CH(C
3)O}f CH3、C919PhO(CH2CH2O)g
{CH(CH3)O}h CH3(Phはフェニル基)、C
3O{CH2CH(CH3)O}iCO{O(CH3)C
HCH2jOCH3(前記の式中、a〜fは5〜250
の整数、g〜jは2〜249の整数、5≦g+h≦25
0、5≦i+j≦250である。)
Accordingly, a preferred non-aqueous solvent according to the present invention is a compound containing a cyanoethyl group represented by the general formula [1], a cyclic carbonate represented by the general formula [2a] or [2b] and And / or contains the chain carbonate. In addition, it is also possible to further mix and use a solvent widely used as a non-aqueous solvent for batteries. Specific examples of usable solvents include chain esters such as methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate; phosphate esters such as trimethyl phosphate Linear ethers such as tetrahydrofuran; amides such as dimethylformamide; linear carbamates such as methyl-N, N-dimethylcarbamate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; cyclic sulfones such as sulfolane; Cyclic carbamates such as -methyloxazolidinone; cyclic amides such as N-methylpyrrolidone; cyclic ureas such as N, N-dimethylimidazolidinone; 4,4-dimethyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-ethyl- 5-methylene ethylene carbonate 4-methyl-4-propyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-butyl-5-methyleneethylene carbonate, 4,4-diethyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-ethyl-4-propyl-5- Methylene ethylene carbonate, 4-ethyl-4-butyl-5-methyleneethylene carbonate, 4,4-dipropyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-propyl-4-butyl-5-methyleneethylene carbonate, 4,4-dibutyl- 5-methylene ethylene carbonate, 4,4-dimethyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-methyl-4-ethyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-methyl-4-propyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-methyl- 4-butyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4,4-diethyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-ethyl-4-propyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4- Ethyl-4-butyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4,4-dipropyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-propyl-4-butyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4,4-dibutyl-5-ethylidene ethylene carbonate, 4-methyl-4-vinyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-allyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-methoxymethyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-acryl Cyclic carbonates such as oxymethyl-5-methyleneethylene carbonate, 4-methyl-4-allyloxymethyl-5-methyleneethylene carbonate; 4-vinylethylene carbonate, 4,4-divinylethylene carbonate, 4,5-
Vinylethylene carbonate derivatives such as divinylethylene carbonate; 4-vinyl-4-methylethylene carbonate, 4-vinyl-5-methylethylene carbonate,
Vinyl-4,5-dimethylethylene carbonate, 4-vinyl-
5,5-dimethylethylene carbonate, 4-vinyl-4,5,5-
Alkyl-substituted vinylethylene carbonate derivatives such as trimethylethylene carbonate; allyloxymethylethylene carbonate derivatives such as 4-allyloxymethylethylene carbonate and 4,5-diallyloxymethylethylene carbonate; 4-methyl-4-allyloxymethylethylene carbonate; Alkyl-substituted allyloxymethylethylene carbonate derivatives such as 4-methyl-5-allyloxymethylethylene carbonate; acryloxymethylethylene carbonate derivatives such as 4-acryloxymethylethylene carbonate and 4,5-acryloxymethylethylene carbonate; 4- Alkyl-substituted acryloxymethyl ethylene such as methyl-4-acryloxymethylethylene carbonate and 4-methyl-5-acryloxymethylethylene carbonate Carbonate derivatives; and the like and a compound represented by the following general formula can be exemplified. HO (CH 2 CH 2 O) a H, HO {C
H 2 CH (CH 3 ) O} bH , CH 3 O (CH 2 CH 2 O) c
H, CH 3 O {CH 2 CH (CH 3 ) O} d H, CH 3 O
(CH 2 CH 2 O) e CH 3 , CH 3 O {CH 2 CH (C
H 3 ) O} f CH 3 , C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) g
{CH (CH 3 ) O} h CH 3 (Ph is a phenyl group), C
H 3 O {CH 2 CH (CH 3 ) O} i CO {O (CH 3 ) C
HCH 2j OCH 3 (where a to f are from 5 to 250
And g to j are integers of 2 to 249, and 5 ≦ g + h ≦ 25.
0, 5 ≦ i + j ≦ 250. )

【0027】非 水 電 解 液 本発明の非水電解液は、前述した特定のシアノエチル基
を含む化合物を含有する非水溶媒と電解質とからなって
おり、例えば前述した特定のシアノエチル基を含む化合
物を含有する非水溶媒に電解質を溶解してなるものであ
る。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、いずれをも使
用することができる。
The non-aqueous electrolytic solution The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is formed of a non-aqueous solvent containing a compound containing a specific cyanoethyl groups described above as the electrolyte, a compound containing a particular cyanoethyl group, for example the above-mentioned Is obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent containing As the electrolyte to be used, any electrolyte which is usually used as an electrolyte for a non-aqueous electrolyte can be used.

【0028】電解質の具体例としては、LiPF6、Li
BF4、LiClO4、LiAsF6、Li2SiF6、LiC4
9SO3、LiC817SO3などのリチウム塩が挙げられ
る。また、次の一般式で示されるリチウム塩も使用する
ことができる。LiOSO23、LiN(SO24)(SO2
5)、LiC(SO26)(SO27)(SO28)、LiN
(SO2OR9)(SO2OR10)(ここで、R3〜R10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)。これらのリチウム
塩は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使
用してもよい。
Specific examples of the electrolyte include LiPF 6 , Li
BF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiC 4 F
Lithium salts such as 9 SO 3 and LiC 8 F 17 SO 3 are exemplified. Further, a lithium salt represented by the following general formula can also be used. LiOSO 2 R 3 , LiN (SO 2 R 4 ) (SO 2
R 5 ), LiC (SO 2 R 6 ) (SO 2 R 7 ) (SO 2 R 8 ), LiN
(SO 2 OR 9 ) (SO 2 OR 10 ) (here, R 3 to R 10 may be the same or different, and may have 1 to 6 carbon atoms.
Is a perfluoroalkyl group). These lithium salts may be used alone or as a mixture of two or more.

【0029】これらの内、特に、LiPF6、LiBF4
LiOSO23、LiN(SO24)(SO25)、LiC(S
26)(SO27)(SO28)、LiN(SO2OR9)(S
2OR10)が好ましい。
Of these, LiPF 6 , LiBF 4 ,
LiOSO 2 R 3 , LiN (SO 2 R 4 ) (SO 2 R 5 ), LiC (S
O 2 R 6 ) (SO 2 R 7 ) (SO 2 R 8 ), LiN (SO 2 OR 9 ) (S
O 2 OR 10 ) is preferred.

【0030】このような電解質は、通常、0.1〜3モ
ル/リットル、好ましくは0.5〜2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。
It is desirable that such an electrolyte is usually contained in the non-aqueous electrolyte at a concentration of 0.1 to 3 mol / l, preferably 0.5 to 2 mol / l.

【0031】本発明における非水電解液は、上記特定の
シアノエチル基を含む化合物を含有する非水溶媒と電解
質とを必須構成成分として含むが、必要に応じて他の添
加剤等を加えてもよい。
The non-aqueous electrolyte in the present invention contains a non-aqueous solvent containing the above-mentioned compound containing a specific cyanoethyl group and an electrolyte as essential components, but may contain other additives if necessary. Good.

【0032】以上のような本発明に係る非水電解液は、
リチウムイオン二次電池用の非水電解液として好適であ
るばかりでなく、一次電池用の非水電解液としても用い
ることが出来る。
The non-aqueous electrolyte according to the present invention as described above comprises:
Not only is it suitable as a non-aqueous electrolyte for lithium ion secondary batteries, but it can also be used as a non-aqueous electrolyte for primary batteries.

【0033】二 次 電 池 本発明に係る非水電解液二次電池は、負極と、正極と、
前記の非水電解液とを基本的に含んで構成されており、
通常負極と正極との間にセパレータが設けられている。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the secondary batteries present invention, a negative electrode, a positive electrode,
The non-aqueous electrolyte is basically configured to include,
Usually, a separator is provided between the negative electrode and the positive electrode.

【0034】負極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ブ・脱
ドーブ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。これらの中でもリチウムイオンをドーブ・脱
ドーブすることが可能な炭素材料が好ましい。このよう
な炭素材料は、グラファイトであっても非晶質炭素であ
ってもよく、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などが用いられる。
As the negative electrode active material constituting the negative electrode, any of lithium metal, a lithium alloy, and a carbon material capable of doping / de-doping lithium ions can be used. Among these, a carbon material capable of doving / de-doping lithium ions is preferable. Such a carbon material may be graphite or amorphous carbon, and activated carbon, carbon fiber, carbon black, mesocarbon microbeads and the like are used.

【0035】負極活物質として、特にX線解析で測定し
た(002)面の面間隔(d002)が0.340nm
以下の炭素材料が好ましく、密度が1.70g/cm3
以上である黒鉛またはそれに近い性質を有する高結晶性
炭素材料が望ましい。このような炭素材料を使用する
と、電池のエネルギー密度を高くすることができる。
As the negative electrode active material, the (002) plane spacing (d002) measured by X-ray analysis was 0.340 nm.
The following carbon materials are preferable, and the density is 1.70 g / cm 3
The graphite described above or a highly crystalline carbon material having properties similar thereto is desirable. When such a carbon material is used, the energy density of the battery can be increased.

【0036】正極を構成する正極活物質としては、Mo
2、TiS2、MnO2、V25などの遷移金属酸化物ま
たは遷移金属硫化物、LiCoO2、LiMnO2、LiMn2
4、LiNiO2などのリチウムと遷移金属とからなる複
合酸化物が挙げられる。これ等の中でも、特にリチウム
と遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリ
チウム金属またはリチウム合金である場合は、正極とし
て炭素材料を用いることもできる。また、正極として、
リチウムと遷移金属の複合酸化物と炭素材料との混合物
を用いることもできる。
As the positive electrode active material constituting the positive electrode, Mo is used.
Transition metal oxides or sulfides such as S 2 , TiS 2 , MnO 2 , V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2
A composite oxide composed of lithium and a transition metal such as O 4 and LiNiO 2 can be used. Among these, a composite oxide composed of lithium and a transition metal is particularly preferable. When the negative electrode is a lithium metal or lithium alloy, a carbon material can be used as the positive electrode. Also, as a positive electrode,
A mixture of a composite oxide of lithium and a transition metal and a carbon material can also be used.

【0037】セパレータは多孔性の膜であって、通常微
多孔性ポリマーフィルムが好適に使用される。特に、多
孔性ポリオレフィンフィルムが好ましく、具体的には多
孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィ
ルム、または多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロ
ピレンとの多層フィルムを例示することができる。
The separator is a porous membrane, and usually a microporous polymer film is suitably used. In particular, a porous polyolefin film is preferable, and specific examples thereof include a porous polyethylene film, a porous polypropylene film, and a multilayer film of a porous polyethylene film and polypropylene.

【0038】このような非水電解液二次電池は、円筒
型、コイン型、角型、その他任意の形状に形成すること
ができる。しかし、電池の基本構造は形状によらず同じ
であり、目的に応じて設計変更を施すことができる。次
に、円筒型およびコイン型電池の構造について説明する
が、各電池を構成する負極活物質、正極活物質およびセ
パレータは、前記したものが共通して使用される。
Such a non-aqueous electrolyte secondary battery can be formed in a cylindrical shape, a coin shape, a square shape, or any other shape. However, the basic structure of the battery is the same regardless of the shape, and the design can be changed according to the purpose. Next, the structures of the cylindrical and coin type batteries will be described. The negative electrode active material, the positive electrode active material, and the separator constituting each battery are commonly used.

【0039】例えば、円筒型非水電解液二次電池の場合
には、負極集電体に負極活物質を塗布してなる負極と、
正極集電体に正極活物質を塗布してなる正極とを、非水
電解液を注入したセバレータを介して巻回し、巻回体の
上下に絶縁板を載置した状態で電池缶に収納されてい
る。
For example, in the case of a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery, a negative electrode obtained by applying a negative electrode active material to a negative electrode current collector;
A positive electrode formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode current collector is wound through a severator in which a non-aqueous electrolyte is injected, and is housed in a battery can with an insulating plate placed above and below the wound body. ing.

【0040】また、本発明に係る非水電解液二次電池
は、コイン型非水電解液二次電池にも適用することがで
きる。コイン型電池では、円盤状負極、セパレータ、円
盤状正極、およびステンレスの板が、この順序に積層さ
れた状態でコイン型電池缶に収納されている。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be applied to a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery. In a coin-type battery, a disk-shaped negative electrode, a separator, a disk-shaped positive electrode, and a stainless steel plate are housed in a coin-type battery can in a state of being stacked in this order.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例および比較例を通して本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0042】[0042]

【実施例1】<非水電解液の調製>プロピレンカーボネ
ート(PC)とジエチルカーボネート(DEC)とを、
PC:DEC=55:45(重量比)の割合で混合した
後、この混合溶媒99重量部に対して下記式で表わされ
るビス(2-シアノエチル)エーテル(2CE−E)を1
重量部添加し、2CE−Eの量が非水溶媒全体(PCと
DECと2CE−Eとの合計量)に対して1重量%とな
るよう非水溶媒を調製した。次に電解質であるLiPF
6を非水溶媒に溶解し、電解質濃度が1.0モル/リット
ルとなるように非水電解液を調製した。 NCCH2CH2OCH2CH2CN
Example 1 <Preparation of non-aqueous electrolyte> Propylene carbonate (PC) and diethyl carbonate (DEC) were
After mixing at a ratio of PC: DEC = 55: 45 (weight ratio), bis (2-cyanoethyl) ether (2CE-E) represented by the following formula was added to 99 parts by weight of the mixed solvent.
A non-aqueous solvent was prepared so that the amount of 2CE-E was 1% by weight based on the total amount of the non-aqueous solvent (the total amount of PC, DEC and 2CE-E). Next, the electrolyte, LiPF
6 was dissolved in a non-aqueous solvent to prepare a non-aqueous electrolyte so that the electrolyte concentration was 1.0 mol / liter. NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN

【0043】<負極の作製>大阪ガス(株)製のメソカ
ーボンマイクロビーズ(商品名;MCMB6−28、d
002=0.337nm、密度2.17g/cm3)の
炭素粉末90重量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデン(PVDF)10重量部とを混合し、溶剤のN‐
メチルピロリドンに分散させ、ペースト状の負極合剤ス
ラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを厚さ
20μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥させ
て帯状の炭素負極を得た。乾燥後の負極合剤の厚さは2
5μmであった。さらに、この帯状電極を直径15mm
の円盤状に打ち抜いた後、圧縮成形して負極電極とし
た。
<Preparation of Negative Electrode> Mesocarbon microbeads (trade name: MCMB6-28, d, manufactured by Osaka Gas Co., Ltd.)
002 = 0.337 nm, 90 parts by weight of carbon powder having a density of 2.17 g / cm 3 ) and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder were mixed, and N-
The paste was dispersed in methylpyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. Next, this negative electrode mixture slurry was applied to a negative electrode current collector made of a 20-μm-thick strip-shaped copper foil, and dried to obtain a strip-shaped carbon negative electrode. The thickness of the negative electrode mixture after drying is 2
It was 5 μm. Furthermore, this strip electrode is 15 mm in diameter.
, And compression molded to form a negative electrode.

【0044】<正極の作製>本庄ケミカル(株)製のL
iCoO2(製品名:HLC−21、平均粒径8μm)
微粒子91重量部と、導電材としてのグラファイト6重
量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVD
F)3重量部とを混合して正極合剤を調製し、N‐メチ
ルピロリドンに分散させて正極合剤スラリーを得た。こ
のスラリーを厚さ20μmの帯状アルミニウム箔製正極
集電体に塗布し、乾燥させ、圧縮成形によって帯状正極
を得た。乾燥後の正極合剤の厚さは40μmであった。
その後、この帯状電極を直径15mmの円盤状に打ち抜
くことによって正極電極とした。
<Preparation of Positive Electrode> L manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd.
iCoO 2 (product name: HLC-21, average particle size 8 μm)
91 parts by weight of fine particles, 6 parts by weight of graphite as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVD) as a binder
F) was mixed with 3 parts by weight to prepare a positive electrode mixture, and dispersed in N-methylpyrrolidone to obtain a positive electrode mixture slurry. This slurry was applied to a 20-μm-thick aluminum foil positive electrode current collector, dried, and compression-molded to obtain a belt-shaped positive electrode. The thickness of the positive electrode mixture after drying was 40 μm.
Thereafter, the strip-shaped electrode was punched into a disk having a diameter of 15 mm to obtain a positive electrode.

【0045】<電池の作製>このようにして得られた円
盤状負極および円盤状正極、さらに厚さ25μm、直径
19mmの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできた
セパレータを用意した。ステンレス製の2032サイズ
の電池缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で各々を
積層した後、セパレータに前記非水電解液を注入した。
その後、電池缶内にステンレス製の板(厚さ2.4m
m、直径15.4mm)を収納し、さらにポリプロピレ
ン製のガスケットを介して、電池缶(蓋)をかしめた。
この結果、電池内の気密性が保持でき、直径20mm、
高さ3.2mmのボタン型非水電解液二次電池が得られ
た。
<Preparation of Battery> A disk-shaped negative electrode and a disk-shaped positive electrode thus obtained, and a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 19 mm were prepared. After each of the negative electrode, the separator, and the positive electrode were laminated in the order of a 2032-sized stainless steel battery can, the nonaqueous electrolyte was injected into the separator.
Then, a stainless steel plate (2.4 m thick) was placed in the battery can.
m, diameter 15.4 mm), and the battery can (lid) was caulked via a gasket made of polypropylene.
As a result, the airtightness in the battery can be maintained, the diameter is 20 mm,
A button-type nonaqueous electrolyte secondary battery having a height of 3.2 mm was obtained.

【0046】<放電容量の測定>このようにして得られ
た二次電池の放電容量を室温にて次の方法で測定した。
なお、本実施例では、負極にLiイオンがドープされる
電流方向を充電、脱ドープされる電流方向を放電とし
た。充電は、4.1V、1mA定電流定電圧充電方法で
行い、充電電流が50μA以下になった時点で終了とし
た。放電は、1mAの定電流で行い、電圧が2.7Vに
達した時点で終了した。この充放電サイクルの充電容量
と放電容量とから、次式により充放電効率を計算し、そ
の結果を表1に示した。 充放電効率(%)={放電容量(mAh/g)}/{充
電容量(mAh/g)}×100
<Measurement of Discharge Capacity> The discharge capacity of the secondary battery thus obtained was measured at room temperature by the following method.
In this example, the current direction in which the negative electrode was doped with Li ions was defined as charging, and the current direction in which undoping was performed was defined as discharging. Charging was performed by a 4.1 V, 1 mA constant current, constant voltage charging method, and was terminated when the charging current became 50 μA or less. The discharge was performed at a constant current of 1 mA, and ended when the voltage reached 2.7 V. From the charge capacity and the discharge capacity in this charge / discharge cycle, the charge / discharge efficiency was calculated by the following equation, and the results are shown in Table 1. Charge / discharge efficiency (%) = {discharge capacity (mAh / g)} / {charge capacity (mAh / g)} × 100

【0047】[0047]

【実施例2】実施例1において、ビス(2-シアノエチ
ル)エーテルの代わりに下記式で表わされるビス(2-シ
アノエトキシ)エタン(2CE−EG)を使用した以外
は実施例1と同様にして、非水電解液の調製および電池
の作製を行い、実施例1と同様にして電池の充放電効率
を評価した。結果を表1に記表わす。 NCCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2CN
Example 2 In the same manner as in Example 1, except that bis (2-cyanoethoxy) ethane (2CE-EG) represented by the following formula was used instead of bis (2-cyanoethyl) ether. A non-aqueous electrolyte solution was prepared and a battery was prepared, and the charge and discharge efficiency of the battery was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN

【0048】[0048]

【実施例3】実施例1において、ビス(2-シアノエチ
ル)エーテルの代わりに下記式で表わされるメチル-2-
シアノエチルエーテル(1CE−MOH)を使用した以
外は実施例1と同様にして、非水電解液の調製および電
池の作製を行い、実施例1と同様にして電池の充放電効
率を評価した。結果を表1に表わす。 CH3OCH2CH2CN
Example 3 In Example 1, instead of bis (2-cyanoethyl) ether, methyl-2- represented by the following formula was used.
A non-aqueous electrolyte solution was prepared and a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that cyanoethyl ether (1CE-MOH) was used, and the charge and discharge efficiency of the battery was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. CH 3 OCH 2 CH 2 CN

【0049】[0049]

【実施例4】実施例1において、ビス(2-シアノエチ
ル)エーテルの代わりに下記式で表わされるエチル-2-
シアノエチルエーテル(1CE−EOH)を使用した以
外は実施例1と同様にして、非水電解液の調製および電
池の作製を行い、実施例1と同様にして電池の充放電効
率を評価した。結果を表1に表わす。 CH3CH2OCH2CH2CN
Example 4 In Example 1, instead of bis (2-cyanoethyl) ether, ethyl-2- represented by the following formula was used.
A non-aqueous electrolyte solution was prepared and a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that cyanoethyl ether (1CE-EOH) was used, and the charge and discharge efficiency of the battery was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 CN

【0050】[0050]

【実施例5】実施例1において、ビス(2-シアノエチ
ル)エーテルの代わりに下記式で表わされるメトキシ-2
-シアノエトキシエタン(1CE−MC)を使用した以
外は実施例1と同様にして、非水電解液の調製および電
池の作製を行い、実施例1と同様にして電池の充放電効
率を評価した。結果を表1に表わす。 CH3OCH2CH2OCH2CH2CN
Example 5 In Example 1, methoxy-2 represented by the following formula was used instead of bis (2-cyanoethyl) ether.
Preparation of a non-aqueous electrolyte and fabrication of a battery were performed in the same manner as in Example 1 except that -cyanoethoxyethane (1CE-MC) was used, and the charge / discharge efficiency of the battery was evaluated in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 1. CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN

【0051】[0051]

【比較例1】実施例1において、ビス(2-シアノエチ
ル)エーテルを添加しなかった以外は、実施例1と同様
にして、非水電解液の調製および電池の作製を行い、実
施例1と同様にして電池の充放電効率を評価した。結果
を表1に表わす。
Comparative Example 1 A non-aqueous electrolyte solution and a battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that bis (2-cyanoethyl) ether was not added. Similarly, the charge / discharge efficiency of the battery was evaluated. The results are shown in Table 1.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の非水電解液は、黒鉛などの高結
晶性炭素を負極に用いた場合に起こる溶媒の還元分解反
応を低く抑制することができる。その結果、この非水電
解液を用いた二次電池は、充放電特性、負荷特性、低温
における電池特性に優れている。従って、この非水電解
液は、リチウムイオン二次電池用の非水電解液として特
に好適である。
The non-aqueous electrolyte of the present invention can suppress the reductive decomposition reaction of the solvent which occurs when highly crystalline carbon such as graphite is used for the negative electrode. As a result, a secondary battery using this non-aqueous electrolyte has excellent charge / discharge characteristics, load characteristics, and low-temperature battery characteristics. Therefore, this non-aqueous electrolyte is particularly suitable as a non-aqueous electrolyte for a lithium ion secondary battery.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H003 AA01 BB01 BB02 BB05 BC06 BD00 5H029 AJ02 AK02 AK03 AL06 AL07 AL08 AL12 AM02 AM07 BJ03 DJ09 EJ12 HJ01 HJ13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H003 AA01 BB01 BB02 BB05 BC06 BD00 5H029 AJ02 AK02 AK03 AL06 AL07 AL08 AL12 AM02 AM07 BJ03 DJ09 EJ12 HJ01 HJ13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式[1]で表されるシアノエチル
基を含む化合物を含有する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。 RO(R’O)nCH2CH2CN [1] (式[1]中、Rは水素、炭素数1〜10の炭化水素基
あるいはシアノエチル基であり、R’は炭素数1〜4の
アルキレン基であり、nは0〜30の整数である)
1. A non-aqueous electrolyte comprising a non-aqueous solvent containing a compound containing a cyanoethyl group represented by the general formula [1] and an electrolyte. RO (R′O) n CH 2 CH 2 CN [1] (In the formula [1], R is hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a cyanoethyl group, and R ′ is a group having 1 to 4 carbon atoms. An alkylene group, and n is an integer of 0 to 30)
【請求項2】 前記一般式[1]で表される化合物
が、次の化学式で表されるいずれかの化合物であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。 CH3OCH2CH2CN NCCH2CH2OCH2CH2CN CH3CH2OCH2CH2CN CH3OCH2CH2OCH2CH2CN NCCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2CN
2. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula [1] is any compound represented by the following chemical formula. CH 3 OCH 2 CH 2 CN NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN CH 3 CH 2 OCH 2 CH 2 CN CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN NCCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CN
【請求項3】 前記の非水溶媒が、前記一般式[1]で
表されるシアノエチル誘導体と、一般式[2a]または
[2b]で表される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ことを特徴とする請求項1記載
の非水電解液。 【化1】 (式[2a]または[2b]中、R1およびR2は水素
原子または炭素数1〜6のアルキル基を示し、R1およ
びR2は同一であっても異なっていてもよい。)
3. The non-aqueous solvent comprises a cyanoethyl derivative represented by the general formula [1] and a cyclic carbonate and / or a chain carbonate represented by the general formula [2a] or [2b]. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, comprising: Embedded image (In the formula [2a] or [2b], R1 and R2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 and R2 may be the same or different.)
【請求項4】 前記一般式[2a]または[2b]で
表される環状炭酸エステルが、プロピレンカーボネート
またはブチレンカーボネートであることを特徴とする請
求項3記載の非水電解液。
4. The non-aqueous electrolyte according to claim 3, wherein the cyclic carbonate represented by the general formula [2a] or [2b] is propylene carbonate or butylene carbonate.
【請求項5】 前記鎖状炭酸エステルが、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、またはメチルエチ
ルカーボネートのいずれかであることを特徴とする請求
項3記載の非水電解液。
5. The non-aqueous electrolyte according to claim 3, wherein the chain carbonate is one of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate.
【請求項6】 前記一般式[1]で表されるシアノエチ
ル誘導体が、非水溶媒中に少なくとも0.001重量%
以上含まれていることを特徴とする請求項1記載の非水
電解液。
6. The non-aqueous solvent contains at least 0.001% by weight of a cyanoethyl derivative represented by the general formula [1].
The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte is contained.
【請求項7】 電解質がリチウム塩であることを特徴
とする請求項1記載の非水電解液。
7. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the electrolyte is a lithium salt.
【請求項8】 請求項1ないし2のいずれかに記載の
非水電解液を含む二次電池。
8. A secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte according to claim 1.
【請求項9】 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の複合酸化物、炭素材料またはこ
れらの混合物のいずれかを含む正極と、請求項1ないし
2記載のいずれかの非水電解液とを含むことを特徴とす
るリチウムイオン二次電池。
9. A negative electrode containing any of lithium metal, a lithium-containing alloy, and a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions as a negative electrode active material, a composite oxide of lithium and a transition metal as a positive electrode active material, carbon A lithium ion secondary battery comprising: a positive electrode containing any of the materials or a mixture thereof; and the non-aqueous electrolyte according to claim 1.
【請求項10】 前記リチウムイオンのドープ・脱ド
ープが可能な炭素材料が、X線解析で測定した(00
2)面における面間隔距離(d002)が、0.340
nm以下であることを特徴とする請求項9記載のリチウ
ムイオン二次電池。
10. The carbon material capable of doping / dedoping lithium ions was measured by X-ray analysis (00
2) The plane distance (d002) on the plane is 0.340.
10. The lithium ion secondary battery according to claim 9, wherein the thickness is not more than nm.
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