JP2005340151A - Lithium secondary battery - Google Patents

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正道 大貫
Shinichi Kinoshita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery in which an open circuit voltage between battery terminals after battery charging is finished is high, and in which gas generation amount at the time of continuous charging can be suppressed. <P>SOLUTION: In the lithium secondary battery provided with a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolytic solution, lactones having carbon-carbon unsaturated bond in the nonaqueous electrolytic solution is made to be contained 0.01 wt% or more and 5 wt% or less, while the open circuit voltage between the battery terminals is made to be 4.25 V or more at 25°C when the battery charging is finished. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、非水系電解液を用いたリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte.

リチウム二次電池はエネルギー密度が高く、しかも自己放電を起こしにくいという利点がある。そこで近年、携帯電話やノートパソコン、PDA等の民生用モバイル機器用の電源として広く利用されている。   Lithium secondary batteries have the advantages of high energy density and less self-discharge. Therefore, in recent years, it has been widely used as a power source for consumer mobile devices such as mobile phones, notebook computers, and PDAs.

従来のリチウム二次電池用の電解液は、支持電解質であるリチウム塩と非水溶媒とから構成される。ここで用いられる非水溶媒は、リチウム塩を解離させるために高い誘電率を有すること、広い温度領域で高いイオン伝導度を発現させること、及び、電池中で安定であることが要求される。これらの要求を一つの溶媒で達成するのは困難であるので、通常は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等に代表される高沸点溶媒と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の低沸点溶媒とを組み合わせて、非水溶媒として使用している。   A conventional electrolyte for a lithium secondary battery is composed of a lithium salt that is a supporting electrolyte and a nonaqueous solvent. The nonaqueous solvent used here is required to have a high dielectric constant in order to dissociate the lithium salt, to exhibit high ionic conductivity in a wide temperature range, and to be stable in the battery. Since it is difficult to achieve these requirements with a single solvent, usually a combination of a high boiling point solvent typified by propylene carbonate, ethylene carbonate and the like and a low boiling point solvent such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, Used as a non-aqueous solvent.

また、リチウム二次電池の様々な特性を改善するため、初期容量、レート特性、サイクル特性、高温保存特性、低温特性、トリクル充電(連続充電)特性、自己放電特性、過充電防止特性等を改良するために種々の助剤を電解液に少量含有させる方法がこれまで数多く報告されてきた。ただし、あらゆる特性に対して万能な電解液は未だ見いだされていない。   In addition, in order to improve various characteristics of lithium secondary batteries, the initial capacity, rate characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, low temperature characteristics, trickle charge (continuous charge) characteristics, self-discharge characteristics, overcharge prevention characteristics, etc. have been improved. For this purpose, many methods have been reported so far in which various auxiliary agents are contained in the electrolyte solution in small amounts. However, a universal electrolyte for all properties has not yet been found.

一方で、エネルギー密度の向上を目的として、リチウム二次電池の充電終止電圧を高める試みが行なわれている。具体的には、従来の一般的なリチウム二次電池を25℃で充電した場合、充電終了時における電池端子間開路電圧は、通常4.2V以下であった。このため、25℃で充電した場合に、充電終了時の電池端子間開路電圧が4.2Vを越えるようなリチウム二次電池の開発が試みられていた。しかしながら、電圧が高くなればなるほど、正極における電解液の分解に起因する副反応が避けられず、サイクル劣化が極めて大きくなるため、電池端子間開路電圧が4.2Vを超えるまで従来のリチウム二次電池を充電した場合、実用に耐えうるものではなかった。   On the other hand, attempts have been made to increase the end-of-charge voltage of lithium secondary batteries for the purpose of improving energy density. Specifically, when a conventional general lithium secondary battery was charged at 25 ° C., the open circuit voltage between the battery terminals at the end of charging was usually 4.2 V or less. For this reason, there has been an attempt to develop a lithium secondary battery in which, when charged at 25 ° C., the open circuit voltage between the battery terminals at the end of charging exceeds 4.2V. However, the higher the voltage, the more unavoidable side reactions are caused by the decomposition of the electrolyte in the positive electrode, and the cycle deterioration becomes extremely large. Therefore, the conventional lithium secondary voltage is increased until the open circuit voltage between the battery terminals exceeds 4.2V. When the battery was charged, it was not practical.

このような充電終止電圧を高めたいという要望に対し、特許文献1では、飽和ラクトンであるγ−ブチロラクトンを50容量%以上含有した非水溶媒とリチウム塩とからなる電解液を用いる技術が提案されている。この特許文献1には、前記の技術により、満充電時の25℃における電池端子間開路電圧が4.3V以上である二次電池の容量が増加し、さらにサイクル特性等が向上すると記載されている。   In response to such a desire to increase the end-of-charge voltage, Patent Document 1 proposes a technique using an electrolytic solution composed of a non-aqueous solvent containing 50% by volume or more of γ-butyrolactone, which is a saturated lactone, and a lithium salt. ing. In this Patent Document 1, it is described that the capacity of a secondary battery whose open circuit voltage between battery terminals at 25 ° C. at full charge is 4.3 V or more is increased by the above technique, and further, cycle characteristics and the like are improved. Yes.

特開2003−272704号公報JP 2003-272704 A

近年、リチウム二次電池に対する高性能化への要求はますます高くなっており、高容量・サイクル特性・高温保存特性・連続充電特性等の諸特性を、高い次元で共に達成することが求められている。なかでも、連続充電特性の改善は、オフィス向けノートパソコンの需要が拡大していることに伴い、最近特に要望が大きい。   In recent years, the demand for higher performance of lithium secondary batteries has been increasing, and it has been required to achieve various characteristics such as high capacity, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and continuous charge characteristics at a high level. ing. Among them, improvement of continuous charging characteristics has been particularly demanded recently due to the growing demand for office notebook computers.

しかしながら、従来提案されてきたリチウム二次電池では、負極上での水素ガスが著しく発生し、連続充電特性が不十分であった。これは、特許文献1などで充電終了時の電池端子間開路電圧が高いリチウム二次電池が得られるとして従来提案されてきた技術においても同様であった。
本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、充電終了時の電池端子間開路電圧を高めることができ、且つ、連続充電時のガス発生量を抑制することができるリチウム二次電池を提供することを目的とする。
However, conventionally proposed lithium secondary batteries generate significant hydrogen gas on the negative electrode and have insufficient continuous charge characteristics. This is the same in the technique that has been proposed in the past in Patent Document 1 and the like that a lithium secondary battery having a high open circuit voltage between battery terminals at the end of charging can be obtained.
The present invention was devised in view of the above problems, and provides a lithium secondary battery that can increase the open circuit voltage between battery terminals at the end of charging and can suppress the amount of gas generated during continuous charging. The purpose is to provide.

本発明の発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、非水系電解液に、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類を少量含有させることにより、充電終了時の電池端子間開路電圧を高めることができ、且つ、連続充電時のガス発生量の抑制が可能であることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor of the present invention has a battery terminal at the end of charging by containing a small amount of a lactone having a carbon-carbon unsaturated bond in a non-aqueous electrolyte solution. The inventors have found that the open circuit voltage can be increased and that the amount of gas generated during continuous charging can be suppressed, and the present invention has been completed.

即ち、本発明の要旨は、正極と、負極と、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類を0.01重量%以上5重量%以下含有する非水系電解液とを備え、充電終了時の25℃における電池端子間開路電圧が4.25V以上であることを特徴とする、リチウム二次電池に存する(請求項1)。   That is, the gist of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte solution containing 0.01% by weight to 5% by weight of a lactone having a carbon-carbon unsaturated bond. An open circuit voltage between battery terminals at 4 ° C. is 4.25 V or more. The present invention resides in a lithium secondary battery (claim 1).

このとき、上記電池端子間開路電圧は、4.3V以上であることが好ましい(請求項2)。
さらに、該ラクトン類が有するラクトン環は、5員環及び6員環のいずれかであることが好ましい(請求項3)。
また、該ラクトン類は、α,β−不飽和ラクトン及びβ,γ−不飽和ラクトンのいずれかであることが好ましい(請求項4)。
At this time, the open circuit voltage between the battery terminals is preferably 4.3 V or more (claim 2).
Furthermore, the lactone ring of the lactone is preferably either a 5-membered ring or a 6-membered ring (Claim 3).
The lactones are preferably either α, β-unsaturated lactones or β, γ-unsaturated lactones (Claim 4).

さらに、該ラクトン類は、下記一般式(1)で表わされるものが好ましい(請求項5)。ただし、一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。また、R3は置換基を有していても良い2価の炭化水素基を表わす。 Further, the lactones are preferably those represented by the following general formula (1). However, in the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent. R 3 represents a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.

Figure 2005340151
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また、該ラクトン類は、下記一般式(2)で表わされるものであっても好ましい(請求項6)。ただし、一般式(2)において、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。また、R6は置換基を有していても良い2価の炭化水素基を表わす。 In addition, the lactones are preferably those represented by the following general formula (2) (claim 6). However, in the general formula (2), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent. R 6 represents a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.

Figure 2005340151
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さらに、該ラクトン類は、下記一般式(3)で表わされるものであっても好ましい(請求項7)。ただし、一般式(3)において、R7及びR8はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。 Furthermore, the lactones are preferably those represented by the following general formula (3) (claim 7). However, in the general formula (3), R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent.

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また、該非水系電解液中における該ラクトン類の含有量は、0.1重量%以上2重量%以下であることが好ましい(請求項8)。
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In addition, the content of the lactone in the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.1% by weight or more and 2% by weight or less (claim 8).

さらに、該ラクトン類は、3−メチル−2(5H)−フラノン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−アンゲリカラクトン、4,6−ジメチル−α−ピロン、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン、α−ピロンからなる群より選ばれたものであることが好ましい(請求項9)。
また、該非水系電解液は、不飽和カーボネート類を含有することが好ましい(請求項10)。
Furthermore, the lactones include 3-methyl-2 (5H) -furanone, α-methylene-γ-butyrolactone, α-angelica lactone, 4,6-dimethyl-α-pyrone, 5,6-dihydro-2H-pyran. It is preferably selected from the group consisting of 2-one and α-pyrone.
Moreover, it is preferable that this non-aqueous electrolyte contains unsaturated carbonates (Claim 10).

本発明によれば、リチウム二次電池において、高い電池端子間開路電圧まで充電できるようになるとともに、連続充電時のガス発生量を抑制することができるようになる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to charge to a high open circuit voltage between battery terminals in a lithium secondary battery, the amount of gas generation at the time of continuous charge can be suppressed.

以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することが出来る。
本発明のリチウム二次電池は、非水系電解液と、リチウムの吸蔵及び放出が可能な正極及び負極とを備えて構成される。また、本発明のリチウム二次電池はその他の構成を備えていても良い。
Hereinafter, the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented.
The lithium secondary battery of the present invention comprises a non-aqueous electrolyte, and a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium. In addition, the lithium secondary battery of the present invention may have other configurations.

[I.非水系電解液]
本発明のリチウム二次電池に使用される非水系電解液(以下適宜、「本発明における非水系電解液」という)は、電解質と非水溶媒とを含む非水系電解液であって、更に、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類を0.01重量%以上5重量%以下の濃度で含有する。
[I. Non-aqueous electrolyte]
The non-aqueous electrolyte solution used in the lithium secondary battery of the present invention (hereinafter, appropriately referred to as “non-aqueous electrolyte solution in the present invention”) is a non-aqueous electrolyte solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent, A lactone having a carbon-carbon unsaturated bond is contained at a concentration of 0.01 wt% or more and 5 wt% or less.

[1.ラクトン類]
[1−1.種類]
本発明における非水系電解液に含まれるラクトン類(以下適宜「本発明のラクトン類」という)は、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類であれば他に制限は無く、任意のものを用いることができる。また炭素−炭素不飽和結合はラクトン環内にあってもよく、ラクトン環の外にあってもよい。ただし、炭素−炭素不飽和結合のなかでも、炭素−炭素二重結合が、製造が容易であり、しかも安価であるために好ましい。
[1. Lactones]
[1-1. type]
The lactone contained in the non-aqueous electrolyte in the present invention (hereinafter referred to as “the lactone of the present invention” as appropriate) is not limited as long as it is a lactone having a carbon-carbon unsaturated bond, and any lactone is used. be able to. The carbon-carbon unsaturated bond may be inside the lactone ring or outside the lactone ring. However, among carbon-carbon unsaturated bonds, a carbon-carbon double bond is preferable because it is easy to produce and inexpensive.

本発明のラクトン類が有するラクトン環は何員環であってもよいが、製造が容易であり、化学的に安定で、しかも安価であるために、5員環または6員環が好ましい。
さらに、本発明のラクトン類においては、α,β−不飽和ラクトンまたはβ,γ−不飽和ラクトンが好ましい。なお、α,β−不飽和ラクトンとは、ラクトンのα位の炭素とβ位の炭素との間の結合が炭素−炭素不飽和結合となっているラクトン類のことをいう。また、β,γ−不飽和ラクトンとは、ラクトンのβ位の炭素とγ位の炭素との間の結合が炭素−炭素不飽和結合となっているラクトン類のことをいう。
The lactone ring of the lactone of the present invention may have any number of members, but a 5-membered or 6-membered ring is preferable because it is easy to produce, chemically stable and inexpensive.
Furthermore, in the lactones of the present invention, α, β-unsaturated lactone or β, γ-unsaturated lactone is preferred. The α, β-unsaturated lactone refers to lactones in which the bond between the α-position carbon and the β-position carbon of the lactone is a carbon-carbon unsaturated bond. The β, γ-unsaturated lactone refers to lactones in which the bond between the β-position carbon and the γ-position carbon of the lactone is a carbon-carbon unsaturated bond.

ただし、通常、本発明のラクトン類としては、下記一般式(1)〜(3)で表されるものが、本発明における非水系電解液中で安定であり、また、比較的製造が容易で安価に入手できるため、好ましい。ここで、一般式(1),(2)で表わされるラクトン類はα,β−ラクトンの一種であり、一般式(3)で表わされるラクトン類はβ,γ−ラクトンの一種である。   However, as the lactones of the present invention, those represented by the following general formulas (1) to (3) are usually stable in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention and are relatively easy to produce. It is preferable because it can be obtained at low cost. Here, the lactones represented by the general formulas (1) and (2) are a kind of α, β-lactone, and the lactones represented by the general formula (3) are a kind of β, γ-lactone.

Figure 2005340151
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上記一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して水素原子、又は、1価の炭化水素基を表わす。
また、R1,R2が炭化水素基である場合、その炭素数は、通常1以上、又、通常8以下である。
さらに、R1,R2となる炭化水素基の種類は任意であるが、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
In the general formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group.
When R 1 and R 2 are hydrocarbon groups, the carbon number is usually 1 or more and usually 8 or less.
Furthermore, although the kind of hydrocarbon group used as R 1 and R 2 is arbitrary, examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group.

1,R2がアルキル基である場合、そのアルキル基の炭素数は通常1以上、また、通常6以下、好ましくは4以下、より好ましくは2以下である。この上限を上回るとラクトン類の非水系電解液に対する相溶性又は溶解性が低下し、また、正極上に形成する保護被膜が脆くなるため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の電池容量が不十分となる虞がある。 When R 1 and R 2 are alkyl groups, the alkyl group usually has 1 or more carbon atoms and usually 6 or less, preferably 4 or less, more preferably 2 or less. If this upper limit is exceeded, the compatibility or solubility of lactones in the non-aqueous electrolyte decreases, and the protective coating formed on the positive electrode becomes brittle. Therefore, a battery of a lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte The capacity may be insufficient.

また、R1,R2がアルキル基である場合、R1,R2として好ましいアルキル基の具体例は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。この中でも、メチル基、エチル基、プロピル基が、より好ましい。 In addition, when R 1 and R 2 are alkyl groups, specific examples of the alkyl group preferable as R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group are more preferable.

1,R2がアルケニル基である場合、そのアルケニル基の炭素数は通常2以上、また、通常6以下、好ましくは4以下である。この上限を上回ると、アルキル基の場合と同様、ラクトン類の非水系電解液に対する相溶性又は溶解性が低下し、また、正極上に形成する保護被膜が脆くなるため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の電池容量が不十分となる虞がある。 When R 1 and R 2 are alkenyl groups, the carbon number of the alkenyl group is usually 2 or more, and usually 6 or less, preferably 4 or less. If this upper limit is exceeded, as in the case of alkyl groups, the compatibility or solubility of lactones with respect to the non-aqueous electrolyte decreases, and the protective coating formed on the positive electrode becomes brittle. The lithium secondary battery used may have insufficient battery capacity.

また、R1,R2がアルケニル基である場合、R1,R2として好ましいアルケニル基の具体例は、ビニル基、イソプロベニル基、アリル基などが挙げられる。この中でも、ビニル基、アリル基が、より好ましい。 Further, when R 1 and R 2 are alkenyl groups, specific examples of alkenyl groups preferable as R 1 and R 2 include vinyl group, isoprobenyl group, and allyl group. Among these, a vinyl group and an allyl group are more preferable.

1,R2がアリール基である場合、そのアリール基の炭素数は通常6以上、また、通常8以下、好ましくは7以下である。この上限を上回るとアルキル基及びアルケニル基の場合と同様、不飽和ラクトン類の非水系電解液に対する相溶性又は溶解性が低下し、また、正極上に形成する保護被膜が脆くなるため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の電池容量が不十分となる虞がある。 When R 1 and R 2 are aryl groups, the aryl group usually has 6 or more carbon atoms and usually 8 or less, preferably 7 or less. If this upper limit is exceeded, as in the case of alkyl groups and alkenyl groups, the compatibility or solubility of unsaturated lactones in the non-aqueous electrolyte decreases, and the protective coating formed on the positive electrode becomes brittle, so that There is a possibility that the battery capacity of the lithium secondary battery using the aqueous electrolyte is insufficient.

また、R1,R2がアリール基である場合、R1,R2として好ましいアリール基の具体例は、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基などが挙げられる。この中でも、フェニル基、トリル基が、より好ましい。 In addition, when R 1 and R 2 are aryl groups, specific examples of aryl groups preferable as R 1 and R 2 include phenyl group, tolyl group, ethylphenyl group, and dimethylphenyl group. Among these, a phenyl group and a tolyl group are more preferable.

1,R2がアラルキル基である場合、そのアラルキル基の炭素数は通常7または8である。炭素数が8より大きくなると、アルキル基、アルケニル基及びアリール基の場合と同様、ラクトン類の非水系電解液に対する相溶性又は溶解性が低下し、また、正極上に形成する保護被膜が脆くなるため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の電池容量が不十分となる虞がある。 When R 1 and R 2 are an aralkyl group, the carbon number of the aralkyl group is usually 7 or 8. When the number of carbon atoms is larger than 8, as in the case of alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups, the compatibility or solubility of lactones in a non-aqueous electrolyte decreases, and the protective film formed on the positive electrode becomes brittle. Therefore, there is a possibility that the battery capacity of the lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte is insufficient.

また、R1,R2がアラルキル基である場合、R1,R2として好ましいアラルキル基の具体例は、ベンジル基、α−フェネチル基、β−フェネチル基などが挙げられる。この中でも、ベンジル基がより好ましい。 Further, when R 1, R 2 is an aralkyl group, examples of preferred aralkyl groups as R 1, R 2 is benzyl, alpha-phenethyl, etc. β- phenethyl group. Among these, a benzyl group is more preferable.

さらに、上述したものの中でも、R1,R2としては、水素原子及びアルキル基が好ましい。なかでも、R1,R2は、そのいずれか一方が水素原子であり、他方がアルキル基であることが最も好ましい。ただし、この際のアルキル基の炭素数は、通常1以上3以下であることが望ましい。これは、非水系電解液中での反応性を適当なものとすることができ、リチウム二次電池に用いた際に正極上で有効な被膜を形成できるためである。 Furthermore, among the above-described compounds, R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom and an alkyl group. Among these, it is most preferable that one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group. However, the number of carbon atoms of the alkyl group at this time is usually preferably 1 or more and 3 or less. This is because the reactivity in the non-aqueous electrolyte can be made appropriate, and an effective film can be formed on the positive electrode when used in a lithium secondary battery.

また、R1,R2として用いる炭化水素基は、さらに置換基を有していても良い。この置換基の種類は任意であるが、具体例としてはアルコキシ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基などが挙げられる。また、これらの置換基は環を形成していてもよい。 Moreover, the hydrocarbon group used as R 1 and R 2 may further have a substituent. The type of the substituent is arbitrary, but specific examples include an alkoxy group, an ester group, an amide group, and a halogen group. Moreover, these substituents may form a ring.

また、上記一般式(1)において、R3は2価の炭化水素基を表わす。さらに、R3の炭素数は、通常1以上5以下である。
3の種類は任意であるが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基、ビニレン基等のアルケニレン基などが挙げられる。中でも、メチレン基、エチレン基、ビニレン基が好ましい。
In the general formula (1), R 3 represents a divalent hydrocarbon group. Further, the carbon number of R 3 is usually 1 or more and 5 or less.
The type of R 3 is arbitrary, and examples thereof include alkylene groups such as methylene group, ethylene group, propylene group and butylene group, alkenylene groups such as vinylene group and the like. Of these, a methylene group, an ethylene group, and a vinylene group are preferable.

また、R3として用いる炭化水素基は、さらに置換基を有していてもよい。この置換基の種類は任意であるが、その具体例としては、メチル基、エチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基などの炭化水素基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;フルオロ基、クロル基、ブロモ基等のハロゲン基が挙げられる。また、R3が有する置換基が有機基である場合、その炭素数は通常1以上3以下が望ましい。 The hydrocarbon group used as R 3 may further have a substituent. The type of the substituent is arbitrary, but specific examples thereof include alkyl groups such as methyl group and ethyl group; hydrocarbon groups such as alkenyl group such as vinyl group and allyl group; alkoxy groups such as methoxy group and ethoxy group Groups; halogen groups such as a fluoro group, a chloro group, and a bromo group. Further, when the substituent R 3 has is an organic group, the number of carbon atoms is usually 1 or more 3 or less.

さらに、上記一般式(2)において、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子、又は、1価の炭化水素基を表わす。
また、R4,R5が炭化水素基である場合、その炭素数は、通常1以上、又、通常8以下である。
さらに、R4,R5となる炭化水素基の種類は任意であるが、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
In the general formula (2), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group.
When R 4 and R 5 are hydrocarbon groups, the carbon number is usually 1 or more and usually 8 or less.
Furthermore, the kind of hydrocarbon group to be R 4 and R 5 is arbitrary, and examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like.

4,R5がアルキル基、アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基のいずれかである場合、その炭素数及び具体例は、一般式(1)の説明においてR1,R2が炭化水素基である場合にアルキル基、アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基それぞれについて説明したものと同様である。 When R 4 and R 5 are any of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group, the number of carbon atoms and specific examples thereof are as follows: R 1 and R 2 are hydrocarbon groups in the description of the general formula (1) Are the same as those described for the alkyl group, alkenyl group, aryl group, and aralkyl group.

また、その中でも、R4,R5としては、水素原子及びアルキル基が好ましい。なかでも、R4,R5は、そのいずれもが水素原子であることが最も好ましい。これは、非水系電解液中での反応性を適当なものとすることができ、リチウム二次電池に用いた際に正極上で有効な被膜を形成できるためである。 Among these, as R 4 and R 5 , a hydrogen atom and an alkyl group are preferable. Of these, R 4 and R 5 are most preferably hydrogen atoms. This is because the reactivity in the non-aqueous electrolyte can be made appropriate, and an effective film can be formed on the positive electrode when used in a lithium secondary battery.

また、R4,R5として用いる炭化水素基は、R1,R2と同様に、さらに置換基を有していても良い。この置換基の種類も任意であるが、具体例としてはアルコキシ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基などが挙げられる。また、これらの置換基は環を形成していてもよい。 Moreover, the hydrocarbon group used as R 4 and R 5 may further have a substituent, similarly to R 1 and R 2 . The kind of the substituent is arbitrary, but specific examples include an alkoxy group, an ester group, an amide group, and a halogen group. Moreover, these substituents may form a ring.

また、上記一般式(2)において、R6は2価の炭化水素基を表わす。さらに、R6の炭素数は、通常1以上6以下である。
6の種類は任意であるが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基、ビニレン基等のアルケニレン基などが挙げられる。中でも、エチレン基、プロピレン基が好ましい。
In the general formula (2), R 6 represents a divalent hydrocarbon group. Further, the carbon number of R 6 is usually 1 or more and 6 or less.
The type of R 6 is arbitrary, and examples thereof include alkylene groups such as methylene group, ethylene group, propylene group and butylene group, and alkenylene groups such as vinylene group. Of these, ethylene group and propylene group are preferable.

また、R6はさらに置換基を有していてもよい。この置換基の種類は任意であるが、その具体例としては、R3が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。ただし、R6が有する置換基が炭化水素基である場合、その炭素数は通常1以上4以下が望ましい。 R 6 may further have a substituent. This type of substituents is optional, and specific examples thereof are the same as those of the substituent which may be possessed by R 3. However, if the substituents R 6 has is a hydrocarbon group, the number of carbon atoms is usually 1 or more and 4 or less.

さらに、上記一般式(3)において、R7及びR8はそれぞれ独立して水素原子、又は、1価の炭化水素基を表わす。
また、R7,R8が炭化水素基である場合、その炭素数は、通常1以上、又、通常8以下である。
さらに、R7,R8となる炭化水素基の種類は任意であるが、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
Further, in the general formula (3), R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group.
Further, when R 7 and R 8 are hydrocarbon groups, the carbon number is usually 1 or more and usually 8 or less.
Furthermore, although the kind of hydrocarbon group used as R 7 and R 8 is arbitrary, examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group.

7,R8がアルキル基、アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基のいずれかである場合、その炭素数及び具体例は、一般式(1)の説明においてR1,R2が炭化水素基である場合にアルキル基、アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基それぞれについて説明したものと同様である。 When R 7 and R 8 are any of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group, the number of carbon atoms and specific examples thereof are as follows: R 1 and R 2 are hydrocarbon groups in the description of the general formula (1) Are the same as those described for the alkyl group, alkenyl group, aryl group, and aralkyl group.

さらに、上述したものの中でも、R7,R8としては、水素原子及びアルキル基が好ましい。なかでも、R7が水素原子で、R8がアルキル基であることが特に好ましい。ただし、この際のアルキル基の炭素数は、通常1以上3以下であることが望ましい。これは、非水系電解液中での反応性を適当なものとすることができ、リチウム二次電池に用いた際に正極上で有効な被膜を形成できるためである。 Furthermore, among the above-mentioned, as R 7 and R 8 , a hydrogen atom and an alkyl group are preferable. Among these, it is particularly preferable that R 7 is a hydrogen atom and R 8 is an alkyl group. However, the number of carbon atoms of the alkyl group at this time is usually preferably 1 or more and 3 or less. This is because the reactivity in the non-aqueous electrolyte can be made appropriate, and an effective film can be formed on the positive electrode when used in a lithium secondary battery.

また、R7,R8として用いる炭化水素基は、R1,R2,R4,R5と同様に、さらに置換基を有していても良い。この置換基の種類も任意であるが、具体例としてはアルコキシ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基などが挙げられる。また、これらの置換基は環を形成していてもよい。 Further, the hydrocarbon group used as R 7 and R 8 may further have a substituent as in R 1 , R 2 , R 4 and R 5 . The kind of the substituent is arbitrary, but specific examples include an alkoxy group, an ester group, an amide group, and a halogen group. Moreover, these substituents may form a ring.

さらに、本発明のラクトン類は、その分子量が通常70以上、また、通常250以下、好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。この範囲の上限を上回るとラクトン類の非水系電解液に対する相溶性又は溶解性が低下し、また、正極上に形成する保護被膜が脆くなるため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の電池容量が不十分となる虞がある。   Furthermore, the lactones of the present invention have a molecular weight of usually 70 or more, usually 250 or less, preferably 200 or less, more preferably 150 or less. If the upper limit of this range is exceeded, the compatibility or solubility of lactones with respect to the non-aqueous electrolyte decreases, and the protective film formed on the positive electrode becomes brittle, so a lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte The battery capacity of the battery may be insufficient.

以下、本発明のラクトン類の具体例を挙げるが、本発明のラクトン類は以下の例示物に限定されるものではない。なお、化合物名の後のカッコ「<>」内に、それぞれの化合物を上記一般式(1)〜(3)に当てはめた場合のR1〜R8を示す。また、以下の説明において、Meはメチル基を表わし、Etはエチル基を表わし、Prはプロピル基を表わし、Phはフェニル基を表わす。 Hereinafter, although the specific example of the lactone of this invention is given, the lactone of this invention is not limited to the following illustrations. Incidentally, in parentheses after the compound name "<>" indicates the R 1 to R 8 in the case of applying the respective compound in the general formula (1) to (3). In the following description, Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Pr represents a propyl group, and Ph represents a phenyl group.

本発明のラクトン類の具体例としては、2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=メチレン基>、5−メトキシ−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=メトキシメチレン基>、5−エトキシ−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=エトキシメチレン基>、5−メトキシメチル−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=メトキシメチルメチレン基>、5−アセトキシ−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=アセトキシメチレン基>、5−クロロ−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=クロロメチレン基>、3−メチル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=Me、R3=メチレン基>、4−メチル−2(5H)−フラノン<R1=Me、R2=H、R3=メチレン基>、5−メチル−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=メチルメチレン基>、3−エチル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=Et、R3=メチレン基>、4−エチル−2(5H)−フラノン<R1=Et、R2=H、R3=メチレン基>、5−エチル−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=エチルメチレン基>、3−ビニル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=ビニル基、R3=メチレン基>、4−ビニル−2(5H)−フラノン<R1=ビニル基、R2=H、R3=メチレン基>、5−ビニル−2(5H)−フラノン<R1,R2=H、R3=ビニルメチレン基>、3−フェニル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=Ph、R3=メチレン基>、4−フェニル−2(5H)−フラノン<R1=Ph、R2=H、R3=メチレン基>、3−ベンジル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=ベンジル基、R3=メチレン基>、4−ベンジル−2(5H)−フラノン<R1=ベンジル基、R2=H、R3=メチレン基>、3,4−ジメチル−2(5H)−フラノン<R1=Me、R2=Me、R3=メチレン基>、3,5−メチル−2(5H)−フラノン<R1=H、R2=Me、R3=メチルメチレン基>、4,5−メチル−2(5H)−フラノン<R1=Me、R2=H、R3=メチルメチレン基>、等の2(5H)−フラノン誘導体; Specific examples of the lactones of the present invention include 2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = methylene group>, 5-methoxy-2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = methoxymethylene group>, 5-ethoxy-2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = ethoxymethylene group>, 5-methoxymethyl-2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = methoxymethylmethylene group>, 5-acetoxy-2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = acetoxymethylene group>, 5-chloro-2 (5H ) -Furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = chloromethylene group>, 3-methyl-2 (5H) -furanone <R 1 = H, R 2 = Me, R 3 = methylene group>, 4- methyl -2 (5H) - furanone <R 1 = Me, R 2 = H, R 3 = methylene group>, 5-methylcarbamoyl -2 (5H) - furanone <R 1, R 2 = H , R 3 = methylmethylene group>, 3-ethyl -2 (5H) - furanone <R 1 = H, R 2 = Et, R 3 = methylene >, 4-ethyl-2 (5H) -furanone <R 1 = Et, R 2 = H, R 3 = methylene group>, 5-ethyl-2 (5H) -furanone <R 1 , R 2 = H, R 3 = ethyl methylene group>, 3-vinyl -2 (5H) - furanone <R 1 = H, R 2 = vinyl group, R 3 = methylene group>, 4-vinyl -2 (5H) - furanone <R 1 = a vinyl group, R 2 = H, R 3 = methylene group>, 5-vinyl -2 (5H) - furanone <R 1, R 2 = H , R 3 = vinyl methylene group>, 3-phenyl -2 (5H) - furanone <R 1 = H, R 2 = Ph, R 3 = methylene group>, 4-phenyl -2 (5H) - furanone <R 1 = Ph, R 2 = H R 3 = methylene group>, 3-benzyl -2 (5H) - furanone <R 1 = H, R 2 = benzyl group, R 3 = methylene group>, 4-benzyl -2 (5H) - furanone <R 1 = Benzyl group, R 2 = H, R 3 = methylene group>, 3,4-dimethyl-2 (5H) -furanone <R 1 = Me, R 2 = Me, R 3 = methylene group>, 3,5-methyl -2 (5H) -furanone <R 1 = H, R 2 = Me, R 3 = methylmethylene group>, 4,5-methyl-2 (5H) -furanone <R 1 = Me, R 2 = H, R 3 = methylmethylene group>, 2 (5H) -furanone derivatives such as;

5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン<R1,R2=H、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−3−メチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=Me、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−4−メチル−2H−ピラン−2−オン<R1=Me、R2=H、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−5−メチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=H、R3=β−メチルエチレン基>、5,6−ジヒドロ−6−メチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=H、R3=α−メチルエチレン基>、5,6−ジヒドロ−3−エチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=Et、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−4−エチル−2H−ピラン−2−オン<R1=Et、R2=H、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−5−エチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=H、R3=β−エチルエチレン基>、5,6−ジヒドロ−6−エチル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=H、R3=α−エチルエチレン基>、5,6−ジヒドロ−3−フェニル−2H−ピラン−2−オン<R1=H、R2=Ph、R3=エチレン基>、5,6−ジヒドロ−4−フェニル−2H−ピラン−2−オン<R1=Ph、R2=H、R3=エチレン基>、等の5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン誘導体; 5,6-dihydro -2H- pyran-2-one <= R 1, R 2 H , R 3 = ethylene group>, 5,6-dihydro-3-methyl--2H- pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = Me, R 3 = ethylene group>, 5,6-dihydro-4-methyl-2H-pyran-2-one <R 1 = Me, R 2 = H, R 3 = ethylene group>, 5 , 6-Dihydro-5-methyl-2H-pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = H, R 3 = β-methylethylene group>, 5,6-dihydro-6-methyl-2H-pyran 2-one <R 1 = H, R 2 = H, R 3 = α-methylethylene group>, 5,6-dihydro-3-ethyl-2H-pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = Et, R 3 = ethylene group>, 5,6-dihydro-4-ethyl-2H-pyran-2-one <R 1 = Et, R 2 = H, R 3 = ethylene group> 5,6-dihydro-5-ethyl-2H-pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = H, R 3 = β-ethylethylene group>, 5,6-dihydro-6-ethyl-2H -Pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = H, R 3 = α-ethylethylene group>, 5,6-dihydro-3-phenyl-2H-pyran-2-one <R 1 = H, R 2 = Ph, R 3 = ethylene group>, 5,6-dihydro-4-phenyl-2H-pyran-2-one <R 1 = Ph, R 2 = H, R 3 = ethylene group>, etc. , 6-Dihydro-2H-pyran-2-one derivatives;

α−ピロン<R1=H、R2=H、R3=ビニレン基>、3−メチル−α−ピロン<R1=H、R2=Me、R3=ビニレン基>、4−メチル−α−ピロン<R1=Me、R2=H、R3=ビニレン基>、5−メチル−α−ピロン<R1,R2=H、R3=β−メチルビニレン基>、6−メチル−α−ピロン<R1,R2=H、R3=α−メチルビニレン基>、3−エチル−α−ピロン<R1=H、R2=Et、R3=ビニレン基>、4−エチル−α−ピロン<R1=Et、R2=H、R3=ビニレン基>、5−エチル−α−ピロン<R1,R2=H、R3=β−エチルビニレン基>、6−エチル−α−ピロン<R1,R2=H、R3=α−エチルビニレン基>、6−プロピル−α−ピロン<R1,R2=H、R3=α−プロピルビニレン基>、3−フェニル−α−ピロン<R1=H、R2=Ph、R3=ビニレン基>、4−フェニル−α−ピロン<R1=Ph、R2=H、R3=ビニレン基>、4,6−ジメチル−α−ピロン<R1=Me、R2=H、R3=α−メチルビニレン基>、4,6−ジエチル−α−ピロン<R1=Et、R2=H、R3=α−エチルビニレン基>、4,6−ジプロチル−α−ピロン<R1=Pr、R2=H、R3=α−プロピルビニレン基>、等のα−ピロン誘導体; α-pyrone <R 1 = H, R 2 = H, R 3 = vinylene group>, 3-methyl-α-pyrone <R 1 = H, R 2 = Me, R 3 = vinylene group>, 4-methyl- α-pyrone <R 1 = Me, R 2 = H, R 3 = vinylene group>, 5-methyl-α-pyrone <R 1 , R 2 = H, R 3 = β-methyl vinylene group>, 6-methyl -Α-pyrone <R 1 , R 2 = H, R 3 = α-methylvinylene group>, 3-ethyl-α-pyrone <R 1 = H, R 2 = Et, R 3 = vinylene group>, 4- Ethyl-α-pyrone <R 1 = Et, R 2 = H, R 3 = vinylene group>, 5-ethyl-α-pyrone <R 1 , R 2 = H, R 3 = β-ethyl vinylene group>, 6 -Ethyl-α-pyrone <R 1 , R 2 = H, R 3 = α-ethyl vinylene group>, 6-propyl-α-pyrone <R 1 , R 2 = H, R 3 = α-propyl vinylene group> , 3-fu Cycloalkenyl -α- pyrones <R 1 = H, R 2 = Ph, R 3 = vinylene group>, 4-phenyl -α- pyrone <= R 1 Ph, R 2 = H, R 3 = vinylene group>, 4, 6-dimethyl-α-pyrone <R 1 = Me, R 2 = H, R 3 = α-methylvinylene group>, 4,6-diethyl-α-pyrone <R 1 = Et, R 2 = H, R 3 Α-pyrone derivatives such as = α-ethylvinylene group>, 4,6-diprotyl-α-pyrone <R 1 = Pr, R 2 = H, R 3 = α-propyl vinylene group>;

α−メチレン−β−プロピオラクトン<R4,R5=H、R6=メチレン基>、α−エチリデン−β−プロピオラクトン<R4=H、R5=Me、R6=メチレン基>、α−ベンジリデン−β−プロピオラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=メチレン基>、等のプロピオラクトン誘導体; α-methylene-β-propiolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = methylene group>, α-ethylidene-β-propiolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = methylene group >, Α-benzylidene-β-propiolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = methylene group>, etc .;

α−メチレン−β−ブチロラクトン<R4,R5=H、R6=メチルメチレン基>、α−メチレン−γ−ブチロラクトン<R4,R5=H、R6=エチレン基>、α−エチリデン−β−ブチロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=メチルメチレン基>、α−エチリデン−γ−ブチロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=エチレン基>、α−ベンジリデン−β−ブチロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=メチルメチレン基>、α−ベンジリデン−γ−ブチロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=エチレン基>、等のブチロラクトン誘導体; α-methylene-β-butyrolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = methylmethylene group>, α-methylene-γ-butyrolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = ethylene group>, α-ethylidene -Β-butyrolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = methylmethylene group>, α-ethylidene-γ-butyrolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = ethylene group>, α- Benzylidene-β-butyrolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = methylmethylene group>, α-benzylidene-γ-butyrolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = ethylene group>, etc. A butyrolactone derivative of

α−メチレン−γ−バレロラクトン<R4,R5=H、R6=α−メチルエチレン基>、α−メチレン−δ−バレロラクトン<R4,R5=H、R6=プロピレン基>、α−エチリデン−γ−バレロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=α−メチルエチレン基>、α−エチリデン−δ−バレロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=プロピレン基>、α−ベンジリデン−γ−バレロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=α−メチルエチレン基>、α−ベンジリデン−δ−バレロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=プロピレン基>、等のバレロラクトン誘導体; α-methylene-γ-valerolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = α-methylethylene group>, α-methylene-δ-valerolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = propylene group> , Α-ethylidene-γ-valerolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = α-methylethylene group>, α-ethylidene-δ-valerolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = propylene group, α-benzylidene-γ-valerolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = α-methylethylene group>, α-benzylidene-δ-valerolactone <R 4 = H, R Valerolactone derivatives such as 5 = Ph, R 6 = propylene group;

α−メチレン−γ−カプロラクトン<R4,R5=H、R6=α−エチルエチレン基>、α−メチレン−δ−カプロラクトン<R4,R5=H、R6=α−メチルプロピレン基>、α−メチレン−ε−カプロラクトン<R4,R5=H、R6=ブチレン基>、α−エチリデン−γ−カプロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=α−エチルエチレン基>、α−エチリデン−δ−カプロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=α−メチルプロピレン基>、α−エチリデン−ε−カプロラクトン<R4=H、R5=Me、R6=ブチレン基>、α−ベンジリデン−γ−カプロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=α−エチルエチレン基>、α−ベンジリデン−δ−カプロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=α−メチルプロピレン基>、α−ベンジリデン−ε−カプロラクトン<R4=H、R5=Ph、R6=ブチレン基>、等のカプロラクトン誘導体; α-methylene-γ-caprolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = α-ethylethylene group>, α-methylene-δ-caprolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = α-methylpropylene group >, Α-methylene-ε-caprolactone <R 4 , R 5 = H, R 6 = butylene group>, α-ethylidene-γ-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = α-ethylethylene Group>, α-ethylidene-δ-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = α-methylpropylene group>, α-ethylidene-ε-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Me, R 6 = butylene group>, α-benzylidene-γ-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = α-ethylethylene group>, α-benzylidene-δ-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = α-methylpropylene group>, α-benzylyl Caprolactone derivatives such as den-ε-caprolactone <R 4 = H, R 5 = Ph, R 6 = butylene group>;

ジヒドロフラン−2−オン<R7,R8=Me>、α−アンゲリカラクトン<R7=H、R8=Me>、5−エチル−ジヒドロフラン−2−オン<R7=H、R8=Et>、5−プロピル−ジヒドロフラン−2−オン<R7=H、R8=Pr>、5−フェニル−ジヒドロフラン−2−オン<R7=H、R8=Ph>、4,5−ジメチル−ジヒドロフラン−2−オン<R7=Me、R8=Me>、等のジヒドロフラン−2−オン誘導体などが挙げられる。 Dihydrofuran-2-one <R 7 , R 8 = Me>, α-angelicalactone <R 7 = H, R 8 = Me>, 5-ethyl-dihydrofuran-2-one <R 7 = H, R 8 = Et>, 5-propyl-dihydrofuran-2-one <R 7 = H, R 8 = Pr>, 5-phenyl-dihydrofuran-2-one <R 7 = H, R 8 = Ph>, 4, Examples include dihydrofuran-2-one derivatives such as 5-dimethyl-dihydrofuran-2-one <R 7 = Me, R 8 = Me>.

上記例示したものの中でも、2(5H)−フラノン誘導体では、2(5H)−フラノン、3−メチル−2(5H)−フラノン、4−メチル−2(5H)−フラノン、5−メチル−2(5H)−フラノン、3−エチル−2(5H)−フラノン、4―エチル−2(5H)−フラノン、5−エチル−2(5H)−フラノン等が好ましく、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン誘導体では、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン、5,6−ジヒドロ−3−メチル−2H−ピラン−2−オン、5,6−ジヒドロ−4−メチル−2H−ピラン−2−オン、5,6−ジヒドロ−5−メチル−2H−ピラン−2−オン、5,6−ジヒドロ−6−メチル−2H−ピラン−2−オン等が好ましく、α−ピロン誘導体では、α−ピロン、3−メチル−α−ピロン、4−メチル−α−ピロン、5−メチル−α−ピロン、6−メチル−α−ピロン、4,6−ジメチル−α−ピロン、4,6−ジエチル−α−ピロン、4,6−ジプロチル−α−ピロン等が好ましい。   Among those exemplified above, 2 (5H) -furanone derivatives include 2 (5H) -furanone, 3-methyl-2 (5H) -furanone, 4-methyl-2 (5H) -furanone, 5-methyl-2 ( 5H) -furanone, 3-ethyl-2 (5H) -furanone, 4-ethyl-2 (5H) -furanone, 5-ethyl-2 (5H) -furanone and the like are preferable, and 5,6-dihydro-2H-pyran In 2-one derivatives, 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one, 5,6-dihydro-3-methyl-2H-pyran-2-one, 5,6-dihydro-4-methyl-2H -Pyran-2-one, 5,6-dihydro-5-methyl-2H-pyran-2-one, 5,6-dihydro-6-methyl-2H-pyran-2-one and the like are preferable, and α-pyrone derivatives Then, α-pyrone, 3-methyl-α- Ron, 4-methyl-α-pyrone, 5-methyl-α-pyrone, 6-methyl-α-pyrone, 4,6-dimethyl-α-pyrone, 4,6-diethyl-α-pyrone, 4,6- Diprotyl-α-pyrone and the like are preferable.

また、プロピオラクトン誘導体では、α−メチレン−β−プロピオラクトン、α−ベンジリデン−β−プロピオラクトン等が好ましく、ブチロラクトン誘導体では、α−メチレン−β−ブチロラクトン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−ベンジリデン−β−ブチロラクトン、α−ベンジリデン−γ−ブチロラクトン等が好ましく、バレロラクトン誘導体では、α−メチレン−γ−バレロラクトン、α−メチレン−δ−バレロラクトン、α−ベンジリデン−γ−バレロラクトン、α−ベンジリデン−δ−バレロラクトン等が好ましく、カプロラクトン誘導体では、α−メチレン−ε−カプロラクトン、α−ベンジリデン−ε−カプロラクトン等が好ましく、ジヒドロフランー2−オン誘導体では、α−アンゲリカラクトン、5−フェニル−ジヒドロフラン−2−オン等が好ましい。   In addition, α-methylene-β-propiolactone, α-benzylidene-β-propiolactone and the like are preferable for propiolactone derivatives, and α-methylene-β-butyrolactone and α-methylene-γ-butyrolactone are preferable for butyrolactone derivatives. , Α-benzylidene-β-butyrolactone, α-benzylidene-γ-butyrolactone and the like are preferable, and valerolactone derivatives include α-methylene-γ-valerolactone, α-methylene-δ-valerolactone, α-benzylidene-γ-valero Lactone, α-benzylidene-δ-valerolactone and the like are preferable, α-methylene-ε-caprolactone, α-benzylidene-ε-caprolactone and the like are preferable for the caprolactone derivative, and α-angelicalactone for the dihydrofuran-2-one derivative. 5-phenyl-dihydrofura 2-one and the like are preferable.

さらに、この中でも特に、2(5H)−フラノン誘導体では、2(5H)−フラノン、3−メチル−2(5H)−フラノン、3−エチル−2(5H)−フラノンが好ましく、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン誘導体では、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オンが好ましく、α−ピロン誘導体では、α−ピロン、6−メチル−α−ピロン、4,6−ジメチル−α−ピロン、4,6−ジエチル−α−ピロン等がより好ましい。
また、ブチロラクトン誘導体では、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−ベンジリデン−γ−ブチロラクトン等が好ましく、バレロラクトン誘導体では、α−メチレン−γ−バレロラクトン、α−メチレン−δ−バレロラクトン等が好ましく、ジヒドロフランー2−オン誘導体では、α−アンゲリカラクトン等が好ましい。
Further, among these, in particular, 2 (5H) -furanone derivatives are preferably 2 (5H) -furanone, 3-methyl-2 (5H) -furanone, and 3-ethyl-2 (5H) -furanone. As the dihydro-2H-pyran-2-one derivative, 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one is preferable, and as the α-pyrone derivative, α-pyrone, 6-methyl-α-pyrone, 4,6- Dimethyl-α-pyrone, 4,6-diethyl-α-pyrone and the like are more preferable.
Further, in the butyrolactone derivative, α-methylene-γ-butyrolactone, α-benzylidene-γ-butyrolactone and the like are preferable, and in the valerolactone derivative, α-methylene-γ-valerolactone, α-methylene-δ-valerolactone and the like are preferable. Among the dihydrofuran-2-one derivatives, α-angelica lactone and the like are preferable.

また、中でも3−メチル−2(5H)−フラノン、2(5H)−フラノン、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン、α−ピロン、4,6−ジメチル−α−ピロン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−アンゲリカラクトンなどが更に好ましい。これらのラクトン類は適度な耐酸化性を有し、非水系電解液中に含有させた際に安定した被膜を正極に形成するため、その非水系電解液を用いたリチウム二次電池の保存特性が良くなるためである。
また、上述した本発明のラクトン類は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Among them, 3-methyl-2 (5H) -furanone, 2 (5H) -furanone, 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one, α-pyrone, 4,6-dimethyl-α-pyrone, α -Methylene-γ-butyrolactone, α-angelicalactone, and the like are more preferable. These lactones have moderate oxidation resistance, and form a stable film on the positive electrode when they are contained in the non-aqueous electrolyte. Therefore, the storage characteristics of lithium secondary batteries using the non-aqueous electrolyte are included. Is to improve.
Moreover, the lactones of the present invention described above may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

[1−2.組成]
本発明における非水系電解液は、本発明のラクトン類を、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、また、通常5重量%以下、好ましくは2重量%以下含有する。この範囲の下限を下回ると、本発明における非水系電解液が高温保持特性を向上させることが出来なくなる虞がある。また、上限を上回ると、正極上に厚い被膜が形成され、この被膜が高い抵抗を有するため非水系電解液と正極との間でLiイオンが移動しにくくなり、レート特性などの電池特性が低下する虞がある。なお、本発明のラクトン類を2種以上併用する場合には、使用するラクトン類の濃度の合計が上記範囲内となるようにする。
[1-2. composition]
The nonaqueous electrolytic solution in the present invention contains the lactone of the present invention in an amount of usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, and usually 5% by weight or less, preferably 2% by weight or less. Below the lower limit of this range, the non-aqueous electrolyte in the present invention may not be able to improve the high temperature retention characteristics. If the upper limit is exceeded, a thick film is formed on the positive electrode, and since this film has a high resistance, Li ions do not easily move between the non-aqueous electrolyte and the positive electrode, and the battery characteristics such as rate characteristics decrease. There is a risk. In addition, when using 2 or more types of lactones of this invention together, it is made for the sum total of the density | concentration of the lactones to be used to be in the said range.

[2.非水溶媒]
非水溶媒について特に制限は無く、公知の非水溶媒を任意に用いることができるが、通常は、有機溶媒を用いる。非水溶媒の例を挙げると、鎖状カーボネート類、環状カーボネート類、鎖状エステル類、環状エステル(ラクトン化合物)類、鎖状エーテル類、環状エーテル類、含硫黄有機溶媒などが挙げられる。なかでも高いイオン導電性を発現させる溶媒として、通常、鎖状カーボネート類、環状カーボネート類、鎖状エステル類、環状エステル類、鎖状エーテル類、環状エーテル類が好ましい。
[2. Nonaqueous solvent]
There is no restriction | limiting in particular about a non-aqueous solvent, Although a well-known non-aqueous solvent can be used arbitrarily, Usually, an organic solvent is used. Examples of non-aqueous solvents include chain carbonates, cyclic carbonates, chain esters, cyclic esters (lactone compounds), chain ethers, cyclic ethers, sulfur-containing organic solvents, and the like. Among them, as a solvent that exhibits high ionic conductivity, chain carbonates, cyclic carbonates, chain esters, cyclic esters, chain ethers, and cyclic ethers are usually preferable.

鎖状カーボネート類の具体例を挙げると、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート等が挙げられる。
また、環状カーボネート類の具体例を挙げると、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。
また、鎖状エーテル類の具体例を挙げると、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジエチルエーテル等が挙げられる。
Specific examples of the chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, and ethyl propyl carbonate.
Specific examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like.
Specific examples of chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, diethyl ether and the like.

また、環状エーテル類の具体例を挙げると、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
また、鎖状エステル類の具体例を挙げると、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等が挙げられる。
また、環状エステル類の具体例を挙げると、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。
Specific examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane and the like.
Specific examples of the chain esters include methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate.
Specific examples of cyclic esters include γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

ただし、非水溶媒が環状エステル類(ラクトン類)を含有している場合には、そのラクトン類のうち炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類は上述した本発明のラクトン類であるとみなす。また、非水溶媒が不飽和カーボネート類を含有している場合には、その不飽和カーボネート類は後述する被膜形成剤であるとみなす。   However, when the non-aqueous solvent contains cyclic esters (lactones), lactones having a carbon-carbon unsaturated bond among the lactones are regarded as the lactones of the present invention described above. Moreover, when the non-aqueous solvent contains unsaturated carbonates, the unsaturated carbonates are regarded as a film forming agent described later.

さらに、非水溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。ただし、所望の特性、即ち、連続充電特性を発現するように、2種以上の非水溶媒が混合して使用されることが好ましい。特に、環状カーボネート類と、鎖状カーボネート類又は環状エステル類とから主としてなることが好ましい。ここで、主としてなるとは、具体的には、非水溶媒が、環状カーボネート類と、鎖状カーボネート類又は環状エステル類とを合計で70重量%以上含有していることを指す。   Furthermore, the non-aqueous solvent may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. However, it is preferable to use a mixture of two or more non-aqueous solvents so as to exhibit desired characteristics, that is, continuous charge characteristics. In particular, it is preferable to mainly consist of cyclic carbonates and chain carbonates or cyclic esters. Here, “being mainly” specifically means that the non-aqueous solvent contains a total of 70% by weight or more of cyclic carbonates and chain carbonates or cyclic esters.

2種以上の非水溶媒を併用する場合、好ましい組み合わせの例としては、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとγ−ブチロラクトン等の2元系溶媒;エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとメチルエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネート等の3元系溶媒などが挙げられる。これらを主として含有する非水溶媒は、各種特性をバランス良く満たすことから好適に用いられる。   When two or more kinds of non-aqueous solvents are used in combination, examples of preferable combinations include binary solvents such as ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and γ-butyrolactone; ethylene carbonate and dimethyl carbonate And ternary solvents such as ethylene methyl carbonate, ethylene carbonate, methyl ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate. Nonaqueous solvents mainly containing these are preferably used because they satisfy various properties in a well-balanced manner.

また、非水溶媒として有機溶媒を用いる場合には、その有機溶媒の炭素数は通常3以上、また、通常13以下、好ましくは7以下である。炭素数が大きすぎると電解液に対する溶解性が悪くなり、連続充電特性の改善という本発明の効果を十分に発現できない虞がある。一方、炭素数が小さすぎると揮発性が高くなり、電池内圧力の上昇の要因となるので好ましくない。   When an organic solvent is used as the non-aqueous solvent, the carbon number of the organic solvent is usually 3 or more, and usually 13 or less, preferably 7 or less. If the number of carbon atoms is too large, the solubility in the electrolytic solution is deteriorated, and there is a possibility that the effect of the present invention of improving the continuous charging characteristics cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the number of carbon atoms is too small, the volatility increases, causing an increase in the battery internal pressure, which is not preferable.

また、非水溶媒として用いる有機溶媒の分子量は、通常50以上、好ましくは80以上、また、通常250以下、好ましくは150以下である。分子量が大きすぎると電解液に対する溶解性が悪くなり、連続充電特性の改善という本発明の効果を十分に発現できない虞がある。一方、分子量が小さすぎると揮発性が高くなり、電池内圧力の上昇の要因となるので好ましくない。   The molecular weight of the organic solvent used as the non-aqueous solvent is usually 50 or more, preferably 80 or more, and usually 250 or less, preferably 150 or less. If the molecular weight is too large, the solubility in the electrolytic solution is deteriorated, and there is a possibility that the effect of the present invention of improving the continuous charge characteristics cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the molecular weight is too small, the volatility is increased, which causes an increase in the internal pressure of the battery, which is not preferable.

さらに、2種以上の非水溶媒を併用した2元系以上の非水溶媒を用いる場合、その2元系以上の非水溶媒中の環状カーボネートの比率は、通常10体積%以上、好ましくは15体積%以上、さらに好ましくは20体積%以上であり、また、通常60体積%以下、好ましくは50体積%以下、さらに好ましくは40体積%以下である。上記範囲の下限を下回るとLi塩の解離が起こりにくくなるため電導度が低下するので高負荷容量が減少しやすく、上限を上回ると粘度が高くなりすぎてLiイオンが移動しにくくなるため高負荷容量が減少しやすい。ただし、γ−ブチロラクトンを用いる場合には、その濃度は通常20重量%以下とすることが望ましい。   Further, when a binary or higher nonaqueous solvent using two or more kinds of nonaqueous solvents is used, the ratio of the cyclic carbonate in the binary or higher nonaqueous solvent is usually 10% by volume or higher, preferably 15%. The volume is not less than volume%, more preferably not less than 20 volume%, and is usually not more than 60 volume%, preferably not more than 50 volume%, more preferably not more than 40 volume%. If the lower limit of the above range is not reached, dissociation of the Li salt is less likely to occur, and the conductivity is reduced, so the high load capacity is likely to decrease.If the upper limit is exceeded, the viscosity becomes too high and Li ions are less likely to move. Capacity tends to decrease. However, when γ-butyrolactone is used, its concentration is preferably 20% by weight or less.

[3.電解質]
電解質について特に制限は無く、リチウム二次電池の電解質として用いられるものであれば公知のものを任意に用いることができるが、通常は、リチウム塩を用いる。
電解質に用いるリチウム塩としては、無機リチウム塩及び有機リチウム塩のいずれを用いても良い。無機リチウム塩の例を挙げると、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6等の無機フッ化物塩;LiAlCl4等の無機塩化物塩;LiClO4、LiBrO4、LiIO4等の過ハロゲン酸塩などが挙げられる。また、有機リチウム塩の例を挙げると、CF3SO3Li、C49SO3Li等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩;CF3COOLi等のパーフルオロアルカンカルボン酸塩;(CF3CO)2NLi等のパーフルオロアルカンカルボンイミド塩;(CF3SO22NLi、(C25SO22NLi等のパーフルオロアルカンスルホンイミド塩等の含フッ素有機リチウム塩などが挙げられる。
[3. Electrolytes]
There is no restriction | limiting in particular about electrolyte, Although a well-known thing can be used arbitrarily if it is used as an electrolyte of a lithium secondary battery, Usually, lithium salt is used.
As the lithium salt used for the electrolyte, either an inorganic lithium salt or an organic lithium salt may be used. Examples of inorganic lithium salts include inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 and LiSbF 6 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 and LiIO 4. Etc. Examples of organic lithium salts include perfluoroalkane sulfonates such as CF 3 SO 3 Li and C 4 F 9 SO 3 Li; perfluoroalkane carboxylates such as CF 3 COOLi; (CF 3 CO) Perfluoroalkanecarbonimide salts such as 2 NLi; fluorine-containing organic lithium salts such as perfluoroalkanesulfonimide salts such as (CF 3 SO 2 ) 2 NLi and (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi.

これらの中でも、溶媒に溶けやすく、且つ高い解離度を示すことから、LiPF6、LiBF4、CF3SO3Li、(CF3SO22NLiなどが好ましい。なお、電解質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、特にLiPF6とLiBF4との併用、あるいは、LiPF6と(CF3SO22NLiとの併用は、連続充電特性の改善に効果があるので好ましい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, and the like are preferable because they are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation. In addition, electrolyte may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. In particular, the combined use of LiPF 6 and LiBF 4 or the combined use of LiPF 6 and (CF 3 SO 2 ) 2 NLi is preferable because it has an effect of improving the continuous charge characteristics.

非水系電解液中の電解質の濃度は、非水系電解液に対して、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.75mol/L以上であり、また、通常2mol/L以下、好ましくは1.75mol/L以下である。濃度が低すぎると非水系電解液の電気伝導率が不十分になる虞がある。一方、濃度が高すぎると粘度上昇のため電気伝導率が低下し、また、低温での析出が起こりやすくなり、リチウム二次電池の性能が低下する傾向がある。   The concentration of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.75 mol / L or more, and usually 2 mol / L or less, preferably 1. 75 mol / L or less. If the concentration is too low, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity is lowered due to an increase in viscosity, and precipitation at a low temperature is likely to occur, and the performance of the lithium secondary battery tends to be lowered.

[4.被膜形成剤]
本発明における非水系電解液は、負極上に被膜を形成させ、電池特性を改善させる目的で、被膜形成剤として不飽和カーボネート類を含有していることが好ましい。不飽和カーボネート類としては、炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネートであれば他に制限は無く、任意の不飽和カーボネート類を用いることができる。例えば、芳香環を有するカーボネート、炭素−炭素二重結合や炭素−炭素三重結合などの炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネートなどが挙げられる。
[4. Film-forming agent]
The nonaqueous electrolytic solution in the present invention preferably contains an unsaturated carbonate as a film forming agent for the purpose of forming a film on the negative electrode and improving battery characteristics. The unsaturated carbonate is not particularly limited as long as it is a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, and any unsaturated carbonate can be used. Examples thereof include carbonates having an aromatic ring and carbonates having carbon-carbon unsaturated bonds such as carbon-carbon double bonds and carbon-carbon triple bonds.

不飽和カーボネート類の具体例としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、1,2−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、1,2−ジフェニルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート誘導体類;ビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、1,2−ジフェニルエチレンカーボネート等の炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート誘導体類;ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、t−ブチルフェニルカーボネート等のフェニルカーボネート類;ジビニルカーボネート、メチルビニルカーボネート等のビニルカーボネート類;ジアリルカーボネート、アリルメチルカーボネート等のアリルカーボネート類などが挙げられる。これらの中でも、ビニレンカーボネート誘導体類、炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート誘導体類が好ましい。特に、ビニレンカーボネート、1,2−ジフェニルビニレンカーボネート、1,2−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがより好ましい。これらの不飽和カーボネート類を用いることにより、負極上に安定な界面保護被膜を形成するため、高温保存後の回復容量が向上し、また、リチウム二次電池のサイクル特性も改善される。
なお、不飽和カーボネート類は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Specific examples of the unsaturated carbonate include vinylene carbonate derivatives such as vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 1,2-dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, 1,2-diphenyl vinylene carbonate; -Ethylene carbonate derivatives substituted with a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond such as divinylethylene carbonate, phenylethylene carbonate, 1,2-diphenylethylene carbonate; diphenyl carbonate, methylphenyl carbonate, t-butylphenyl carbonate, etc. Phenyl carbonates; vinyl carbonates such as divinyl carbonate and methyl vinyl carbonate; diallyl carbonate, allyl methyl carbonate Allyl carbonate such as theft and the like. Among these, vinylene carbonate derivatives and ethylene carbonate derivatives substituted with a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond are preferable. In particular, vinylene carbonate, 1,2-diphenyl vinylene carbonate, 1,2-dimethyl vinylene carbonate, and vinyl ethylene carbonate are more preferable. By using these unsaturated carbonates, a stable interface protective film is formed on the negative electrode, so that the recovery capacity after high-temperature storage is improved, and the cycle characteristics of the lithium secondary battery are also improved.
In addition, unsaturated carbonates may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、不飽和カーボネート類の炭素数は通常3以上、また、通常20以下、好ましくは15以下である。上記範囲の上限を上回ると電解液に対する溶解性が悪くなりやすい。   The carbon number of the unsaturated carbonate is usually 3 or more, and usually 20 or less, preferably 15 or less. If the upper limit of the above range is exceeded, the solubility in the electrolytic solution tends to deteriorate.

さらに、不飽和カーボネート類の分子量に下限は特に無いが、通常80以上であり、また、通常250以下、好ましくは150以下である。分子量が大きすぎると電解液に対する溶解性が悪くなり、連続充電特性の改善という本発明の効果を十分に発現できない虞がある。   Furthermore, there is no particular lower limit to the molecular weight of the unsaturated carbonate, but it is usually 80 or more, and usually 250 or less, preferably 150 or less. If the molecular weight is too large, the solubility in the electrolytic solution is deteriorated, and there is a possibility that the effect of the present invention of improving the continuous charge characteristics cannot be sufficiently exhibited.

また、非水系電解液中における不飽和カーボネート類の濃度は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.3重量%以上、また、通常10重量%以下、好ましくは7重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。不飽和カーボネート類の濃度が大きすぎると、高温保存特性が悪化する傾向があり、さらに、電池使用時にガス発生量が多くなり、容量維持率が低下する虞がある。また、濃度が小さすぎると、本発明の効果を十分に発揮できない可能性がある。なお、不飽和カーボネート類を2種以上併用する場合には、用いた不飽和カーボネート類の濃度の合計が上記範囲内となるようにする。   The concentration of unsaturated carbonates in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.3% by weight or more, and usually 10% by weight or less. , Preferably 7% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. If the concentration of the unsaturated carbonates is too large, the high-temperature storage characteristics tend to deteriorate, and further, the amount of gas generated increases when the battery is used, and the capacity retention rate may be reduced. On the other hand, if the concentration is too small, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. In addition, when using 2 or more types of unsaturated carbonate together, it is made for the sum total of the density | concentration of the used unsaturated carbonate to be in the said range.

ここで、本発明における非水系電解液が不飽和カーボネート類を含有していることが好ましい理由を説明する。不飽和カーボネート類は、初期充電の際にその一部又はすべてが負極上で分解して被膜を形成する。これにより、後続の非水溶媒の還元分解反応を抑制することができるため、リチウム二次電池の高温保存後の回復容量の増加及びサイクル特性の向上がもたらされる。しかしながら、不飽和カーボネート類が初期充電後も非水系電解液中に残存している場合、不飽和カーボネート類は正極での酸化反応を受けやすいために高温保存中にガスを発生させる傾向がある。これに対して、本発明のラクトン類は正極上に被膜を形成させ、不飽和カーボネート類及び後続の非水溶媒の酸化分解反応を抑制させるものである。即ち、不飽和カーボネート類によるガス発生という課題を本発明のラクトン類を導入することにより解決できることも、本発明の利点の一つである。   Here, the reason why the nonaqueous electrolytic solution in the present invention preferably contains an unsaturated carbonate will be described. Unsaturated carbonates partly or entirely decompose on the negative electrode during initial charging to form a film. As a result, the subsequent reductive decomposition reaction of the non-aqueous solvent can be suppressed, so that the recovery capacity of the lithium secondary battery after high-temperature storage is increased and the cycle characteristics are improved. However, when the unsaturated carbonates remain in the non-aqueous electrolyte even after the initial charge, the unsaturated carbonates are liable to undergo an oxidation reaction at the positive electrode and tend to generate gas during high-temperature storage. On the other hand, the lactones of the present invention form a film on the positive electrode and suppress the oxidative decomposition reaction of unsaturated carbonates and the subsequent nonaqueous solvent. That is, it is one of the advantages of the present invention that the problem of gas generation by unsaturated carbonates can be solved by introducing the lactones of the present invention.

[5.その他の助剤]
本発明における非水系電解液は、本発明の効果を損ねない範囲で、非水系電解液の濡れ性、過充電特性等を改善する目的で他の助剤を含有させても良い。
助剤の例としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸等の酸無水物;酢酸ビニル、アジピン酸ジビニル、酢酸アリル等のカルボン酸エステル;ジフェニルジスルフィド、1,3−プロパンサルトン、1,4−ブタンサルトン、ジメチルスルホン、ジビニルスルホン、ジメチルサルファイト、エチレンサルファイト、1,4−ブタンジオールジメタンスルホネート、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸−2−プロピニル等のイオウ含有化合物;t−ブチルベンゼン、ビフェニル、o−ターフェニル、4−フルオロビフェニル、フルオロベンゼン、2,4−ジフルオロベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ジフェニルエーテル、2,4−ジフルオロアニソール、トリフルオロメチルベンゼン等の芳香族化合物及びこの芳香族化合物をフッ素原子で置換したものなどが挙げられる。
また、助剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[5. Other auxiliaries]
The non-aqueous electrolyte in the present invention may contain other auxiliary agents for the purpose of improving the wettability, overcharge characteristics, etc. of the non-aqueous electrolyte in a range that does not impair the effects of the present invention.
Examples of auxiliaries include acid anhydrides such as maleic anhydride, succinic anhydride, and glutaric anhydride; carboxylic acid esters such as vinyl acetate, divinyl adipate, and allyl acetate; diphenyl disulfide, 1,3-propane sultone, Sulfur-containing compounds such as 1,4-butane sultone, dimethyl sulfone, divinyl sulfone, dimethyl sulfite, ethylene sulfite, 1,4-butanediol dimethanesulfonate, methyl methanesulfonate, 2-propynyl methanesulfonate; t- Aromatic compounds such as butylbenzene, biphenyl, o-terphenyl, 4-fluorobiphenyl, fluorobenzene, 2,4-difluorobenzene, cyclohexylbenzene, diphenyl ether, 2,4-difluoroanisole, trifluoromethylbenzene and the fragrance Such as those compounds substituted with fluorine atom.
Moreover, 1 type may be used independently for an adjuvant, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.

また、非水系電解液中における濃度は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.05重量%以上、また、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下である。なお、助剤を2種以上併用する場合は、これらの濃度の合計が上記範囲内に収まるようにする。   The concentration in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.05% by weight or more, and usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less. In addition, when using 2 or more types of adjuvants together, it is made for the sum total of these density | concentrations to be settled in the said range.

[6.非水系電解液の状態]
非水系電解液は通常液体状態で存在するが、これを高分子によってゲル化して、半固体状電解質にしてもよい。ゲル化に用いる高分子は任意であるが、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどが挙げられる。なお、ゲル化に用いる高分子は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、非水系電解液を半固体状電解質として用いる場合、半固体状電解質に占める非水系電解液の比率は、半固体状電解質の総量に対して、通常30重量%以上、好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは75重量%以上であり、また通常99.95重量%以下、好ましくは99重量%以下、さらに好ましくは98重量%以下である。非水系電解液の比率が大きすぎると、電解液の保持が困難となり液漏れが生じやすくなり、逆に少なすぎると充放電効率や容量の点で不十分となることがある。
[6. Non-aqueous electrolyte state]
The non-aqueous electrolytic solution usually exists in a liquid state, but it may be gelled with a polymer to form a semi-solid electrolyte. The polymer used for the gelation is arbitrary, and examples thereof include polyvinylidene fluoride, a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polyethylene oxide, polyacrylate, and polymethacrylate. In addition, the polymer | macromolecule used for gelatinization may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. When a non-aqueous electrolyte is used as a semi-solid electrolyte, the ratio of the non-aqueous electrolyte in the semi-solid electrolyte is usually 30% by weight or more, preferably 50% by weight with respect to the total amount of the semi-solid electrolyte. Above, more preferably 75% by weight or more, and usually 99.95% by weight or less, preferably 99% by weight or less, more preferably 98% by weight or less. If the ratio of the non-aqueous electrolyte is too large, it is difficult to hold the electrolyte and liquid leakage tends to occur. Conversely, if it is too small, the charge / discharge efficiency and capacity may be insufficient.

[7.非水系電解液の製造方法]
本発明における非水系電解液は、非水溶媒に、電解質と、本発明のラクトン類と、必要に応じて不飽和カーボネート類と他の助剤とを溶解することにより調製することができる。
非水系電解液を調製するに際しては、非水系電解液の各原料、即ち、電解質、本発明のラクトン類、非水溶媒、不飽和カーボネート類及び他の助剤は、予め脱水しておくことが好ましい。脱水の程度としては、通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下となるまで脱水することが望ましい。なお、本明細書においてppmとは、重量を基準にした比率を意味する。
[7. Method for producing non-aqueous electrolyte]
The non-aqueous electrolyte solution in the present invention can be prepared by dissolving an electrolyte, the lactones of the present invention, and if necessary, unsaturated carbonates and other auxiliary agents in a non-aqueous solvent.
In preparing the non-aqueous electrolyte, each raw material of the non-aqueous electrolyte, that is, the electrolyte, the lactone of the present invention, the non-aqueous solvent, the unsaturated carbonate, and other auxiliary agents may be dehydrated in advance. preferable. The degree of dehydration is usually 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less. In the present specification, ppm means a ratio based on weight.

非水系電解液中に水が存在すると、水の電気分解、水とリチウム金属との反応、リチウム塩の加水分解などが起こる可能性があり、好ましくない。
脱水の手段としては特に制限はないが、例えば、脱水する対象が非水溶媒などの液体の場合は、モレキュラーシーブ等を用いればよい。また脱水する対象が電解質などの固体の場合は、分解が起きる温度以下で乾燥させればよい。
If water is present in the non-aqueous electrolyte, electrolysis of water, reaction between water and lithium metal, hydrolysis of lithium salt, and the like may occur, which is not preferable.
The dehydration means is not particularly limited. For example, when the object to be dehydrated is a liquid such as a non-aqueous solvent, a molecular sieve or the like may be used. When the object to be dehydrated is a solid such as an electrolyte, it may be dried at a temperature lower than the temperature at which decomposition occurs.

[II.リチウム二次電池]
本発明のリチウム二次電池は、上述した本発明における非水系電解液と、リチウムの吸蔵及び放出が可能な正極及び負極とを備えて構成される。また、本発明のリチウム二次電池はその他の構成を備えていても良い。例えば、リチウム二次電池は、通常、スペーサを備えている。
[II. Lithium secondary battery]
The lithium secondary battery of the present invention includes the above-described non-aqueous electrolyte solution according to the present invention, and a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium. In addition, the lithium secondary battery of the present invention may have other configurations. For example, a lithium secondary battery usually includes a spacer.

[1.正極]
正極は、通常、集電体上に正極活物質層を設けて構成される。なお、正極は適宜その他の層を備えていてもよい。
[1−1.正極活物質層]
正極活物質層は、正極活物質を含んで構成される。正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、その種類に制限はない。例としては、Fe、Co、Ni、Mnなどの遷移金属の酸化物、遷移金属とリチウムとの複合酸化物、遷移金属の硫化物などが挙げられる。
[1. Positive electrode]
The positive electrode is usually configured by providing a positive electrode active material layer on a current collector. Note that the positive electrode may include other layers as appropriate.
[1-1. Positive electrode active material layer]
The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material. The positive electrode active material is not limited as long as it can occlude and release lithium ions. Examples include oxides of transition metals such as Fe, Co, Ni, and Mn, composite oxides of transition metals and lithium, and sulfides of transition metals.

遷移金属の酸化物の具体例としては、MnO、V25、V613、TiO2などが挙げられる。また、遷移金属とリチウムとの複合酸化物の具体例としては、基本組成がLiNiO2等のリチウムニッケル複合酸化物;基本組成がLiCoO2等のリチウムコバルト複合酸化物;基本組成がLiMnO2、LiMnO4等のリチウムマンガン複合酸化物などが挙げられる。さらに、遷移金属の硫化物の具体例としては、TiS2,FeSなどが挙げられる。なかでも、リチウムと遷移金属との複合酸化物は、リチウム二次電池の高容量と高サイクル特性とを両立させることができるため、好ましい。 Specific examples of transition metal oxides include MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , and TiO 2 . Specific examples of the composite oxide of transition metal and lithium include a lithium nickel composite oxide whose basic composition is LiNiO 2 ; a lithium cobalt composite oxide whose basic composition is LiCoO 2 ; a basic composition of LiMnO 2 and LiMnO. And lithium manganese composite oxide such as 4 . Further, specific examples of the transition metal sulfide include TiS 2 and FeS. Among these, a composite oxide of lithium and a transition metal is preferable because it can achieve both high capacity and high cycle characteristics of a lithium secondary battery.

また、上述した遷移金属とリチウムとの複合酸化物は、主体となる遷移金属原子の一部をAl、B、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Ga等の他の金属で置き換えると、安定化させることができるので好ましい。なかでもAl、Mg、Ca、Ti、Zr、Co、Ni、Mnで置き換えると、高い電圧における正極の劣化が抑制されるので特に好ましい。   Further, in the above-described composite oxide of transition metal and lithium, some of the main transition metal atoms are Al, B, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg. Replacing with other metals such as Ca and Ga is preferable because they can be stabilized. Of these, replacement with Al, Mg, Ca, Ti, Zr, Co, Ni, and Mn is particularly preferable because deterioration of the positive electrode at a high voltage is suppressed.

また、上述した遷移金属とリチウムとの複合酸化物の表面をAl、B、Ti、Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Ga等の金属の酸化物で被覆すると、高電圧における溶媒の酸化反応が抑制されて好ましい。なかでもAl23、TiO2、ZrO2、MgOは強度が高く、安定した被覆効果を発現させるため特に好ましい。
なお、これらの正極活物質は、何れか1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
In addition, the surface of the composite oxide of transition metal and lithium described above is oxidized with metals such as Al, B, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg, Ca, and Ga. It is preferable to coat with an object because the oxidation reaction of the solvent at a high voltage is suppressed. Of these, Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , and MgO are particularly preferable because they have high strength and exhibit a stable coating effect.
In addition, any one of these positive electrode active materials may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

正極活物質の比表面積は、通常0.1m2/g以上、好ましくは0.2m2/g以上であり、また、通常10m2/g以下、好ましくは5.0m2/g以下、さらに好ましくは3.0m2/g以下である。比表面積が小さすぎるとレート特性の低下、容量の低下を招く虞があり、また、大きすぎると非水系電解液等と好ましくない反応を引き起こし、サイクル特性を低下させることがある。 The specific surface area of the positive electrode active material is usually 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.2 m 2 / g or more, and usually 10 m 2 / g or less, preferably 5.0 m 2 / g or less, more preferably Is 3.0 m 2 / g or less. If the specific surface area is too small, the rate characteristics and capacity may be reduced. If the specific surface area is too large, an undesirable reaction with a non-aqueous electrolyte or the like may be caused and cycle characteristics may be deteriorated.

さらに、正極活物質の平均2次粒径は、通常0.2μm以上、好ましくは0.3μm以上、また、通常20μm以下、好ましくは10μm以下である。平均2次粒径が小さすぎるとリチウム二次電池のサイクル劣化が大きくなったり、取り扱いが難しくなったりする場合があり、大きすぎると電池の内部抵抗が大きくなり出力が出にくくなる場合がある。   Furthermore, the average secondary particle size of the positive electrode active material is usually 0.2 μm or more, preferably 0.3 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 10 μm or less. If the average secondary particle size is too small, the cycle deterioration of the lithium secondary battery may be increased and handling may be difficult. If the average secondary particle size is too large, the internal resistance of the battery may be increased and output may be difficult to output.

また、正極活物質層の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは10μm以上、さらに好ましくは20μm以上、最も好ましくは40μm以上であり、また、通常200μm以下、好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。薄すぎると塗布が困難になり均一性が確保しにくくなるだけでなく、電池の容量が小さくことがある。一方、厚すぎるとレート特性が低下する虞がある。   The thickness of the positive electrode active material layer is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, most preferably 40 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 150 μm or less, Preferably it is 100 micrometers or less. If it is too thin, the coating becomes difficult and it becomes difficult to ensure uniformity, and the capacity of the battery may be small. On the other hand, if it is too thick, there is a risk that the rate characteristics will deteriorate.

正極活物質層は、上述の正極活物質と、結着剤(バインダー)と、必要に応じて各種の助剤等とを、溶媒でスラリー化して塗布液とし、その塗布液を集電体に塗布し、乾燥することにより製造することができる。また、上述の正極活物質をロール成形してシート電極としたり、圧縮成形によりペレット電極としても良い。以下、スラリーを正極集電体に塗布・乾燥する場合について説明する。   The positive electrode active material layer is formed by slurrying the above-described positive electrode active material, a binder (binder), and various auxiliary agents as necessary with a solvent to form a coating solution, and using the coating solution as a current collector. It can be manufactured by applying and drying. Further, the positive electrode active material described above may be roll-formed to form a sheet electrode, or may be formed into a pellet electrode by compression molding. Hereinafter, a case where the slurry is applied to the positive electrode current collector and dried will be described.

結着剤としては、非水系電解液に用いる非水溶媒や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、その種類は特に制限されないが、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等を考慮して選択するのが好ましい。具体例としては、シリケート、水ガラスのような無機化合物や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1,1−ジメチルエチレン等のアルカン系ポリマー;ポリブタジエン、ポリイソプレン等の不飽和系ポリマー;ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−N−ビニルピロリドン等の環を有するポリマー;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド等のアクリル誘導体系ポリマー;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニド等のCN基含有ポリマー;ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール系ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のハロゲン含有ポリマー;ポリアニリン等の導電性ポリマーなどが使用できる。また上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体なども使用できる。これらの中で好ましい結着剤は、フッ素系樹脂、CN基含有ポリマーである。
なお、結着剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
The binder is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous solvent used in the non-aqueous electrolyte solution or the solvent used during electrode production, but weather resistance, chemical resistance, heat resistance, difficulty It is preferable to select in consideration of flammability and the like. Specific examples include inorganic compounds such as silicate and water glass, alkane polymers such as polyethylene, polypropylene and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene and polymethylstyrene. , Polymers having rings such as polyvinyl pyridine, poly-N-vinyl pyrrolidone; polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, Acrylic derivative polymers such as polyacrylamide; Fluorine resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; Polyvinyl chloride, halogen-containing polymers of polyvinylidene chloride; polyvinyl alcohol polymers such as polyvinyl alcohol such as a conductive polymer such as polyaniline can be used. In addition, mixtures such as the above polymers, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers, and the like can also be used. Among these, preferred binders are a fluororesin and a CN group-containing polymer.
In addition, a binder may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、結着剤として樹脂を用いる場合、その樹脂の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは10万以上であり、また、通常300万以下、好ましくは100万以下である。分子量が低すぎると電極の強度が低下する傾向にある。一方、分子量が高すぎると粘度が高くなり、電極の形成が困難になることがある。   When a resin is used as the binder, the weight average molecular weight of the resin is usually 10,000 or more, preferably 100,000 or more, and usually 3 million or less, preferably 1 million or less. If the molecular weight is too low, the strength of the electrode tends to decrease. On the other hand, if the molecular weight is too high, the viscosity becomes high and it may be difficult to form an electrode.

さらに、結着剤の使用量は、正極活物質(負極に用いる場合は、負極活物質。以下、正極活物質と負極活物質とを区別せずにいう場合、単に「活物質」という)100重量部に対して、通常0.1重量部以上、好ましくは1重量部以上であり、また、通常30重量部以下、好ましくは20重量部以下である。結着剤の量が少なすぎると電極の強度が低下する傾向にあり、結着剤の量が多すぎるとイオン伝導度が低下する傾向にある。   Furthermore, the amount of the binder used is the positive electrode active material (a negative electrode active material when used for the negative electrode. Hereinafter, the positive electrode active material and the negative electrode active material are simply referred to as “active material”) 100. The amount is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 1 part by weight or more, and usually 30 parts by weight or less, preferably 20 parts by weight or less with respect to parts by weight. If the amount of the binder is too small, the strength of the electrode tends to decrease, and if the amount of the binder is too large, the ionic conductivity tends to decrease.

また、電極には、上記のように各種の助剤等を含有させても良い。助剤等の例としては、電極の導電性を高める導電性材料、電極の機械的強度を向上させる補強材などが挙げられる。導電性材料の具体例としては、活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔などが挙げられる。また、補強材の具体例としては、各種の無機、有機の球状、繊維状フィラーなどが使用できる。なお、これらの助剤等は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   The electrode may contain various auxiliaries as described above. Examples of the auxiliary agent include a conductive material that increases the conductivity of the electrode, and a reinforcing material that improves the mechanical strength of the electrode. Specific examples of the conductive material are not particularly limited as long as an appropriate amount can be mixed with the active material to impart conductivity. However, carbon powders such as acetylene black, carbon black, and graphite, and various metals are usually used. Examples include fibers and foils. As specific examples of the reinforcing material, various inorganic, organic spherical, fibrous fillers and the like can be used. In addition, these adjuvants etc. may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

スラリーを形成するための溶媒としては、活物質、結着剤、並びに必要に応じて使用される助剤等を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いても良い。水系溶媒の例としては水、アルコールなどが挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N−N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ジメチルアセタミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   The solvent for forming the slurry is not particularly limited in type as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the active material, the binder, and auxiliary agents used as necessary. Either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous solvent include water and alcohol. Examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N -N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, etc. Is mentioned. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、塗布・乾燥によって得られた活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるため、ローラープレス等により圧密するのが好ましい。   The active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material.

[1−2.集電体]
集電体の素材としては、公知のものを任意に使用することができるが、通常は金属や合金が用いられる。具体的には、正極の集電体としては、アルミニウムやニッケル、SUS(ステンレス)等が挙げられる。中でも、正極の集電体としてはアルミニウムが好ましい。なお、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[1-2. Current collector]
As a material for the current collector, a known material can be arbitrarily used, but usually a metal or an alloy is used. Specifically, examples of the current collector for the positive electrode include aluminum, nickel, and SUS (stainless steel). Among these, aluminum is preferable as the positive electrode current collector. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

さらに、集電体と表面に形成された活物質層との結着効果を向上させるため、これら集電体の表面を予め粗面化処理しておくのが好ましい。表面の粗面化方法としては、ブラスト処理や粗面ロールにより圧延するなどの方法、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシなどで集電体表面を研磨する機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。   Furthermore, in order to improve the binding effect between the current collector and the active material layer formed on the surface, it is preferable that the surface of these current collectors is roughened in advance. The surface roughening method includes blasting or rolling with a rough roll, and the surface of the current collector with a wire brush equipped with abrasive cloth paper, grindstone, emery buff, steel wire, etc. to which abrasive particles are fixed. Examples thereof include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method.

また、集電体の形状は任意である。例えば、電池の重量を低減させる、即ち重量当たりのエネルギー密度を向上させるために、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの集電体を使用することもできる。この場合、その開口率を変更することで重量も自在に変更可能となる。また、このような穴あけタイプの集電体の両面に塗布層を形成させた場合、この穴を通しての塗布層のリベット効果により塗布層の剥離がさらに起こりにくくなる傾向にあるが、開口率があまりに高くなった場合には、塗布層と集電体との接触面積が小さくなるため、かえって接着強度は低くなる。   Further, the shape of the current collector is arbitrary. For example, in order to reduce the weight of the battery, that is, to improve the energy density per weight, a perforated type current collector such as an expanded metal or a punching metal can be used. In this case, the weight can be freely changed by changing the aperture ratio. In addition, when a coating layer is formed on both surfaces of such a perforated current collector, the coating layer tends to be more difficult to peel due to the rivet effect of the coating layer through the hole, but the aperture ratio is too high. When it becomes high, the contact area between the coating layer and the current collector becomes small, so the adhesive strength is rather low.

正極集電体として薄膜を使用する場合、その厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。厚すぎると、電池全体の容量が低下することになり、逆に薄すぎると取り扱いが困難になる。   When a thin film is used as the positive electrode current collector, the thickness thereof is arbitrary, but it is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less. If it is too thick, the capacity of the entire battery will be reduced. Conversely, if it is too thin, handling will be difficult.

[2.負極]
負極は通常、正極の場合と同様に、集電体上に負極活物質層を設けて構成される。なお、正極と同様に、負極も適宜その他の層を備えていてもよい。
[2. Negative electrode]
The negative electrode is usually configured by providing a negative electrode active material layer on a current collector, as in the case of the positive electrode. Note that, similarly to the positive electrode, the negative electrode may include other layers as appropriate.

[2−1.負極活物質]
負極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵放出が可能な材料であれば他に制限は無く、公知の負極活物質を任意に用いることができる。例えば、コークス、アセチレンブラック、メゾフェーズマイクロビーズ、グラファイト等の炭素質材料;リチウム金属;リチウム−シリコン、リチウム−スズ等のリチウム合金などを使用することが好ましい。単位重量あたりの容量が高く、かつ安全性が良好な点からは、リチウム合金が特に好ましく、また、サイクル特性及び安全性が良好な点では、炭素質材料を使用するのが特に好ましい。なお負極活物質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[2-1. Negative electrode active material]
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of occluding and releasing lithium ions, and a known negative electrode active material can be arbitrarily used. For example, it is preferable to use carbonaceous materials such as coke, acetylene black, mesophase micro beads, and graphite; lithium metal; lithium alloys such as lithium-silicon and lithium-tin. From the viewpoint of high capacity per unit weight and good safety, lithium alloys are particularly preferred, and from the viewpoint of good cycle characteristics and safety, it is particularly preferred to use a carbonaceous material. In addition, a negative electrode active material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

負極活物質の粒径は、初期効率、レート特性、サイクル特性等の電池特性が優れる点で、通常1μm以上、好ましくは15μm以上であり、通常50μm以下、好ましくは30μm以下程度である。   The particle size of the negative electrode active material is usually 1 μm or more, preferably 15 μm or more, and usually about 50 μm or less, preferably about 30 μm or less, in terms of excellent battery characteristics such as initial efficiency, rate characteristics, and cycle characteristics.

また、上記の炭素質材料をピッチ等の有機物で被覆した後で焼成したもの、CVD法等を用いて表面に上記炭素質材料よりも非晶質の炭素を形成したものなども、炭素質材料として好適に使用することができる。ここで、被覆に用いる有機物としては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ;乾留液化油等の石炭系重質油;常圧残油、減圧残油等の直留系重質油;原油、ナフサ等の熱分解時に副生する分解系重質油(例えばエチレンヘビーエンド)等の石油系重質油が挙げられる。また、これらの重質油を200〜400℃で蒸留して得られた固体状残渣物を、1〜100μmに粉砕したものも使用することができる。さらに塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂なども使用することができる。   In addition, those obtained by coating the above carbonaceous material with an organic substance such as pitch and baked, those obtained by forming a carbon more amorphous than the above carbonaceous material on the surface using a CVD method, etc. Can be suitably used. Here, organic substances used for coating include coal tar pitch from soft pitch to hard pitch; coal heavy oil such as dry distillation liquefied oil; straight heavy oil such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil; crude oil And petroleum heavy oils such as cracked heavy oil (for example, ethylene heavy end) produced as a by-product during thermal decomposition of naphtha and the like. Moreover, what pulverized the solid residue obtained by distilling these heavy oils at 200-400 degreeC to 1-100 micrometers can also be used. Furthermore, a vinyl chloride resin, a phenol resin, an imide resin, etc. can also be used.

負極活物質層は、通常は正極活物質層の場合と同様に、上述の負極活物質と、結着剤と、必要に応じて各種の助剤等とを、溶媒でスラリー化してなる塗布液を、集電体に塗布し、乾燥することにより製造することができる。スラリーを形成する溶媒や結着剤、助剤等としては、正極活物質について上述したものと同様のものを使用することができる。   As in the case of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer is usually a coating liquid obtained by slurrying the above-described negative electrode active material, a binder, and various auxiliary agents as necessary with a solvent. Can be manufactured by applying to a current collector and drying. As the solvent, binder, auxiliary agent and the like for forming the slurry, the same materials as those described above for the positive electrode active material can be used.

[2−2.集電体]
負極の集電体の材質としては、公知のものを任意に用いることができるが、例えば、銅、ニッケル、SUS等の金属材料が用いられる。中でも加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
[2-2. Current collector]
As a material for the current collector of the negative electrode, a known material can be arbitrarily used. For example, a metal material such as copper, nickel, or SUS is used. Among these, copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.

また、負極の集電体も、正極の集電体と同様に、予め粗面化処理しておくのが好ましい。
さらに、正極同様、集電体の形状も任意であり、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの集電体を使用することもできる。また、集電体として薄膜を使用する場合の好ましい厚さも、正極の場合と同様である。
The negative electrode current collector is also preferably subjected to a roughening treatment in advance, as with the positive electrode current collector.
Further, like the positive electrode, the shape of the current collector is also arbitrary, and a perforated current collector such as expanded metal or punching metal can also be used. Moreover, the preferable thickness when using a thin film as a current collector is the same as that of the positive electrode.

[3.スペーサ]
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はスペーサを介在させる。スペーサの材質や形状は特に制限されないが、上述の非水系電解液に対して安定で、保液性に優れ、且つ、電極同士の短絡を確実に防止できるものが好ましい。
スペーサの材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン等を用いることができるが、好ましくはポリオレフィンである。
また、スペーサの形状としては多孔性のものが好ましい。この場合、非水系電解液は、多孔性のスペーサに含浸させて用いる。
[3. Spacer]
In order to prevent a short circuit, a spacer is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode. The material and shape of the spacer are not particularly limited, but those that are stable with respect to the non-aqueous electrolyte described above, have excellent liquid retention properties, and can reliably prevent short-circuiting between electrodes are preferable.
As a material for the spacer, for example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone and the like can be used, and polyolefin is preferable.
The spacer is preferably porous. In this case, the non-aqueous electrolyte is used by impregnating a porous spacer.

スペーサの厚さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、また、通常50μm以下、好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。スペーサが薄すぎると、絶縁性や機械的強度が悪化することがあり、厚すぎるとレート特性等の電池性能が悪化するばかりでなく、電池全体としてのエネルギー密度が低下する。   The thickness of the spacer is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less. If the spacer is too thin, the insulation and mechanical strength may be deteriorated. If the spacer is too thick, not only the battery performance such as the rate characteristic is deteriorated, but also the energy density of the whole battery is lowered.

また、スペーサとして多孔性の膜を用いる場合、スペーサの空孔率としては、通常20%以上、好ましくは35%以上、さらに好ましくは45%以上であり、通常90%以下、好ましくは85%以下、さらに好ましくは75%以下である。空孔率が小さすぎると膜抵抗が大きくなりレート特性が悪化する傾向にある。また大きすぎると膜の機械的強度が低下し絶縁性が低下する傾向にある。
さらに、スペーサの平均孔径は、通常0.5μm以下、好ましくは0.2μm以下であり、通常0.05μm以上である。あまりに大きいと短絡が生じやすくなり、小さすぎると膜抵抗が大きくなりレート特性が悪化することがある。
When a porous film is used as the spacer, the porosity of the spacer is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, and usually 90% or less, preferably 85% or less. More preferably, it is 75% or less. If the porosity is too small, the membrane resistance increases and the rate characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if it is too large, the mechanical strength of the film tends to decrease and the insulating property tends to decrease.
Furthermore, the average pore diameter of the spacer is usually 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less, and usually 0.05 μm or more. If it is too large, a short circuit tends to occur, and if it is too small, the film resistance increases and the rate characteristics may deteriorate.

[4.二次電池の組立]
本発明のリチウム二次電池は、上述した本発明における非水系電解液と、正極と、負極と、必要に応じて用いられるスペーサとを、適切な形状に組み立てることにより製造される。更に、必要に応じて外装ケース等の他の構成要素を用いることも可能である。さらに、本発明のリチウム二次電池の形状は特に制限されず、一般的に採用されている各種形状の中から、その用途に応じて適宜選択することができる。例えば、コイン型電池、円筒型電池、角型電池などが挙げられる。また、電池を組み立てる方法も特に制限されず、目的とする電池の形状に合わせて、通常用いられている各種方法の中から適宜選択することができる。
[4. Assembly of secondary battery]
The lithium secondary battery of the present invention is manufactured by assembling the above-described non-aqueous electrolyte solution according to the present invention, a positive electrode, a negative electrode, and a spacer used as necessary into an appropriate shape. Furthermore, other components such as an outer case can be used as necessary. Furthermore, the shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from various shapes generally employed according to the application. For example, a coin-type battery, a cylindrical battery, a square battery, etc. are mentioned. The method for assembling the battery is not particularly limited, and can be appropriately selected from various commonly used methods according to the shape of the target battery.

組み立ての際、先に述べたような本発明のラクトン類を特定濃度で含有する非水系電解液を、リチウム二次電池に使用することで、充電終了時の25℃における電池端子間開路電圧が通常4.25V以上、好ましくは4.30V以上、さらに好ましくは4.40V以上となるまで充電しても、ガスの発生を大幅に抑制することができ、回復容量劣化を少なくすることが可能となる。   At the time of assembly, the non-aqueous electrolyte containing the lactone of the present invention as described above at a specific concentration is used for a lithium secondary battery, so that the open circuit voltage between battery terminals at 25 ° C. at the end of charging is Even when charged to 4.25V or higher, preferably 4.30V or higher, more preferably 4.40V or higher, the generation of gas can be greatly suppressed, and the recovery capacity deterioration can be reduced. Become.

[5.その他]
[5−1.充電終了時の電池端子間開路電圧について]
本明細書において電池端子間開路電圧とは、回路に電流が流れていない状態での電池電圧のことである。その測定方法は任意であるが、例えば、通常の充放電装置で測定が可能である。
[5. Others]
[5-1. Regarding the open circuit voltage between battery terminals at the end of charging]
In this specification, the open circuit voltage between battery terminals is a battery voltage in a state where no current flows in the circuit. Although the measuring method is arbitrary, it can measure with a normal charging / discharging apparatus, for example.

[5−2.充電について]
リチウム二次電池を充電する場合、一般に、抵抗の電圧降下分が加えられた状態で充電される。即ち、充電電圧は電池端子間開路電圧に充電電流と抵抗との積を加えたものとなっている。したがって、充電電流が大きいほど、また、リチウム二次電池の内部抵抗もしくは保護開路の抵抗が大きいほど、充電電圧と電池端子間開路電圧との差は大きくなる。
[5-2. About charging]
When charging a lithium secondary battery, it is generally charged in a state where a voltage drop of a resistor is added. That is, the charging voltage is obtained by adding the product of the charging current and the resistance to the open circuit voltage between the battery terminals. Therefore, the difference between the charging voltage and the open circuit voltage between the battery terminals increases as the charging current increases and as the internal resistance of the lithium secondary battery or the resistance of the protection open circuit increases.

本発明のリチウム二次電池において、充電方式は特に限定されず、任意の充電方式により充電することができる。例えば、定電流充電(CC充電)、定電流−定電圧充電(CCCV充電)、パルス充電、逆テーパ充電等が用いられる。
また、充電終了については、所定時間(例えば、充電完了に計算上必要とされる時間より長い時間)充電することによってもよく、充電電流値が規定値以下になったことを検知してもよく、電圧値が規定値に到達したことを検知してもよい。
In the lithium secondary battery of the present invention, the charging method is not particularly limited and can be charged by any charging method. For example, constant current charging (CC charging), constant current-constant voltage charging (CCCV charging), pulse charging, reverse taper charging, or the like is used.
As for the end of charging, the charging may be performed for a predetermined time (for example, longer than the time required for calculation for completion of charging), or it may be detected that the charging current value has become a specified value or less. The voltage value may reach the specified value.

現在のリチウム二次電池では、通常、充電終了時の電池端子間開路電圧は4.08V〜4.20Vの範囲である。この充電終了時の電池端子間開路電圧が高いほど、リチウム二次電池の容量(mAh)は向上する。また、充電終了時の電池端子間開路電圧が高いほど、リチウム二次電池の電圧自体が高くなることから、重量エネルギー密度(mWh/kg)も増加し、軽量で持続時間の長いリチウム二次電池を得ることができる。   In current lithium secondary batteries, the open circuit voltage between battery terminals at the end of charging is usually in the range of 4.08V to 4.20V. The higher the open circuit voltage between the battery terminals at the end of charging, the higher the capacity (mAh) of the lithium secondary battery. In addition, the higher the open circuit voltage between the battery terminals at the end of charging, the higher the voltage of the lithium secondary battery itself, so the weight energy density (mWh / kg) also increases, and the lithium secondary battery is light and long in duration. Can be obtained.

[5−3.メカニズム]
以下、本発明の発明者が推察する、本発明の効果が得られるメカニズムを説明する。
上記のように、従来、充電終了時の電池端子間開路電圧を高めることができるリチウム二次電池の開発が望まれていたが、従来の技術では4.25V以上の高電圧条件下では主として正極上での電解液の酸化反応が顕著に発生したためサイクル特性が悪く、実用的な二次電池は得られなかった。これに対して、本発明のリチウム二次電池においては、本発明のラクトン類が正極に保護被膜を形成し、非水系電解液の酸化反応を抑制できることが主たる要因となり、劣化が少なくサイクル特性・保存特性・連続充電特性に優れたリチウム二次電池が得られる。
[5-3. mechanism]
Hereafter, the mechanism which the inventor of this invention guesses and the effect of this invention is acquired is demonstrated.
As described above, the development of a lithium secondary battery capable of increasing the open circuit voltage between battery terminals at the end of charging has been desired in the past. However, in the conventional technology, it is mainly positive under a high voltage condition of 4.25 V or higher. Since the oxidation reaction of the electrolyte solution at the extreme occurred remarkably, the cycle characteristics were poor, and a practical secondary battery could not be obtained. On the other hand, in the lithium secondary battery of the present invention, the main factor is that the lactones of the present invention can form a protective film on the positive electrode and suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution. A lithium secondary battery excellent in storage characteristics and continuous charge characteristics can be obtained.

また、本発明のラクトン類は炭素−炭素不飽和結合を有しているために、酸化されて重合反応を起こしやすい。さらに、ラクトン類は、即ち環状エステル類であるため、開環重合を起こしうる。したがって、本発明のラクトン類は、分子中に、重合反応できる部位として炭素−炭素不飽和結合及びエステル基という、2個の部位を有することになる。このために、重合反応により網目構造の強固な被膜を正極表面に形成し、正極活物質と電解液との接触を抑止させることができる。なお、炭素−炭素不飽和結合を有していないラクトン類でも正極上に被膜を形成する。しかしながら、その構造は1次元であるために不安定であり、高電圧条件下において十分な電池特性は達成されない場合がある。   Further, since the lactones of the present invention have a carbon-carbon unsaturated bond, they are easily oxidized and cause a polymerization reaction. Furthermore, since lactones are cyclic esters, ring-opening polymerization can occur. Therefore, the lactones of the present invention have two sites in the molecule, ie, a carbon-carbon unsaturated bond and an ester group as sites capable of undergoing a polymerization reaction. For this reason, a coating film having a network structure can be formed on the surface of the positive electrode by a polymerization reaction, and contact between the positive electrode active material and the electrolytic solution can be suppressed. Note that a film is formed on the positive electrode even with a lactone having no carbon-carbon unsaturated bond. However, since the structure is one-dimensional, it is unstable, and sufficient battery characteristics may not be achieved under high voltage conditions.

また、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類は耐酸化性同様に耐還元性も低いため、負極側でも作用する。すなわち、充電初期に一部還元されて負極上に保護被膜を形成し、負極における非水系電解液の反応を抑止する。不飽和カーボネート等の被膜形成剤を併用した場合は、双方の還元物が保護被膜となり、サイクル特性・保存特性等の電池特性を向上させる。   Moreover, since lactones having a carbon-carbon unsaturated bond have low reduction resistance as well as oxidation resistance, they also act on the negative electrode side. That is, it is partially reduced in the initial stage of charging to form a protective film on the negative electrode, and the reaction of the non-aqueous electrolyte at the negative electrode is suppressed. When a film-forming agent such as unsaturated carbonate is used in combination, both reduced products become protective films and improve battery characteristics such as cycle characteristics and storage characteristics.

つまり、本発明のラクトン類は他のラクトン類よりも正極でより安定な保護被膜を形成し易く、負極においても保護被膜を形成する。このため、本発明のリチウム二次電池は充電終了時の電池端子間開路電圧を高めることができるとともに、連続充電時における大幅なガス発生量抑制及び回復容量向上を達成できる。   That is, the lactones of the present invention can form a more stable protective film on the positive electrode than the other lactones, and also form a protective film on the negative electrode. For this reason, the lithium secondary battery of the present invention can increase the open circuit voltage between the battery terminals at the end of charging, and can achieve significant gas generation suppression and recovery capacity improvement during continuous charging.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples and comparative examples unless it exceeds the gist.

[正極の製造]
コバルト酸リチウム(LiCoO2)92重量部とポリフッ化ビニリデン(以下適宜、「PVdF」という)4重量部とアセチレンブラック4重量部とを混合し、N−メチルピロリドンを加えてスラリー状にしたものを、アルミニウムからなる集電体の両面に塗布・乾燥して正極を得た。
[Production of positive electrode]
A mixture obtained by mixing 92 parts by weight of lithium cobaltate (LiCoO 2 ), 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as “PVdF”) and 4 parts by weight of acetylene black, and adding N-methylpyrrolidone to form a slurry. The positive electrode was obtained by applying and drying both sides of a current collector made of aluminum.

[負極の製造]
グラファイト粉末90重量部とPVdF10重量部とを混合し、N−メチルピロリドンを加えスラリー状にしたものを、銅からなる集電体の片面に塗布・乾燥して負極を得た。
[Manufacture of negative electrode]
90 parts by weight of graphite powder and 10 parts by weight of PVdF were mixed, and a slurry obtained by adding N-methylpyrrolidone was applied to one side of a current collector made of copper and dried to obtain a negative electrode.

[リチウム二次電池の製造]
図1にリチウム二次電池の概略断面図を示す。
上記の正極、負極、及び膜厚16μm、空孔率45%、平均孔径0.05μmのポリエチレン製2軸延伸多孔膜フィルム(セパレータ:スペーサ)に、それぞれ後述する電解液を塗布・含浸させた後、負極(2)、セパレータ(3)、正極(1)、セパレータ(3)、負極(2)の順に積層した。こうして得られた電池要素を、まずポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(4)で挟んだ。次いで、アルミニウム箔の両面に樹脂層を形成したラミネートフィルム(7)に、正極及び負極の端子を突設させて真空封止して、シート状のリチウム二次電池を作製した。また、正極及び負極の端子には封止材付きリード(8)を取り付けた。さらに、電極間の密着性を高めるために、シリコンゴム(5)及びガラス板(6)でシート状電池を挟み、3.4×10-4Paの圧力で加圧した。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a lithium secondary battery.
After applying and impregnating the electrolyte solution described later to the above positive electrode, negative electrode, and polyethylene biaxially stretched porous film (separator: spacer) having a film thickness of 16 μm, a porosity of 45%, and an average pore diameter of 0.05 μm. , Negative electrode (2), separator (3), positive electrode (1), separator (3), and negative electrode (2) were laminated in this order. The battery element thus obtained was first sandwiched between polyethylene terephthalate (PET) films (4). Next, positive and negative terminals were protruded from a laminate film (7) having a resin layer formed on both sides of an aluminum foil and vacuum sealed to produce a sheet-like lithium secondary battery. Moreover, the lead | read | reed (8) with a sealing material was attached to the terminal of a positive electrode and a negative electrode. Furthermore, in order to improve the adhesion between the electrodes, the sheet-like battery was sandwiched between the silicon rubber (5) and the glass plate (6) and pressurized at a pressure of 3.4 × 10 −4 Pa.

[容量評価]
コバルト酸リチウムの1時間当たりの放電量を160mAh/gとし、これと評価用リチウム二次電池の正極の活物質量とから放電速度1Cを求めてレート設定をした上で、25℃の恒温槽中、0.2Cで4.4Vまで定電流−定電圧充電(以下適宜、「CCCV充電」という)した後、0.2Cで3Vまで放電し、初期のフォーメーションを行なった。次いで、0.7Cで4.4VまでCCCV充電した後、0.2Cで3Vまで再度放電し、初期放電容量を求めた。なお充電時のカット電流はいずれも0.05Cとした。
[Capacity evaluation]
The discharge rate per hour of lithium cobaltate was set to 160 mAh / g, and the rate was set by obtaining the discharge rate 1C from this and the amount of active material of the positive electrode of the lithium secondary battery for evaluation, and then a constant temperature bath at 25 ° C. In the middle, after constant current-constant voltage charge to 0.2 V at 0.2 C (hereinafter referred to as “CCCV charge” as appropriate), it was discharged to 3 V at 0.2 C, and an initial formation was performed. Subsequently, after CCCV charge to 4.4V at 0.7C, it discharged again to 3V at 0.2C, and the initial discharge capacity was obtained. Note that the cut current at the time of charging was 0.05C.

[4.35V連続充電特性評価]
容量評価試験の終了した電池を60℃の恒温槽に入れ、0.7Cで定電流充電し、4.35Vに到達したところで定電圧充電に切り替えた。7日間充電を行なった後、電池を25℃まで冷却させた後、電池端子間開路電圧を測定した。次いで、電池をエタノール浴に漬けて浮力を測定(アルキメデスの原理)し、浮力よりガスの発生量を求めた。また連続充電後の容量劣化の程度を評価するため、まず0.2Cで3Vまで放電し、次いで0.7Cで4.4Vまで充電し、さらに0.2Cで3Vまで放電して、この時の放電容量{回復容量(mAh)}を測定し、下記の計算式に従い、連続充電後の回復容量維持率を求めた。この数値が大きいほど電池の劣化が少ないことを示している。

Figure 2005340151
[4.35V continuous charge characteristics evaluation]
The battery for which the capacity evaluation test was completed was placed in a constant temperature bath at 60 ° C., charged at a constant current of 0.7 C, and switched to constant voltage charging when 4.35 V was reached. After charging for 7 days, the battery was cooled to 25 ° C., and the open circuit voltage between the battery terminals was measured. Next, the battery was immersed in an ethanol bath and the buoyancy was measured (Archimedes principle), and the amount of gas generated was determined from the buoyancy. In addition, in order to evaluate the degree of capacity deterioration after continuous charging, first discharge to 3V at 0.2C, then charge to 4.4V at 0.7C, and further discharge to 3V at 0.2C. The discharge capacity {recovery capacity (mAh)} was measured, and the recovery capacity maintenance rate after continuous charging was determined according to the following formula. A larger value indicates less battery deterioration.
Figure 2005340151

[4.45V連続充電特性評価]
容量評価試験の終了した電池を60℃の恒温槽に入れ、0.7Cで定電流充電し、4.45Vに到達したところで定電圧充電に切り替えた。7日間充電を行なった後、電池を25℃まで冷却させた後、電池端子間開路電圧を測定した。次いで、電池をエタノール浴に漬けて浮力を測定(アルキメデスの原理)し、浮力よりガスの発生量を求めた。
[4.45V continuous charge characteristics evaluation]
The battery for which the capacity evaluation test was completed was placed in a constant temperature bath at 60 ° C., charged at a constant current of 0.7 C, and switched to constant voltage charging when it reached 4.45V. After charging for 7 days, the battery was cooled to 25 ° C., and the open circuit voltage between the battery terminals was measured. Next, the battery was immersed in an ethanol bath and the buoyancy was measured (Archimedes principle), and the amount of gas generated was determined from the buoyancy.

<実施例1>
環状カーボネートであるエチレンカーボネート(EC)と鎖状カーボネートであるエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒(混合体積比1:3)に、電解質であるLiPF6を1mol/Lの割合で溶解したものをベース電解液(I)とし、このベース電解液(I)に、ラクトン類として3−メチル−2(5H)−フラノンを、非水系電解液に対する濃度が1重量%となるように加えて非水系電解液とした。
<Example 1>
A mixed solvent of ethylene carbonate (EC) is a cyclic carbonate and ethyl methyl carbonate is a chain carbonate (EMC) (volume mixing ratio of 1: 3) to, those of LiPF 6 as the electrolyte was dissolved in a proportion of 1 mol / L Was added to the base electrolyte (I), and 3-methyl-2 (5H) -furanone as a lactone was added so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte was 1% by weight. An aqueous electrolyte was used.

得られた非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。なお、表1において、ラクトン類、不飽和カーボネート類、及び電解質の欄においてカッコ内に記載された数値は、それぞれ非水系電解液中における組成を表す。また、非水溶媒の欄においてカッコ内に記載された数値は、非水溶媒の混合比率を表す。   Using the obtained nonaqueous electrolytic solution, a lithium secondary battery was produced according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1. In Table 1, the numerical values described in parentheses in the columns of lactones, unsaturated carbonates, and electrolytes represent compositions in the non-aqueous electrolyte solution, respectively. Moreover, the numerical value described in parentheses in the column of the non-aqueous solvent represents the mixing ratio of the non-aqueous solvent.

<実施例2>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてα−メチレン−γ−ブチロラクトンを、非水系電解液に対する濃度が1重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<Example 2>
In accordance with the above-described method, lithium was added to the base electrolyte (I) using a non-aqueous electrolyte obtained by adding α-methylene-γ-butyrolactone as a lactone so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte was 1% by weight. A secondary battery was prepared, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例9>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてα−メチレン−γ−ブチロラクトンを、非水系電解液に対する濃度が3重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Example 9>
In accordance with the above-mentioned method, lithium was added to the base electrolyte (I) using a non-aqueous electrolyte in which α-methylene-γ-butyrolactone as a lactone was added so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte was 3% by weight. A secondary battery was prepared, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<比較例1>
ベース電解液(I)そのものを用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
Using the base electrolyte (I) itself, a lithium secondary battery was prepared according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<比較例4>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてα−メチレン−γ−ブチロラクトンを、非水系電解液に対する濃度が6重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Comparative example 4>
In accordance with the above-mentioned method, lithium was added to the base electrolyte (I) using a non-aqueous electrolyte obtained by adding α-methylene-γ-butyrolactone as a lactone so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte was 6% by weight. A secondary battery was prepared, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例3>
ベース電解液(I)に、ラクトン類として3−メチル−2(5H)−フラノン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<Example 3>
In the base electrolyte (I), 3-methyl-2 (5H) -furanone as a lactone and vinylene carbonate as an unsaturated carbonate are 1% by weight and 2% by weight, respectively, with respect to the non-aqueous electrolyte. Using the non-aqueous electrolyte added in this manner, a lithium secondary battery was prepared according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例4>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてα−メチレン−γ−ブチロラクトン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<Example 4>
Addition of α-methylene-γ-butyrolactone as the lactone and vinylene carbonate as the unsaturated carbonate to the base electrolyte (I) so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte is 1 wt% and 2 wt%, respectively. Using the non-aqueous electrolyte solution, a lithium secondary battery was produced according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例5>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてα−アンゲリカラクトン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Example 5>
A non-aqueous system in which α-angelica lactone as a lactone and vinylene carbonate as an unsaturated carbonate are added to the base electrolyte (I) so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte is 1 wt% and 2 wt%, respectively. Using the electrolytic solution, a lithium secondary battery was prepared according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例6>
ベース電解液(I)に、ラクトン類として4,6−ジメチル−α−ピロン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Example 6>
In the base electrolyte (I), 4,6-dimethyl-α-pyrone as the lactone and vinylene carbonate as the unsaturated carbonate so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte is 1% by weight and 2% by weight, respectively. Using the non-aqueous electrolyte added to the battery, a lithium secondary battery was produced according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例7>
ベース電解液(I)に、ラクトン類として5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Example 7>
In the base electrolyte (I), 5,6-dihydro-2H-pyran-2-one as lactones and vinylene carbonate as unsaturated carbonates, the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte is 1% by weight and 2%, respectively. Using the non-aqueous electrolyte solution added so as to be%, a lithium secondary battery was produced according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<実施例8>
環状カーボネートであるエチレンカーボネート(EC)と、鎖状カーボネートであるエチルメチルカーボネート(EMC)とジエチルカーボネート(DEC)との混合溶媒(混合体積比1:1:1)に、電解質としてLiPF6を1mol/Lの割合で溶解したものをベース電解液(II)とし、このベース電解液(II)にラクトン類として3−メチル−2(5H)−フラノン、及び不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように加えて非水系電解液とした。得られた非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<Example 8>
1 mol of LiPF 6 is used as an electrolyte in a mixed solvent (mixing volume ratio 1: 1: 1) of ethylene carbonate (EC), which is a cyclic carbonate, and ethyl methyl carbonate (EMC), which is a chain carbonate, and diethyl carbonate (DEC). The base electrolyte (II) was dissolved at a ratio of / L, and 3-methyl-2 (5H) -furanone as lactones and vinylene carbonate as unsaturated carbonates were added to the base electrolyte (II). A non-aqueous electrolyte solution was prepared by adding 1% by weight and 2% by weight to the aqueous electrolyte solution, respectively. Using the obtained non-aqueous electrolyte solution, a lithium secondary battery was produced according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<比較例2>
ベース電解液(I)に、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度が2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Comparative example 2>
A lithium secondary battery according to the above-described method using a non-aqueous electrolyte solution in which vinylene carbonate as an unsaturated carbonate is added to the base electrolyte solution (I) so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte solution is 2% by weight. The 4.35V continuous charge characteristic evaluation and the 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

<比較例3>
ベース電解液(I)に、ラクトン類としてγ−ブチロラクトン、及び、不飽和カーボネート類としてビニレンカーボネートを、非水系電解液に対する濃度がそれぞれ1重量%及び2重量%となるように添加した非水系電解液を用いて、上述した方法にしたがってリチウム二次電池を作製し、4.35V連続充電特性評価及び4.45V連続充電特性評価を行なった。結果を表1示す。
<Comparative Example 3>
Non-aqueous electrolysis in which γ-butyrolactone as a lactone and vinylene carbonate as an unsaturated carbonate are added to the base electrolyte (I) so that the concentration with respect to the non-aqueous electrolyte is 1 wt% and 2 wt%, respectively. Using the liquid, a lithium secondary battery was prepared according to the above-described method, and 4.35V continuous charge characteristic evaluation and 4.45V continuous charge characteristic evaluation were performed. The results are shown in Table 1.

Figure 2005340151
Figure 2005340151

表1より、非水系電解液に特定のラクトン類を所定濃度だけ含有させることで、4.35V及び4.45Vのような、高い電池端子間開路電圧となるまで充電した場合における連続充電特性試験時のガス発生量を減少させることができ、さらには4.35Vにおける回復容量維持率を向上させることもできることが分かる。また特に、不飽和カーボネート類を混合した非水系電解液を用いた場合においては、発生ガスの抑制と回復容量の向上とを高い次元で両立できることが分かる。   From Table 1, a continuous charge characteristic test in the case of charging until a high open circuit voltage between battery terminals such as 4.35 V and 4.45 V is obtained by adding a specific lactone to the non-aqueous electrolyte in a predetermined concentration. It can be seen that the amount of gas generated at the time can be reduced, and further the recovery capacity maintenance rate at 4.35 V can be improved. In particular, in the case of using a non-aqueous electrolyte mixed with unsaturated carbonates, it can be seen that suppression of generated gas and improvement of recovery capacity can be achieved at a high level.

本発明のリチウム二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等を挙げることができる。   The use of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known uses. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. Electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, lighting equipment, toys, game machines, watches, strobes, cameras, etc.

本発明を実施したリチウム二次電池の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the lithium secondary battery which implemented this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 正極
2 負極
3 セパレータ(スペーサ)
4 PETフィルム
5 シリコンゴム
6 ガラス板
7 ラミネートフィルム
8 封止材付きリード
1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Separator (spacer)
4 PET film 5 Silicon rubber 6 Glass plate 7 Laminated film 8 Lead with sealing material

Claims (10)

正極と、負極と、炭素−炭素不飽和結合を有するラクトン類を0.01重量%以上5重量%以下含有する非水系電解液とを備え、
充電終了時の25℃における電池端子間開路電圧が4.25V以上であることを特徴とする、リチウム二次電池。
A positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolytic solution containing 0.01% by weight to 5% by weight of a lactone having a carbon-carbon unsaturated bond,
A lithium secondary battery, wherein an open circuit voltage between battery terminals at 25 ° C. at the end of charging is 4.25 V or more.
上記電池端子間開路電圧が、4.3V以上であることを特徴とする、請求項1記載のリチウム二次電池。   2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the open circuit voltage between the battery terminals is 4.3 V or more. 該ラクトン類が有するラクトン環が、5員環及び6員環のいずれかであることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the lactone ring of the lactone is a 5-membered ring or a 6-membered ring. 該ラクトン類が、α,β−不飽和ラクトン及びβ,γ−不飽和ラクトンのいずれかであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。   4. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lactone is any one of α, β-unsaturated lactone and β, γ-unsaturated lactone. 5. 該ラクトン類が、下記一般式(1)で表わされることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
Figure 2005340151
{一般式(1)において、R1及びR2はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。また、R3は置換基を有していても良い2価の炭化水素基を表わす。}
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lactone is represented by the following general formula (1).
Figure 2005340151
{In General Formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent. R 3 represents a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. }
該ラクトン類が、下記一般式(2)で表わされることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
Figure 2005340151
{一般式(2)において、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。また、R6は置換基を有していても良い2価の炭化水素基を表わす。}
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the lactone is represented by the following general formula (2).
Figure 2005340151
{In General Formula (2), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent. R 6 represents a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. }
該ラクトン類が、下記一般式(3)で表わされることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
Figure 2005340151
{一般式(3)において、R7及びR8はそれぞれ独立して水素原子、又は、置換基を有していても良い1価の炭化水素基を表わす。}
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lactone is represented by the following general formula (3).
Figure 2005340151
{In General Formula (3), R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group which may have a substituent. }
該非水系電解液中における該ラクトン類の含有量が、0.1重量%以上2重量%以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein a content of the lactone in the nonaqueous electrolytic solution is 0.1 wt% or more and 2 wt% or less. 該ラクトン類が、3−メチル−2(5H)−フラノン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−アンゲリカラクトン、4,6−ジメチル−α−ピロン、5,6−ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン、α−ピロンからなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。   The lactone is 3-methyl-2 (5H) -furanone, α-methylene-γ-butyrolactone, α-angelica lactone, 4,6-dimethyl-α-pyrone, 5,6-dihydro-2H-pyran-2 The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 8, wherein the lithium secondary battery is selected from the group consisting of -on and α-pyrone. 該非水系電解液が、不飽和カーボネート類を含有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 9, wherein the nonaqueous electrolytic solution contains unsaturated carbonates.
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