JP2006054167A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that has a high reliability in which occurrence of a gas inside the battery is reduced even after it is stored in a charged state under high temperatures, battery characteristic is well maintained after the storage while suppressing effect of temperature elevation is maintained, and furthermore a recycling characteristic is superior. <P>SOLUTION: This has an electrodes group, a non-aqueous electrolyte, and an outer package that houses the electrodes group and the non-aqueous electrolyte, while the electrodes group has anodes, cathodes, and separators that are interposed between the anodes and the cathodes, in which a prescribed bromine compound having an aromatic ring is made to be contained in the non-aqueous electrolyte, in order to provide the non-aqueous electrolyte secondary battery of high reliability which has a superior safety. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、非水電解質に芳香環を有する所定の臭素化合物を含ませた、安全性に優れた、高信頼性の非水電解質二次電池に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety and including a predetermined bromine compound having an aromatic ring in a non-aqueous electrolyte.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度が高く、小型化および軽量化が可能であるという特徴を有する。非水電解質二次電池は、一般的に、以下のような構造を有する。   A non-aqueous electrolyte secondary battery typified by a lithium ion secondary battery has a feature that it has a high energy density and can be reduced in size and weight. A nonaqueous electrolyte secondary battery generally has the following structure.

非水電解質二次電池は、電極群、非水電解質および電極群と非水電解質とを収容する外装体を有する。電極群は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ(絶縁層)を有する。多くの場合、正極と負極とは、セパレータを介して渦巻状に捲回されている。   The nonaqueous electrolyte secondary battery has an electrode group, a nonaqueous electrolyte, and an outer package that houses the electrode group and the nonaqueous electrolyte. The electrode group includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator (insulating layer) interposed between the positive electrode and the negative electrode. In many cases, the positive electrode and the negative electrode are spirally wound via a separator.

正極は、正極集電体とこれに担持された正極合剤層を具備し、負極は、負極集電体とこれに担持された負極合剤層を具備する。正極合剤には、正極活物質が含まれている。正極活物質には、主に複合金属酸化物が用いられており、特に、コバルト酸リチウム(LiCoO2)などのリチウム含有遷移金属酸化物が用いられている。負極合剤には、負極活物質が含まれている。負極活物質には、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な材料、例えばグラファイトなどの炭素材料が用いられている。 The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode mixture layer supported thereon, and the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode mixture layer supported thereon. The positive electrode mixture contains a positive electrode active material. As the positive electrode active material, a composite metal oxide is mainly used, and in particular, a lithium-containing transition metal oxide such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ) is used. The negative electrode mixture contains a negative electrode active material. As the negative electrode active material, a material capable of occluding and releasing lithium ions, for example, a carbon material such as graphite is used.

セパレータには、主に、ポリオレフィン樹脂、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどからなる微多孔膜が用いられている。ポリエチレンオキサイド、ポリビニリデンフルオライド、ポリアクリレートなどを含むポリマー膜もセパレータとして用いられている。   As the separator, a microporous film mainly made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene is used. A polymer film containing polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylate or the like is also used as a separator.

非水電解質には、溶質を溶解させた非水溶媒や、ゲル電解質などが用いられている。ゲル電解質は、溶質を溶解させた非水溶媒を、ポリマーのマトリックス(網目構造)に保持させたものである。溶質には、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)などのリチウム塩が用いられている。非水溶媒は、多種多様であるが、例えばエチレンカーボネート、ジメチルカーボネートなどの炭酸エステルを含むものが用いられている。 As the nonaqueous electrolyte, a nonaqueous solvent in which a solute is dissolved, a gel electrolyte, or the like is used. The gel electrolyte is obtained by holding a nonaqueous solvent in which a solute is dissolved in a polymer matrix (network structure). For example, a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as the solute. There are a wide variety of non-aqueous solvents, and for example, those containing carbonates such as ethylene carbonate and dimethyl carbonate are used.

非水電解質は可燃性を有するため、安全性を確保する必要がある。そこで、例えば、高容量のリチウムイオン二次電池には、過充電や過放電を防止するための保護回路が設けられるのが一般的である。   Since the nonaqueous electrolyte is flammable, it is necessary to ensure safety. Therefore, for example, a high-capacity lithium ion secondary battery is generally provided with a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge.

非水電解質二次電池は、高電圧まで充電することが可能であり、エネルギー密度を高くできるが、高電圧かつ高エネルギー密度であるため、正極側で非水電解質の酸化分解が起こり易い。また、負極側は、電気化学的に非常に卑な電位であるため、非水電解質の還元分解が起こり易い。これらの分解反応は、高温になるほど起こり易く、電池を60〜85℃の高温で保存する間に、多量のガスが発生する。   The nonaqueous electrolyte secondary battery can be charged to a high voltage and can increase the energy density. However, since it has a high voltage and a high energy density, oxidative decomposition of the nonaqueous electrolyte tends to occur on the positive electrode side. Moreover, since the negative electrode side has an electrochemically very low potential, reductive decomposition of the nonaqueous electrolyte is likely to occur. These decomposition reactions are more likely to occur at higher temperatures, and a large amount of gas is generated while the battery is stored at a high temperature of 60 to 85 ° C.

また、非水電解質二次電池は、電子機器、例えばノートパソコンの駆動用電源として用いられる。ノートパソコン内部の温度は、通常、45〜60℃である。このような温度条件下において、電池は定電圧4.2Vで充電され、充電状態のままで長期間維持されることもある。充電状態の電池を高温で保存すると、開回路状態の電池を高温で保存する場合に比べ、電池内部でガス発生が起こり易い。高温保存時のガス発生により、電池内部の圧力が上昇すると、保護回路が作動し、電流が遮断され、電池の機能が失われることがある。   The nonaqueous electrolyte secondary battery is used as a power source for driving electronic devices such as notebook computers. The temperature inside the notebook computer is usually 45 to 60 ° C. Under such temperature conditions, the battery is charged at a constant voltage of 4.2 V and may be maintained in a charged state for a long time. When a charged battery is stored at a high temperature, gas generation is likely to occur inside the battery as compared with a case where an open circuit battery is stored at a high temperature. When the pressure inside the battery rises due to gas generation during high-temperature storage, the protection circuit is activated, the current is cut off, and the function of the battery may be lost.

高温保存時における電池特性の改善を目的として、正極中に臭素化合物を含ませた電池が提案されている(特許文献1)。また、過充電試験などで、電池温度が高温に上昇した際に、電極の発熱が昇温を加速するのを抑制するために、電極中に、難燃材料である芳香環を有する臭素化合物を含ませることが提案されている。例えば、電極中に臭素化合物を含ませた電池が提案されている(特許文献2)。また、常温下で液体であるヘキサブロモベンゼンなどの難燃剤を非水電解質に混合した電池も提案されている(特許文献3)。   In order to improve battery characteristics during high-temperature storage, a battery in which a bromine compound is contained in the positive electrode has been proposed (Patent Document 1). In addition, a bromine compound having an aromatic ring, which is a flame retardant material, is included in the electrode in order to suppress the heat generation of the electrode from accelerating the temperature rise when the battery temperature rises to a high temperature, such as in an overcharge test. It is proposed to include. For example, a battery in which a bromine compound is included in an electrode has been proposed (Patent Document 2). In addition, a battery in which a non-aqueous electrolyte is mixed with a flame retardant such as hexabromobenzene that is liquid at room temperature has been proposed (Patent Document 3).

難燃材料を電極中に含ませることにより、電池の昇温の加速を抑制することが可能であり、ヘキサブロモベンゼンなどを非水電解質に混合することにより、安全性の改善効果を得ることができる。
特開平6−231753号公報 特開平10−172615号公報 特許第3305035号公報
By including a flame retardant material in the electrode, it is possible to suppress the acceleration of the temperature rise of the battery, and by mixing hexabromobenzene or the like with a non-aqueous electrolyte, an improvement in safety can be obtained. it can.
JP-A-6-231753 Japanese Patent Laid-Open No. 10-172615 Japanese Patent No. 3305035

しかし、難燃材料を電極中に含ませる場合、難燃材料が抵抗成分として作用し、極板抵抗が著しく増大するという問題がある。また、難燃材料は、電極上にガス発生を抑制する被膜を形成すると考えられるが、電極中に難燃材料を含ませる場合には、効率よく被膜を生成させることが難しく、ガス発生を抑制する効果が得られない場合がある。さらに、絶縁物である臭素化合物が電極内に含まれていると、電子やイオンの拡散、すなわち電荷移動反応の阻害要因となり、サイクル特性が低下するという問題がある。また、ヘキサブロモベンゼンなどを非水電解質に混合しても、電極上に良質な被膜を生成させることはできない。   However, when the flame retardant material is included in the electrode, there is a problem that the flame retardant material acts as a resistance component and the electrode plate resistance is remarkably increased. In addition, flame retardant materials are thought to form a film that suppresses gas generation on the electrode, but when the flame retardant material is included in the electrode, it is difficult to efficiently generate the film, and gas generation is suppressed. May not be effective. Furthermore, when the bromine compound which is an insulator is contained in the electrode, there is a problem that it becomes an inhibition factor of diffusion of electrons and ions, that is, a charge transfer reaction, and the cycle characteristics are deteriorated. Further, even if hexabromobenzene or the like is mixed with the nonaqueous electrolyte, a good quality film cannot be formed on the electrode.

本発明は、電池の昇温を抑制する効果を維持しつつ、充電状態で、高温保存された場合でも、電池内部でのガス発生が少なく、保存後の電池特性も良好であり、かつサイクル特性も良好である、高信頼性の非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   The present invention maintains the effect of suppressing the temperature rise of the battery, generates little gas inside the battery even when stored at a high temperature in a charged state, has good battery characteristics after storage, and cycle characteristics Another object of the present invention is to provide a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery.

すなわち、本発明は、電極群、非水電解質および電極群と非水電解質とを収容する外装体を有し、電極群が、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータを有し、非水電解質が、芳香環を有する臭素化合物を含み、臭素化合物が、式(1):   That is, the present invention has an electrode group, a nonaqueous electrolyte, and an exterior body that accommodates the electrode group and the nonaqueous electrolyte, and the electrode group includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The non-aqueous electrolyte contains a bromine compound having an aromatic ring, and the bromine compound has the formula (1):

Figure 2006054167
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(式中、X1〜X10は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(2): (Wherein, X 1 to X 10 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (2):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X11〜X20は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(3): (Wherein, X 11 to X 20 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (3):

Figure 2006054167
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(式中、X21〜X30は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜4である。)、式(4): (In the formula, X 21 to X 30 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 1 to 4), Formula (4):

Figure 2006054167
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(式中、X31〜X34は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(5): (Wherein X 31 to X 34 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (5):

Figure 2006054167
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(式中、X35〜X38は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素原子を含むとともに、水素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)、式(6) (Wherein X 35 to X 38 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 1 and R 2 each independently contains a carbon atom, A group containing at least one selected from the group consisting of an atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.), Formula (6)

Figure 2006054167
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(式中、X39〜X46は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、0〜4である。)、式(7) (In the formula, X 39 to X 46 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 0 to 4), Formula (7)

Figure 2006054167
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(式中、X47〜X50は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R3およびR4は、それぞれ独立に、炭素原子および水素原子を含むとともに、臭素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)、式(8): (In the formula, X 47 to X 50 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 3 and R 4 each independently include a carbon atom and a hydrogen atom. And a group containing at least one selected from the group consisting of a bromine atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.), Formula (8):

Figure 2006054167
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(式中、X51〜X56は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、2〜10である。)、式(9): (Wherein, X 51 to X 56 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 2 to 10), Formula (9):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X57〜X60は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜100である。)、式(10): (Wherein, X 57 to X 60 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 1 to 100), formula (10):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X61〜X65は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、10〜30である。)、式(11): (Wherein, X 61 to X 65 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 10 to 30), Formula (11):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X66〜X70は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、100〜200である。)、式(12): (Wherein, X 66 to X 70 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 100 to 200), Formula (12):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X71〜X75は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、200〜600である。)、式(13): (. Wherein, X 71 to X 75 each independently represents a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is bromine atom .n is 200-600), formula (13):

Figure 2006054167
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(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzの合計は1〜6であり、nは、1〜5である。)、式(14): (Wherein, x, y and z represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, respectively, the sum of x, y and z is 1 to 6 and n is 1 to 5), (14):

Figure 2006054167
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(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)、式(15): (Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring and x is 1 to 5), formula (15):

Figure 2006054167
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(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)、式(16): (Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring and x is 1 to 5), formula (16):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)および式(17): (Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, x is 1 to 5) and formula (17):

Figure 2006054167
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(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzは、それぞれ1〜5である。)のいずれかで表される、非水電解質二次電池に関する。 (Wherein x, y and z each represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x, y and z are each 1 to 5) The present invention relates to a secondary battery.

非水電解質量に対して、芳香環を有する臭素化合物が有する臭素原子の量(すなわち電池の製造時に非水電解質に添加される芳香環を有する臭素化合物が有する臭素原子の量)は、0.003〜0.1mol/Lであることが好ましく、0.003〜0.05mol/Lであることが更に好ましい。   The amount of bromine atoms contained in the bromine compound having an aromatic ring with respect to the nonaqueous electrolytic mass (that is, the amount of bromine atoms contained in the bromine compound having an aromatic ring added to the nonaqueous electrolyte at the time of manufacturing the battery) is 0. It is preferable that it is 003-0.1 mol / L, and it is still more preferable that it is 0.003-0.05 mol / L.

非水電解質に、上記のような芳香環を有する臭素化合物を含ませることにより、電池の昇温を抑制する効果が得られ、充電状態の電池を高温保存した場合には、ガス発生を抑制することができる。また、保存後の電池特性も良好であり、サイクル特性も良好である。よって、本発明によれば、安全性に優れた、高信頼性の非水電解質二次電池を提供することができる。   By including a bromine compound having an aromatic ring as described above in the non-aqueous electrolyte, the effect of suppressing the temperature rise of the battery is obtained, and when the charged battery is stored at a high temperature, the gas generation is suppressed. be able to. Further, the battery characteristics after storage are also good, and the cycle characteristics are also good. Therefore, according to the present invention, a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety can be provided.

本発明の非水電解質二次電池には、例えばリチウムイオン二次電池、ゲル電解質を用いたポリマー二次電池、マグネシウム二次電池、アルミニウム二次電池、ナトリウム二次電池などが含まれる。非水電解質二次電池の形状やパッケージに特に限定はない。   Examples of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention include a lithium ion secondary battery, a polymer secondary battery using a gel electrolyte, a magnesium secondary battery, an aluminum secondary battery, and a sodium secondary battery. There are no particular limitations on the shape or package of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の非水電解質二次電池は、電極群、非水電解質および電極群と非水電解質とを収容する外装体を有する。
電極群は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータを有する。電極群には、正極と負極とを、セパレータを介して捲回した柱状の電極群や、それぞれ複数の正極と負極とを、セパレータを介してスタック状に重ねた電極群などが含まれる。
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has an electrode group, a non-aqueous electrolyte, and an exterior body that houses the electrode group and the non-aqueous electrolyte.
The electrode group includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The electrode group includes a columnar electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound through a separator, and an electrode group in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes are stacked in a stack through a separator, respectively.

非水電解質は、溶質を溶解させた非水溶媒を含む。溶質には、アルカリ金属塩を用いることが好ましく、例えば、含フッ素無機アニオン塩や、リチウムイミド塩を用いることができる。含フッ素無機アニオン塩としては、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、NaPF6、NaBF4などを挙げることができる。リチウムイミド塩としては、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiN(CF3SO22などを挙げることができる。溶質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The non-aqueous electrolyte includes a non-aqueous solvent in which a solute is dissolved. As the solute, an alkali metal salt is preferably used. For example, a fluorine-containing inorganic anion salt or a lithium imide salt can be used. Examples of the fluorine-containing inorganic anion salts, and the like LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6 , LiSbF 6, NaPF 6, NaBF 4. Examples of the lithium imide salt include LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2. And so on. A solute may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

非水溶媒には、例えば、環状炭酸エステル、非環状炭酸エステル、ラクトン類またはその誘導体、フラン類またはその誘導体、エーテル類またはその誘導体、グライム類またはその誘導体、アミド類、アルコール類、エステル類、リン酸類またはリン酸エステル類、ジメチルスルホキシド、スルホランまたはその誘導体、ジオキソランまたはその誘導体などを用いることができる。非水溶媒は、1種を単独で用いることもできるが、2種以上を組み合わせて用いることが好ましい。   Non-aqueous solvents include, for example, cyclic carbonates, acyclic carbonates, lactones or derivatives thereof, furans or derivatives thereof, ethers or derivatives thereof, glymes or derivatives thereof, amides, alcohols, esters, Phosphoric acids or phosphate esters, dimethyl sulfoxide, sulfolane or derivatives thereof, dioxolane or derivatives thereof, and the like can be used. Although a non-aqueous solvent can also be used individually by 1 type, it is preferable to use combining 2 or more types.

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。非環状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートなどが挙げられる。ラクトン類またはその誘導体としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどが挙げられる。フラン類またはその誘導体としては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどが挙げられる。エーテル類またはその誘導体としては、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンなどが挙げられる。グライム類またはその誘導体としては、ジグライム、トリグライム、テトラグライムなどが挙げられる。アミド類としては、n,n−ジメチルホルムアミド、n−メチルピロリジノンなどが挙げられる。アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどが挙げられる。   Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like. Examples of the acyclic carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate. Examples of lactones or derivatives thereof include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone. Examples of furans or derivatives thereof include tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran. Examples of ethers or derivatives thereof include 1,2-dimethoxyethane and 1,2-diethoxyethane. Examples of the glymes or derivatives thereof include diglyme, triglyme, and tetraglyme. Examples of amides include n, n-dimethylformamide and n-methylpyrrolidinone. Examples of alcohols include ethylene glycol and propylene glycol. Examples of the esters include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate.

非水溶媒には、従来から一般的に用いられている種々の添加剤、例えばシクロヘキシルベンゼン、プロパンサルトンなどを添加してもよい。   Various additives generally used conventionally, such as cyclohexylbenzene and propane sultone, may be added to the non-aqueous solvent.

電極群と非水電解質とを収容する外装体は、例えば、様々な形状の金属製の電池缶、アルミニウムラミネートフィルムからなるケースなどである。アルミニウムラミネートフィルムは、アルミニウム箔と樹脂フィルムとを接合したものである。   The exterior body that accommodates the electrode group and the nonaqueous electrolyte is, for example, a battery can of various shapes, a case made of an aluminum laminate film, or the like. The aluminum laminate film is obtained by bonding an aluminum foil and a resin film.

本発明の非水電解質二次電池が具備する非水電解質は、芳香環を有する臭素化合物を含む。芳香環を有する臭素化合物は、式(1)〜(17)のいずれかで表される。なお、式(1)〜(17)で表される臭素化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
式(17):
The nonaqueous electrolyte included in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a bromine compound having an aromatic ring. The bromine compound having an aromatic ring is represented by any one of formulas (1) to (17). In addition, the bromine compound represented by Formula (1)-(17) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Formula (17):

Figure 2006054167
(式中、X1〜X10は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)
式(2):
Figure 2006054167
(Wherein X 1 to X 10 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom.)
Formula (2):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X11〜X20は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)
式(3):
(Wherein, X 11 to X 20 each independently represents a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom.)
Formula (3):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X21〜X30は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜4である。)
式(4):
(In the formula, X 21 to X 30 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 1 to 4.)
Formula (4):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X31〜X34は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)
式(5):
(Wherein X 31 to X 34 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom.)
Formula (5):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X35〜X38は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素原子を含むとともに、水素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)
式(6)
(Wherein X 35 to X 38 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 1 and R 2 each independently contains a carbon atom, (It is a group containing at least one selected from the group consisting of an atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.)
Formula (6)

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X39〜X46は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、0〜4である。)
式(7)
(In the formula, X 39 to X 46 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 0 to 4.)
Formula (7)

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X47〜X50は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R3およびR4は、それぞれ独立に、炭素原子および水素原子を含むとともに、臭素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)
式(8):
(In the formula, X 47 to X 50 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 3 and R 4 each independently include a carbon atom and a hydrogen atom. And a group containing at least one selected from the group consisting of a bromine atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.)
Formula (8):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X51〜X56は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、2〜10である。)
式(9):
(In the formula, X 51 to X 56 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 2 to 10.)
Formula (9):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X57〜X60は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜100である。)
式(10):
(In the formula, X 57 to X 60 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 1 to 100.)
Formula (10):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X61〜X65は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、10〜30である。)
式(11):
(In the formula, X 61 to X 65 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 10 to 30.)
Formula (11):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X66〜X70は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、100〜200である。)
式(12):
(In the formula, X 66 to X 70 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 100 to 200.)
Formula (12):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、X71〜X75は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、200〜600である。)
式(13):
(In the formula, X 71 to X 75 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 200 to 600.)
Formula (13):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzの合計は1〜6である。nは、1〜5である。)
式(14):
(In the formula, x, y and z each represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and the sum of x, y and z is 1 to 6. n is 1 to 5.)
Formula (14):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)
式(15):
(In the formula, x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x is 1 to 5.)
Formula (15):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)
式(16):
(In the formula, x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x is 1 to 5.)
Formula (16):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。) 式(17): (In the formula, x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x is 1 to 5.) Formula (17):

Figure 2006054167
Figure 2006054167

(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzは、それぞれ1〜5である。) (In the formula, x, y and z each represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x, y and z are each 1 to 5).

式(1)〜(3)で表される臭素化合物は、水素原子の少なくとも一部を臭素で置換したビフェニル化合物である。
式(1)で示される臭素化合物の具体例は、デカブロモジフェニル、ノナブロモジフェニル、オクタブロモジフェニル、ヘプタブロモジフェニル、ヘキサブロモジフェニル、ペンタブロモジフェニル、テトラブロモジフェニル、トリブロモジフェニル、ジブロモジフェニルおよびモノブロモジフェニルである。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The bromine compounds represented by the formulas (1) to (3) are biphenyl compounds in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with bromine.
Specific examples of the bromine compound represented by the formula (1) include decabromodiphenyl, nonabromodiphenyl, octabromodiphenyl, heptabromodiphenyl, hexabromodiphenyl, pentabromodiphenyl, tetrabromodiphenyl, tribromodiphenyl, dibromodiphenyl and mono Bromodiphenyl. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

式(2)で示される臭素化合物の具体例は、デカブロモジフェニルエーテル、ノナブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘプタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ペンタブロモジフェニルエーテル、テトラブロモジフェニルエーテル、トリブロモジフェニルエーテル、ジブロモジフェニルエーテルおよびモノブロモジフェニルエーテルである。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (2) include decabromodiphenyl ether, nonabromodiphenyl ether, octabromodiphenyl ether, heptabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, pentabromodiphenyl ether, tetrabromodiphenyl ether, tribromodiphenyl ether, dibromodiphenyl ether and monobromodiphenyl ether. Bromodiphenyl ether. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

式(3)で示される臭素化合物の具体例は、デカブロモジフェノキシエタン、ノナブロモジフェノキシエタン、オクタブロモジフェノキシエタン、ヘプタブロモジフェノキシエタン、ヘキサブロモジフェノキシエタン、ペンタブロモジフェノキシエタン、テトラブロモジフェノキシエタン、トリブロモジフェノキシエタン、ジブロモジフェノキシエタン、ヘキサブロモジフェノキシメタン、ヘキサブロモジフェノキシプロパン、ヘキサブロモジフェノキシブタンなどである。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (3) include decabromodiphenoxyethane, nonabromodiphenoxyethane, octabromodiphenoxyethane, heptabromodiphenoxyethane, hexabromodiphenoxyethane, pentabromodiphenoxyethane, Tetrabromodiphenoxyethane, tribromodiphenoxyethane, dibromodiphenoxyethane, hexabromodiphenoxymethane, hexabromodiphenoxypropane, hexabromodiphenoxybutane and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

式(4)〜(6)で表される臭素化合物は、無水フタル酸をベースにした化合物である。
式(4)で示される臭素化合物の具体例は、テトラブロモ無水フタル酸、トリブロモ無水フタル酸、ジブロモ無水フタル酸、モノブロモ無水フタル酸などである。
Bromine compounds represented by the formulas (4) to (6) are compounds based on phthalic anhydride.
Specific examples of the bromine compound represented by the formula (4) are tetrabromophthalic anhydride, tribromophthalic anhydride, dibromophthalic anhydride, monobromophthalic anhydride, and the like.

式(5)で示される臭素化合物は、テトラブロモフタル酸、トリブロモフタル酸、ジブロモフタル酸もしくはモノブロモフタル酸のジエステル化合物である。R1、R2は、様々である。 The bromine compound represented by the formula (5) is a diester compound of tetrabromophthalic acid, tribromophthalic acid, dibromophthalic acid or monobromophthalic acid. R 1 and R 2 are various.

式(6)で示される臭素化合物の具体例は、ビステトラブロモフタルイミド、メチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビステトラブロモフタルイミド、プロピレンビステトラブロモフタルイミド、ブチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビストリブロモフタルイミド、エチレンビスジブロモフタルイミド、エチレンビスモノブロモフタルイミドなどである。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (6) are bistetrabromophthalimide, methylene bistetrabromophthalimide, ethylene bistetrabromophthalimide, propylene bistetrabromophthalimide, butylene bistetrabromophthalimide, ethylene bistribromophthalimide, ethylene bis Dibromophthalimide, ethylenebismonobromophthalimide and the like.

式(7)で示される臭素化合物は、ビスフェノールAをベースにした化合物である。
式(7)で示される臭素化合物の具体例は、テトラブロモビスフェノールA−ビス−(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA−ビス−(2−ヒドロキシエチルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA−ビス−(アリルエーテル)、ジブロモビスフェノールA−ビス−(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、ジブロモビスフェノールA−ビス−(2−ヒドロキシエチルエーテル)などである。
The bromine compound represented by formula (7) is a compound based on bisphenol A.
Specific examples of the bromine compound represented by the formula (7) include tetrabromobisphenol A-bis- (2,3-dibromopropyl ether), tetrabromobisphenol A-bis- (2-hydroxyethyl ether), and tetrabromobisphenol A. -Bis- (allyl ether), dibromobisphenol A-bis- (2,3-dibromopropyl ether), dibromobisphenol A-bis- (2-hydroxyethyl ether) and the like.

式(8)で示される臭素化合物は、テトラブロモビスフェノールAを主骨格に含むカーボネートオリゴマーである。式(8)で示される臭素化合物は様々である。   The bromine compound represented by the formula (8) is a carbonate oligomer containing tetrabromobisphenol A in the main skeleton. There are various bromine compounds represented by the formula (8).

式(9)で示される臭素化合物は、テトラブロモビスフェノールAを主骨格に含むエポキシ樹脂である。式(9)で示される臭素化合物は様々である。例えば、nが1〜6、約65、約80、もしくは約100の式(9)で表される化合物は、商業的に容易に入手可能である。   The bromine compound represented by the formula (9) is an epoxy resin containing tetrabromobisphenol A in the main skeleton. There are various bromine compounds represented by the formula (9). For example, a compound represented by the formula (9) in which n is 1 to 6, about 65, about 80, or about 100 is easily available commercially.

式(10)〜(13)で示される臭素化合物は、水素原子の少なくとも一部を臭素で置換したベンゼン環を含むオリゴマーもしくは重合体である。   The bromine compounds represented by the formulas (10) to (13) are oligomers or polymers containing a benzene ring in which at least part of hydrogen atoms are substituted with bromine.

式(10)で示される臭素化合物は、ポリジブロモフェニレンオキサイドであり、式(10)で示される臭素化合物は様々である。例えば、nが約10、約20、もしくは約30の式(10)で表される化合物が挙げられる。これらは商業的に容易に入手可能である。   The bromine compound represented by the formula (10) is polydibromophenylene oxide, and the bromine compound represented by the formula (10) is various. For example, a compound represented by formula (10) wherein n is about 10, about 20, or about 30 can be mentioned. These are readily available commercially.

式(11)で示される臭素化合物の具体例は、ポリ(ペンタブロモベンジル)アクリレートであり、例えば、nが約100、約140、もしくは約200の式(11)で示される臭素化合物が挙げられる。これらは商業的に容易に入手可能である。   A specific example of the bromine compound represented by the formula (11) is poly (pentabromobenzyl) acrylate, and examples thereof include a bromine compound represented by the formula (11) in which n is about 100, about 140, or about 200. . These are readily available commercially.

式(12)で示される臭素化合物の具体例は、ポリペンタブロモスチレン、ポリテトラブロモスチレン、ポリトリブロモスチレン、ポリジブロモスチレンおよびポリモノブロモスチレンである。重合度を表すn値によって、様々な式(12)で表される化合物がある。例えば、nが約200、約320、約440、もしくは約600の化合物が挙げられる。これらは商業的に容易に入手可能である。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (12) are polypentabromostyrene, polytetrabromostyrene, polytribromostyrene, polydibromostyrene, and polymonobromostyrene. There are various compounds represented by the formula (12) depending on the n value representing the degree of polymerization. For example, n is about 200, about 320, about 440, or about 600 compounds. These are readily available commercially.

式(13)で示される臭素化合物の具体例は、ポリ臭素化アセトナフチレンである。重合度を表すn値、x、y、z値によって、様々な式(13)で表される化合物がある。例えば、nが2〜5の化合物が商業的に容易に入手可能である。   A specific example of the bromine compound represented by the formula (13) is polybrominated acetonaphthylene. There are various compounds represented by the formula (13) depending on the n value, x, y, z value representing the degree of polymerization. For example, compounds having n of 2 to 5 are easily commercially available.

式(14)〜(16)は、水素原子の少なくとも一部を臭素で置換したベンゼン環を1つ有する化合物である。
式(14)で示される臭素化合物の具体例は、モノブロモフェニルマレイミド、ジブロモフェニルマレイミド、トリブロモフェニルマレイミド、テトラブロモフェニルマレイミドおよびペンタブロモフェニルマレイミドである。
Formulas (14) to (16) are compounds having one benzene ring in which at least a part of hydrogen atoms is substituted with bromine.
Specific examples of the bromine compound represented by the formula (14) are monobromophenylmaleimide, dibromophenylmaleimide, tribromophenylmaleimide, tetrabromophenylmaleimide and pentabromophenylmaleimide.

式(15)で示される臭素化合物の具体例は、モノブロモベンジルアクリレート、ジブロモベンジルアクリレート、トリブロモベンジルアクリレート、テトラブロモベンジルアクリレート、およびペンタブロモベンジルアクリレートである。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (15) are monobromobenzyl acrylate, dibromobenzyl acrylate, tribromobenzyl acrylate, tetrabromobenzyl acrylate, and pentabromobenzyl acrylate.

式(16)で示される臭素化合物の具体例は、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、テトラブロモスチレンおよびペンタブロモスチレンである。   Specific examples of the bromine compound represented by the formula (16) are monobromostyrene, dibromostyrene, tribromostyrene, tetrabromostyrene, and pentabromostyrene.

式(17)で示される臭素化合物は、イソシアヌレート構造を有し、水素原子の少なくとも一部を臭素で置換したベンゼン環を3つ有する化合物である。
式(17)で示される臭素化合物の具体例は、トリス(モノブロモベンジル)イソシアヌレート、トリス(ジブロモベンジル)イソシアヌレート、トリス(トリブロモベンジル)イソシアヌレート、トリス(テトラブロモベンジル)イソシアヌレート、トリス(ペンタブロモベンジル)イソシアヌレート、ビス(ペンタブロモベンジル)モノ(トリブロモベンジル)イソシアヌレート、モノ(モノブロモベンジル)モノ(トリブロモベンジル)モノ(ペンタブロモベンジル)イソシアヌレートなどである。
The bromine compound represented by the formula (17) is a compound having an isocyanurate structure and three benzene rings in which at least a part of hydrogen atoms are substituted with bromine.
Specific examples of the bromine compound represented by the formula (17) include tris (monobromobenzyl) isocyanurate, tris (dibromobenzyl) isocyanurate, tris (tribromobenzyl) isocyanurate, tris (tetrabromobenzyl) isocyanurate, tris. (Pentabromobenzyl) isocyanurate, bis (pentabromobenzyl) mono (tribromobenzyl) isocyanurate, mono (monobromobenzyl) mono (tribromobenzyl) mono (pentabromobenzyl) isocyanurate and the like.

次に、芳香環を有する臭素化合物の作用について説明する。
芳香環を有する臭素化合物は、電池を活性化処理するための初充電時に、負極活物質表面ならびに正極活物質表面に、芳香環と臭素原子とを含む被膜(臭素化合物の分解成分を含む被膜)を生成すると考えられる。この被膜は安定であるため、電池を充電状態で保存しても、非水電解質の分解反応が起こりにくく、ガス発生が抑制されるものと考えられる。また、この被膜は臭素を含んでいるため、難燃性の効果も有しており、過充電時や内部短絡時の電池の温度上昇を抑制することができる。
Next, the effect | action of the bromine compound which has an aromatic ring is demonstrated.
A bromine compound having an aromatic ring is a film containing an aromatic ring and a bromine atom on the surface of the negative electrode active material and the surface of the positive electrode active material at the time of initial charge for activating the battery (a film containing a bromine compound decomposition component). Is considered to generate. Since this coating is stable, it is considered that the decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte hardly occurs even when the battery is stored in a charged state, and gas generation is suppressed. Moreover, since this film contains bromine, it also has a flame retardant effect and can suppress an increase in battery temperature during overcharge or internal short circuit.

なお、芳香環を有さない臭素化合物を用いた場合には、難燃効果は得られるものの、ガス発生を抑制する効果は認められないか、芳香環を有する臭素化合物を用いる場合に比べて極めて小さくなる。すなわち、ガス発生を抑制する効果は、芳香環を有する臭素化合物を用いる場合に特有の効果である。このことは、臭素化合物の分解成分を含む被膜が、芳香環を含むことと関連していると考えられる。   When a bromine compound having no aromatic ring is used, a flame retardant effect is obtained, but the effect of suppressing gas generation is not observed, or it is extremely compared with the case of using a bromine compound having an aromatic ring. Get smaller. That is, the effect of suppressing gas generation is a characteristic effect when a bromine compound having an aromatic ring is used. This is considered to be related to the fact that the coating containing the bromine compound decomposition component contains an aromatic ring.

電池を活性化処理するための初充電時に、負極活物質表面ならびに正極活物質表面に、芳香環と臭素原子とを含む被膜(臭素化合物の分解成分を含む被膜)を生成するためには、活物質表面近傍に、芳香環を有する臭素化合物が存在する必要がある。そのためには、臭素化合物は、ある程度移動可能な状態で存在することが必要である。よって、臭素化合物は、非水電解質中に添加することが、被膜形成の観点からも、最も有効である。   In order to produce a film containing an aromatic ring and a bromine atom (a film containing a bromine compound decomposition component) on the surface of the negative electrode active material and the surface of the positive electrode active material during the initial charge for activating the battery, A bromine compound having an aromatic ring needs to be present in the vicinity of the material surface. For this purpose, the bromine compound needs to exist in a state where it can move to some extent. Therefore, it is most effective to add the bromine compound to the non-aqueous electrolyte from the viewpoint of film formation.

ポリマーのマトリックス(網目構造)に溶質を溶解させた非水溶媒を保持させたゲル電解質を用いる場合でも、臭素化合物はゲル電解質中をある程度移動することが可能であるため、十分量の臭素化合物の分解成分を含む被膜の形成が可能である。例えば、溶質を溶解させ、芳香環を有する臭素化合物を添加した非水溶媒を、ポリマーのマトリックスに保持させることにより、芳香環を有する臭素化合物を含むゲル電解質が得られる。また、ポリマーマトリックスの原料であるモノマーの溶液と、溶質を溶解させ、芳香環を有する臭素化合物を添加した非水溶媒とを混合し、その後、モノマーを重合させて、ゲル電解質を得る方法もある。   Even when a gel electrolyte in which a nonaqueous solvent in which a solute is dissolved is used in a polymer matrix (network structure) is used, the bromine compound can move to some extent in the gel electrolyte. It is possible to form a film containing a decomposition component. For example, a gel electrolyte containing a bromine compound having an aromatic ring is obtained by dissolving a solute and retaining a nonaqueous solvent to which a bromine compound having an aromatic ring is added in a polymer matrix. There is also a method of obtaining a gel electrolyte by mixing a solution of a monomer that is a raw material of a polymer matrix and a nonaqueous solvent in which a solute is dissolved and a bromine compound having an aromatic ring is added, and then the monomer is polymerized. .

臭素化合物は、臭素原子の全モル数が、非水電解質量に対して、0.003〜0.1mol/Lとなるように、非水電解質に含ませることが好ましい。非水電解質に対する臭素原子の量が0.003mol/Lより少ない場合には、高温保存時のガス発生量が多くなったり、保存後の電池の放電特性が劣化したりすることがある。一方、非水電解質に対する臭素原子の量が0.1mol/Lより多い場合には、高温保存時のガス発生量は抑制されるが、臭素化合物が非水電解質中に比較的多量に存在するため、臭素化合物が抵抗成分として作用し、急速放電特性が劣化することがある。よって、臭素原子の濃度が、非水電解質に対し、0.003〜0.1mol/Lとなるように臭素化合物を非水電解質に含ませることが好ましい。   The bromine compound is preferably included in the non-aqueous electrolyte so that the total number of moles of bromine atoms is 0.003 to 0.1 mol / L with respect to the non-aqueous electrolytic mass. If the amount of bromine atoms relative to the nonaqueous electrolyte is less than 0.003 mol / L, the amount of gas generated during high temperature storage may increase, or the discharge characteristics of the battery after storage may deteriorate. On the other hand, when the amount of bromine atoms relative to the non-aqueous electrolyte is more than 0.1 mol / L, the amount of gas generated during high-temperature storage is suppressed, but a relatively large amount of bromine compound is present in the non-aqueous electrolyte. The bromine compound acts as a resistance component, and the rapid discharge characteristics may deteriorate. Therefore, it is preferable to include the bromine compound in the nonaqueous electrolyte so that the concentration of bromine atoms is 0.003 to 0.1 mol / L with respect to the nonaqueous electrolyte.

臭素化合物は、非水電解質に溶解するものでもよく、完全に溶解せずに分散するものでもよい。臭素化合物が、非水電解質に完全に溶解せずに、分散している状態であっても、大きな抵抗成分とはならず、電池特性に特に影響はない。   The bromine compound may be dissolved in the nonaqueous electrolyte or may be dispersed without being completely dissolved. Even if the bromine compound is not completely dissolved in the non-aqueous electrolyte and is dispersed, it does not become a large resistance component and does not particularly affect the battery characteristics.

セパレータには、樹脂もしくは樹脂組成物をシート状に成形し、さらに延伸して得られる微多孔膜が好ましく用いられる。このようなセパレータの原料となる樹脂は、特に限定されないが、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミドイミド、ポリイミド等が用いられる。なかでもポリオレフィン製の微多孔膜が好ましい。   For the separator, a microporous film obtained by molding a resin or a resin composition into a sheet and further stretching is preferably used. The resin that is a raw material for such a separator is not particularly limited, and for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate (PET), polyamideimide, polyimide, and the like are used. Of these, a microporous membrane made of polyolefin is preferable.

正極活物質は、特に限定されないが、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn24、LiMnO2)、鉄酸リチウム(LiFeO2)などのリチウム含有遷移金属酸化物が好ましく用いられる。これらのリチウム含有遷移金属酸化物において、遷移金属の一部を他の遷移金属や典型金属、例えば、錫、アルミニウムなどで置換した複合酸化物も、好ましく用いられる。他に、オリビン構造を有するリチウム化合物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、ポリマー類などを正極活物質として用いることもできる。オリビン構造を有するリチウム化合物としては、鉄リン酸リチウム(LiFePO4)、マンガンリン酸リチウム(LiMnPO4)、コバルトリン酸リチウム(LiCoPO4)などが挙げられる。遷移金属酸化物としては、酸化バナジウム(V25)、二酸化マンガン(MnO2)、酸化モリブデン(MoO2)などが挙げられる。遷移金属硫化物としては、硫酸鉄(FeSO4)、硫化チタン(TiS2)、硫化モリブデン(MoS2、MoS3)、硫化鉄(FeS2)などが挙げられる。ポリマー類としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどが挙げられる。正極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The positive electrode active material is not particularly limited, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickelate (LiNiO 2), lithium manganate (LiMn 2 O 4, LiMnO 2 ), such as lithium (LiFeO 2) ferrate Lithium-containing transition metal oxides are preferably used. Among these lithium-containing transition metal oxides, composite oxides in which a part of the transition metal is replaced with another transition metal or a typical metal such as tin or aluminum is also preferably used. In addition, lithium compounds having an olivine structure, transition metal oxides, transition metal sulfides, polymers, and the like can be used as the positive electrode active material. Examples of lithium compounds having an olivine structure include lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), lithium manganese phosphate (LiMnPO 4 ), lithium cobalt phosphate (LiCoPO 4 ), and the like. Examples of the transition metal oxide include vanadium oxide (V 2 O 5 ), manganese dioxide (MnO 2 ), molybdenum oxide (MoO 2 ), and the like. Examples of transition metal sulfides include iron sulfate (FeSO 4 ), titanium sulfide (TiS 2 ), molybdenum sulfide (MoS 2 , MoS 3 ), and iron sulfide (FeS 2 ). Examples of the polymers include polyaniline, polypyrrole, polythiophene and the like. A positive electrode active material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

負極活物質は、特に限定されないが、アルカリ金属イオン(例えばリチウムイオンやナトリウムイオン)を吸蔵し、放出できる材料や、アルカリ金属イオンと合金化できる材料などが用いられる。アルカリ金属イオンを吸蔵し、放出できる材料としては、炭素材料、金属酸化物、金属間化合物などを挙げることができる。炭素材料としては、非晶質炭素、人造黒鉛、天然黒鉛などが挙げられる。金属酸化物としては、鉛(Pb)、錫(Sn)、ビスマス(Bi)、シリコン(Si)の酸化物などが挙げられる。金属間化合物としては、アルカリ金属格子間挿入型の立方晶系のAlSb、Mg2Si、NiSi2などが挙げられる。アルカリ金属イオンと合金化できる材料としては、アルミニウム(Al)、鉛(Pb)、錫(Sn)、ビスマス(Bi)、シリコン(Si)などの金属やこれらを含む合金が挙げられる。また、一般式Li3-xxN(Mは遷移金属)で表されるリチウム窒素化合物、チタンスピネル化合物(Li4TiO12)、リチウムバナジウム酸化物なども用いることができる。負極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited, and a material that can occlude and release alkali metal ions (for example, lithium ions and sodium ions), a material that can be alloyed with alkali metal ions, and the like are used. Examples of materials that can occlude and release alkali metal ions include carbon materials, metal oxides, and intermetallic compounds. Examples of the carbon material include amorphous carbon, artificial graphite, and natural graphite. Examples of the metal oxide include oxides of lead (Pb), tin (Sn), bismuth (Bi), and silicon (Si). Examples of the intermetallic compound include alkali metal interstitial insertion type cubic AlSb, Mg 2 Si, NiSi 2 and the like. Examples of materials that can be alloyed with alkali metal ions include metals such as aluminum (Al), lead (Pb), tin (Sn), bismuth (Bi), silicon (Si), and alloys containing these metals. In addition, a lithium nitrogen compound represented by the general formula Li 3-x M x N (M is a transition metal), a titanium spinel compound (Li 4 TiO 12 ), a lithium vanadium oxide, or the like can also be used. A negative electrode active material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。   EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, a following example does not limit this invention.

《実施例1〜8》
(i)正極の作製
Li2CO3、Co34およびMgCO3を、Li:Co:Mgのモル比が1:0.97:0.03になるように混合し、得られた混合物を、900℃で10時間焼成し、リチウム含有遷移金属酸化物であるLiMg0.03Co0.972-δ(0≦δ≦1)を得た。
<< Examples 1-8 >>
(I) Production of positive electrode Li 2 CO 3 , Co 3 O 4 and MgCO 3 were mixed so that the molar ratio of Li: Co: Mg was 1: 0.97: 0.03, and the resulting mixture was And calcining at 900 ° C. for 10 hours to obtain LiMg 0.03 Co 0.97 O 2− δ (0 ≦ δ ≦ 1) which is a lithium-containing transition metal oxide.

LiMg0.03Co0.972-δの粉末(正極活物質)100重量部に対し、導電剤として3重量部のアセチレンブラックと、結着剤として7重量部の「BM−400B(商品名)」(スチレン−ブタジエン共重合体を40重量%含む水性分散液、日本ゼオン(株)製)と、適量のカルボキシメチルセルロース水溶液とを混合し、正極合剤ペーストを調製した。 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent and 7 parts by weight of “BM-400B (trade name)” (100 parts by weight of LiMg 0.03 Co 0.97 O 2− δ powder (positive electrode active material)) An aqueous dispersion containing 40% by weight of a styrene-butadiene copolymer (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and an appropriate amount of an aqueous carboxymethyl cellulose solution were mixed to prepare a positive electrode mixture paste.

得られた正極合剤ペーストを、厚さ30μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗工し、乾燥し、乾燥塗膜を圧延して、厚さ0.18mmの正極を得た。正極集電体には、アルミニウム製の正極リードを溶接した。   The obtained positive electrode mixture paste was applied to both sides of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 30 μm, dried, and the dried coating film was rolled to obtain a positive electrode having a thickness of 0.18 mm. A positive electrode lead made of aluminum was welded to the positive electrode current collector.

(ii)負極の作製
人造黒鉛粉末(負極活物質)100重量部に対し、結着剤として5重量部のスチレン−ブタジエン共重合体と、適量のカルボキシメチルセルロース水溶液とを混合し、負極合剤ペーストを得た。
(Ii) Production of Negative Electrode 100 parts by weight of artificial graphite powder (negative electrode active material) is mixed with 5 parts by weight of a styrene-butadiene copolymer as a binder and an appropriate amount of an aqueous solution of carboxymethyl cellulose, and a negative electrode mixture paste. Got.

得られた負極合剤ペーストを、厚さ20μmの銅箔からなる負極集電体の両面に塗工し、乾燥し、乾燥塗膜を圧延して、厚さ0.19mmの負極を得た。負極集電体には、ニッケル製の負極リードを溶接した。   The obtained negative electrode mixture paste was applied to both sides of a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 20 μm, dried, and the dried coating film was rolled to obtain a negative electrode having a thickness of 0.19 mm. A negative electrode lead made of nickel was welded to the negative electrode current collector.

(iii)非水電解質の調製
エチレンカーボネートと、エチルメチルカーボネートと、ジエチルカーボネートとを、体積比1:2:1の割合で混合し、非水溶媒を得た。得られた非水溶媒に、溶質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.2mol/Lの濃度で溶解させ、更に、表1に示す臭素化合物(デカブロモジフェニル)を、表1記載の濃度で添加し、非水電解質を得た。
(Iii) Preparation of non-aqueous electrolyte Ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 2: 1 to obtain a non-aqueous solvent. In the obtained non-aqueous solvent, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved as a solute at a concentration of 1.2 mol / L, and the bromine compounds (decabromodiphenyl) shown in Table 1 were listed in Table 1. The nonaqueous electrolyte was obtained.

非水電解質に含まれるデカブロモジフェニルの量は、0.008〜1.572wt%の範囲で変化させた。すなわち、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度を、0.001〜0.2mol/Lの範囲で変化させた。   The amount of decabromodiphenyl contained in the nonaqueous electrolyte was changed in the range of 0.008 to 1.572 wt%. That is, the concentration of bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte was changed in the range of 0.001 to 0.2 mol / L.

(iv)電池の組立
図1に示すような、直径18mm、高さ65mm、公称電圧3.6V、公称容量2400mAhの円筒形リチウムイオン二次電池を作製した。
まず、正極2と負極3とを、ポリエチレン製微多孔膜(厚み25μm)からなるセパレータ1を介して捲回し、柱状の電極群を構成した。電極群は、短絡を防止するための上部絶縁リング8および下部絶縁リング6を配した状態で、負極端子を兼ねる電池缶(外装体)7の内空間に収容した。電極群と電池缶7との間には、セパレータ1を介装させた。なお、正極リード4の端部は、正極端子を兼ねる電池蓋10の裏面に溶接し、負極リード5の端部は、電池缶7の内底面に溶接した。次に、電池缶の内部に非水電解質を注液し、電極群に非水電解液を含浸させた。電池缶7の開口は、電池蓋10で塞いだ。電池缶7の開口端部は、絶縁パッキング9を介して電池蓋10の周縁にかしめつけた。
(Iv) Battery assembly As shown in FIG. 1, a cylindrical lithium ion secondary battery having a diameter of 18 mm, a height of 65 mm, a nominal voltage of 3.6 V, and a nominal capacity of 2400 mAh was produced.
First, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 were wound through a separator 1 made of a polyethylene microporous film (thickness 25 μm) to form a columnar electrode group. The electrode group was accommodated in the inner space of a battery can (exterior body) 7 also serving as a negative electrode terminal in a state where an upper insulating ring 8 and a lower insulating ring 6 for preventing a short circuit were arranged. A separator 1 was interposed between the electrode group and the battery can 7. Note that the end of the positive electrode lead 4 was welded to the back surface of the battery lid 10 also serving as the positive electrode terminal, and the end of the negative electrode lead 5 was welded to the inner bottom surface of the battery can 7. Next, a non-aqueous electrolyte was injected into the battery can, and the electrode group was impregnated with the non-aqueous electrolyte. The opening of the battery can 7 was closed with the battery lid 10. The opening end of the battery can 7 was caulked to the periphery of the battery lid 10 via the insulating packing 9.

(v)電池の活性化
組み立てた電池は、環境温度25℃で、下記条件の充電と放電を交互に3回繰り返した。
定電流充電:電流480mA(0.2C相当)、充電終止電圧4.1V
定電流放電:電流480mA(0.2C相当)、放電終止電圧3.0V
次に、上記条件で4回目の充電を行い、その後、充電状態の電池を、60℃で、2日間放置し、電池を仕上げた。
(V) Activation of Battery The assembled battery was repeatedly charged and discharged under the following conditions three times alternately at an environmental temperature of 25 ° C.
Constant current charging: Current 480 mA (equivalent to 0.2 C), end-of-charge voltage 4.1 V
Constant current discharge: Current 480 mA (equivalent to 0.2 C), discharge end voltage 3.0 V
Next, a fourth charge was performed under the above conditions, and then the charged battery was left at 60 ° C. for 2 days to finish the battery.

《比較例1》
非水電解質にデカブロモジフェニルを添加しなかったこと以外、実施例1と同様にして、電池を作製した。
<< Comparative Example 1 >>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that decabromodiphenyl was not added to the nonaqueous electrolyte.

《比較例2》
LiMg0.03Co0.972-δの粉末(正極活物質)100重量部に対し、導電剤として3重量部のアセチレンブラックと、結着剤として7重量部の「BM−400B(商品名)」(スチレン−ブタジエン共重合体を40重量%含む水性分散液、日本ゼオン(株)製)と、適量のカルボキシメチルセルロース水溶液と、デカブロモジフェニルとを混合し、正極合剤ペーストを調製した。
<< Comparative Example 2 >>
3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent and 7 parts by weight of “BM-400B (trade name)” (100 parts by weight of LiMg 0.03 Co 0.97 O 2− δ powder (positive electrode active material)) An aqueous dispersion containing 40% by weight of a styrene-butadiene copolymer (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), an appropriate amount of carboxymethylcellulose aqueous solution, and decabromodiphenyl were mixed to prepare a positive electrode mixture paste.

得られたデカブロモジフェニルを含む正極合剤ペーストを用い、非水電解質にデカブロモジフェニルを添加しなかったこと以外、実施例1と同様にして、電池を作製した。   A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the obtained positive electrode mixture paste containing decabromodiphenyl was used and no decabromodiphenyl was added to the nonaqueous electrolyte.

なお、正極合剤に含まれるデカブロモジフェニルの含有量(正極活物質と、導電剤と、結着剤と、CMCと、デカブロモジフェニルとの合計に占めるデカブロモジフェニルの含有量)は、0.15wt%とした。   The content of decabromodiphenyl contained in the positive electrode mixture (the content of decabromodiphenyl in the total of the positive electrode active material, the conductive agent, the binder, the CMC, and decabromodiphenyl) was 0. .15 wt%.

《比較例3》
人造黒鉛粉末(負極活物質)100重量部に対し、結着剤として5重量部のスチレン−ブタジエン共重合体と、適量のカルボキシメチルセルロース水溶液と、デカブロモジフェニルとを混合し、負極合剤ペーストを得た。
<< Comparative Example 3 >>
To 100 parts by weight of artificial graphite powder (negative electrode active material), 5 parts by weight of a styrene-butadiene copolymer, an appropriate amount of carboxymethylcellulose aqueous solution, and decabromodiphenyl are mixed as a binder, and a negative electrode mixture paste is prepared. Obtained.

得られたデカブロモジフェニルを含む負極合剤ペーストを用い、非水電解質にデカブロモジフェニルを添加しなかったこと以外、実施例1と同様にして、電池を作製した。   A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the obtained negative electrode mixture paste containing decabromodiphenyl was used and no decabromodiphenyl was added to the nonaqueous electrolyte.

なお、負極合剤に含まれるデカブロモジフェニルの含有量(負極活物質と、結着剤と、CMCと、デカブロモジフェニルとの合計に占めるデカブロモジフェニルの含有量)は、0.15wt%とした。   The content of decabromodiphenyl contained in the negative electrode mixture (the content of decabromodiphenyl in the total of the negative electrode active material, the binder, CMC, and decabromodiphenyl) was 0.15 wt%. did.

《比較例4》
非水電解質にデカブロモジフェニルを添加せず、臭素化合物としてヘキサブロモベンゼンを添加したこと以外、実施例1と同様にして、電池を作製した。
非水電解質に含まれるヘキサブロモベンゼンの含有量は2wt%とした。すなわち、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度は、0.26mol/Lとした。
<< Comparative Example 4 >>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that decabromodiphenyl was not added to the nonaqueous electrolyte, and hexabromobenzene was added as a bromine compound.
The content of hexabromobenzene contained in the nonaqueous electrolyte was 2 wt%. That is, the concentration of bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte was 0.26 mol / L.

《比較例5》
非水電解質にデカブロモジフェニルを添加せず、臭素化合物としてヘキサブロモシクロドデカンを添加したこと以外、実施例1と同様にして、電池を作製した。
非水電解質に含まれるヘキサブロモシクロドデカンの含有量は2wt%とした。すなわち、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度は、0.22mol/Lとした。
<< Comparative Example 5 >>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that decabromodiphenyl was not added to the nonaqueous electrolyte, and hexabromocyclododecane was added as a bromine compound.
The content of hexabromocyclododecane contained in the nonaqueous electrolyte was 2 wt%. That is, the concentration of bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte was 0.22 mol / L.

Figure 2006054167
Figure 2006054167

[評価]
初期放電容量を確認した後、実施例1〜8および比較例1〜5の電池を、それぞれ10セルずつ用い、初期放電容量を求めた。高率放電試験および高温充電保存試験を行った。高率放電試験は、高温充電保存試験を行う前の全ての電池について行った。高温保存後の10セルの内、5セルは保存後のガス発生量の測定に用いた。残りの5セルは、保存前後の回復率を求めるための放電容量の測定に用いた。更に、電池の安全性を確認するために、各電池をそれぞれ10セルずつ用い、過充電試験とサイクル試験を行った。表に示した値は、すべて10セルまたは5セルの平均値である。
[Evaluation]
After confirming the initial discharge capacity, the batteries of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were each used for 10 cells to determine the initial discharge capacity. A high rate discharge test and a high temperature charge storage test were conducted. The high rate discharge test was conducted on all the batteries before the high temperature charge storage test. Of the 10 cells after high temperature storage, 5 cells were used for measurement of the amount of gas generated after storage. The remaining 5 cells were used for the measurement of discharge capacity for obtaining the recovery rate before and after storage. Furthermore, in order to confirm the safety of the battery, 10 cells were used for each battery, and an overcharge test and a cycle test were performed. All the values shown in the table are average values of 10 cells or 5 cells.

(初期放電容量)
試験を行う前に、各電池の放電容量を測定した。
まず、活性化の際に充電した電池を、環境温度25℃で、定電流1200mA(0.5C相当)で、放電終止電圧2.5Vに到達するまで放電した。
次に、環境温度25℃で、下記条件の充放電を3サイクル繰り返し、3サイクル目の放電容量を測定し、10セルの平均値を求めた。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
(Initial discharge capacity)
Prior to testing, the discharge capacity of each battery was measured.
First, the battery charged at the time of activation was discharged at an environmental temperature of 25 ° C. at a constant current of 1200 mA (corresponding to 0.5 C) until a final discharge voltage of 2.5 V was reached.
Next, charging and discharging under the following conditions were repeated for 3 cycles at an environmental temperature of 25 ° C., the discharge capacity at the third cycle was measured, and the average value of 10 cells was obtained.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V

(高率放電試験(高率放電特性(2C/0.5C)))
初期放電容量を確認した電池について、環境温度25℃で、下記条件の充放電を行い、2C放電容量を求めた。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流4800mA(2C相当)、放電終止電圧2.5V
(High rate discharge test (High rate discharge characteristics (2C / 0.5C)))
The battery whose initial discharge capacity was confirmed was charged and discharged under the following conditions at an environmental temperature of 25 ° C. to obtain a 2C discharge capacity.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: voltage 4.2V, charge period 2.5 hours Constant current discharge: current 4800mA (equivalent to 2C), discharge end voltage 2.5V

その後、更に、環境温度25℃で、下記条件の充放電を行い、0.5C放電容量を求めた。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
2C放電容量の0.5C放電容量に対する割合を百分率で算出し、高率放電特性(2C/0.5C)とした。
Thereafter, the battery was further charged and discharged under the following conditions at an environmental temperature of 25 ° C. to obtain a 0.5 C discharge capacity.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V
The ratio of 2C discharge capacity to 0.5C discharge capacity was calculated as a percentage to obtain high rate discharge characteristics (2C / 0.5C).

(高温充電保存試験)
(i)保存前後回復率
高率放電試験後の電池を、環境温度25℃で、下記条件で充電した。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.25V
定電圧充電:電圧4.25V、充電期間2.5時間
その後、充電状態の電池を、環境温度60℃で20日間保存した。
保存後の電池を、環境温度25℃で、下記条件で放電した。
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
(High temperature charge storage test)
(I) Recovery rate before and after storage The battery after the high rate discharge test was charged under the following conditions at an environmental temperature of 25 ° C.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.25 V
Constant voltage charging: Voltage 4.25 V, charging period 2.5 hours Thereafter, the charged battery was stored at an environmental temperature of 60 ° C. for 20 days.
The battery after storage was discharged at an environmental temperature of 25 ° C. under the following conditions.
Constant current discharge: current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V

次に、環境温度25℃で、下記条件の充放電を3サイクル繰り返し、3サイクル目の放電容量を保存後放電容量として測定した。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
保存後放電容量の初期放電容量に対する割合を百分率で算出し、回復率とした。
Next, charging and discharging under the following conditions were repeated for 3 cycles at an environmental temperature of 25 ° C., and the discharge capacity at the third cycle was measured as the discharge capacity after storage.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V
The ratio of the discharge capacity after storage to the initial discharge capacity was calculated as a percentage and used as the recovery rate.

(ii)保存後ガス量
テフロン(登録商標)製の袋の中に、保存後の電池と押しピンを入れ、袋内に既知量のアルゴンガスを充満させ、袋を密閉した。袋の中で、押しピンを用いて、電池の封口板に穴を開け、電池内部のガスを袋の中に採取した。採取したガス量を、ガスクロマトグラフィにより求めた。
(Ii) Gas amount after storage A battery and a push pin after storage were placed in a Teflon (registered trademark) bag, and the bag was filled with a known amount of argon gas, and the bag was sealed. Inside the bag, a push pin was used to make a hole in the battery sealing plate, and the gas inside the battery was collected in the bag. The amount of gas collected was determined by gas chromatography.

(過充電試験)
初期放電容量を確認した電池を、環境温度25℃で、下記条件で充電した。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
次に、充電状態の電池を、環境温度25℃で、更に1C相当の電流2400mAで、連続充電し、電池温度が120℃を超えるかどうかを観測した。120℃を超えた電池数をカウントした。
(Overcharge test)
The battery whose initial discharge capacity was confirmed was charged at the environmental temperature of 25 ° C. under the following conditions.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charging: voltage of 4.2 V, charging period of 2.5 hours Next, whether the battery temperature exceeds 120 ° C. by continuously charging the charged battery at an environmental temperature of 25 ° C. and a current of 2400 mA equivalent to 1C. I observed how. The number of batteries exceeding 120 ° C. was counted.

(サイクル試験)
初期放電容量を確認した電池に対し、環境温度25℃で、下記条件の充放電を3サイクル繰り返し、3サイクル目の放電容量を測定した。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
その後、環境温度25℃で、下記条件の充放電を496サイクル繰り返した。
定電流充電:電流2400mA(1C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流2400mA(1C相当)、放電終止電圧2.5V
(Cycle test)
The battery whose initial discharge capacity was confirmed was charged and discharged under the following conditions for three cycles at an environmental temperature of 25 ° C., and the discharge capacity at the third cycle was measured.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V
Thereafter, charging and discharging under the following conditions were repeated 496 cycles at an environmental temperature of 25 ° C.
Constant current charging: current 2400 mA (equivalent to 1 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 2400mA (equivalent to 1C), discharge end voltage 2.5V

次に、500サイクル目の充放電を下記条件で行った。
定電流充電:電流1680mA(0.7C相当)、充電終止電圧4.2V
定電圧充電:電圧4.2V、充電期間2.5時間
定電流放電:電流1200mA(0.5C相当)、放電終止電圧2.5V
500サイクル目の放電容量の、3サイクル目の放電容量に対する割合を百分率で求め、容量維持率とした。
Next, charge / discharge at the 500th cycle was performed under the following conditions.
Constant current charging: Current 1680 mA (equivalent to 0.7 C), end-of-charge voltage 4.2 V
Constant voltage charge: Voltage 4.2V, Charging period 2.5 hours Constant current discharge: Current 1200mA (equivalent to 0.5C), discharge end voltage 2.5V
The ratio of the discharge capacity at the 500th cycle to the discharge capacity at the 3rd cycle was obtained as a percentage, and was defined as the capacity maintenance rate.

高率放電試験、高温充電保存試験、過充電試験、およびサイクル試験の結果を表2に示す。   Table 2 shows the results of the high rate discharge test, the high temperature charge storage test, the overcharge test, and the cycle test.

Figure 2006054167
Figure 2006054167

表2が示すように、実施例1〜8の電池は、比較例1〜5の電池に比べ、保存後のガス発生量が少なかった。実施例1〜8の電池の中でも、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度が0.003mol/L以上の場合に、特にガス発生量が減少する傾向が観察された。また、保存前後の回復率は、臭素化合物の量を増加させるとともに向上する傾向にあったが、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度が0.01mol/L以上になると、回復率が低下する傾向が見られた。よって、ガス発生量と回復率とのバランスの視点から、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度は0.003〜0.1mol/Lが好ましく、更に好ましくは0.003〜0.05mol/Lであることがわかる。   As Table 2 shows, the batteries of Examples 1 to 8 had less gas generation after storage than the batteries of Comparative Examples 1 to 5. Among the batteries of Examples 1 to 8, it was observed that the gas generation amount tended to decrease particularly when the concentration of bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte was 0.003 mol / L or more. Further, the recovery rate before and after storage tended to improve as the amount of bromine compound was increased, but the recovery rate decreased when the concentration of bromine atoms contained in the non-aqueous electrolyte was 0.01 mol / L or more. There was a trend. Therefore, from the viewpoint of the balance between the gas generation amount and the recovery rate, the concentration of bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte is preferably 0.003 to 0.1 mol / L, more preferably 0.003 to 0.05 mol / L. It can be seen that it is.

過充電試験においては、比較例1では3/10セルの温度が120℃を超えているのに対し、実施例1〜8では、いずれの電池も120℃に達しなかった。このことから、非水電解質に臭素化合物を含ませることで、電池の安全性が高められることがわかった。   In the overcharge test, in Comparative Example 1, the temperature of the 3/10 cell exceeded 120 ° C, whereas in Examples 1 to 8, none of the batteries reached 120 ° C. From this, it was found that the safety of the battery can be improved by including a bromine compound in the nonaqueous electrolyte.

実施例1〜8の電池は、高率放電特性も良好であり、500サイクル後の容量維持率も良好であった。これは、正極および負極上に生成する臭素化合物の分解生成物を含む被膜の効果であると考えられる。   The batteries of Examples 1 to 8 also had good high rate discharge characteristics and good capacity retention after 500 cycles. This is considered to be the effect of the coating film containing the decomposition product of the bromine compound formed on the positive electrode and the negative electrode.

デカブロモジフェニルを正極または負極中に混合した比較例2、3の場合、比較例1に比べれば、安全性は向上したが、ガス発生を抑制する効果はほとんど認められなかった。また、高率放電特性および500サイクル後の容量維持率は、比較例1より低くなった。比較例2、3のように、電極中に、芳香環を有する臭素化合物を混合すると、安全性の向上効果は認められるものの、高率放電特性やサイクル特性に悪影響を及ぼすと考えられる。これは、電極中に芳香環を有する臭素化合物のような絶縁物が残存するためと推察される。   In Comparative Examples 2 and 3 in which decabromodiphenyl was mixed in the positive electrode or the negative electrode, safety was improved as compared with Comparative Example 1, but almost no effect of suppressing gas generation was observed. Further, the high rate discharge characteristics and the capacity retention after 500 cycles were lower than those of Comparative Example 1. When a bromine compound having an aromatic ring is mixed in the electrode as in Comparative Examples 2 and 3, it is considered that the safety improvement effect is recognized, but the high rate discharge characteristics and cycle characteristics are adversely affected. This is presumably because an insulator such as a bromine compound having an aromatic ring remains in the electrode.

比較例4で用いたヘキサブロモベンゼンと、比較例5で用いたヘキサブロモシクロドデカンは、比較的低分子であり、常温下では液体で存在する。よって、非水電解質にも混合し易いという特徴がある。しかし、比較例4、5では、安全性と高率放電特性は良好であるが、保存後のガス発生を抑制する効果が得られず、保存後の容量回復率も低かった。これは、正極および負極上に生成する被膜が不均一であるためと考えられる。比較例4のヘキサブロモベンゼンは、比較的低分子であるため、分解しても良好な被膜が生成されないと考えられ、比較例5のヘキサブロモシクロドデカンは、芳香環を有さないため、ガス発生を抑制する効果が発現しないと考えられる。   The hexabromobenzene used in Comparative Example 4 and the hexabromocyclododecane used in Comparative Example 5 are relatively low-molecular molecules and exist as liquids at room temperature. Therefore, there is a feature that it can be easily mixed with a non-aqueous electrolyte. However, in Comparative Examples 4 and 5, safety and high rate discharge characteristics were good, but the effect of suppressing gas generation after storage was not obtained, and the capacity recovery rate after storage was also low. This is presumably because the film formed on the positive electrode and the negative electrode is non-uniform. Since the hexabromobenzene of Comparative Example 4 has a relatively low molecular weight, it is considered that a good film is not generated even when decomposed. Since the hexabromocyclododecane of Comparative Example 5 does not have an aromatic ring, It is considered that the effect of suppressing the occurrence does not appear.

《実施例9〜132》
表3A〜Fに示す臭素化合物を、非水電解質に含まれる臭素原子の濃度が表3A〜F記載の濃度となるように、非水電解質に添加したこと以外、実施例1と同様の方法で、実施例9〜132の電池を作製し、上記と同様の評価を行った。
<< Examples 9 to 132 >>
The bromine compounds shown in Tables 3A to F were prepared in the same manner as in Example 1 except that the bromine compounds contained in the nonaqueous electrolyte were added to the nonaqueous electrolyte so that the bromine atoms contained in the nonaqueous electrolyte had the concentrations shown in Tables 3A to F. The batteries of Examples 9 to 132 were produced and evaluated in the same manner as described above.

以下、表3A〜Fに示す臭素化合物の一部について情報を捕捉する。
〈1〉実施例24〜26(表3A)で用いたテトラブロモビスフェノールA−カーボネートオリゴマーは、式(8)で示される臭素化合物であり、X51〜X56はすべて水素原子であり、n=5である。
〈2〉実施例27〜29(表3A)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=1である。
Hereinafter, information is captured for some of the bromine compounds shown in Tables 3A-F.
<1> The tetrabromobisphenol A-carbonate oligomer used in Examples 24-26 (Table 3A) is a bromine compound represented by the formula (8), X 51 to X 56 are all hydrogen atoms, and n = 5.
<2> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin used in Examples 27 to 29 (Table 3A) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms. n = 1.

〈3〉実施例30〜32(表3B)で用いたポリジブロモフェニレンオキサイドは、式(10)で表される臭素化合物であり、X61〜X65はすべて臭素原子であり、n=20である。
〈4〉実施例33〜35(表3B)で用いたポリ(ペンタブロモベンジル)アクリレートは、式(11)で表される臭素化合物であり、X66〜X70はすべて臭素原子であり、n=140である。
<3> The polydibromophenylene oxide used in Examples 30 to 32 (Table 3B) is a bromine compound represented by the formula (10), X 61 to X 65 are all bromine atoms, and n = 20 is there.
<4> The poly (pentabromobenzyl) acrylate used in Examples 33 to 35 (Table 3B) is a bromine compound represented by the formula (11), X 66 to X 70 are all bromine atoms, n = 140.

〈5〉実施例36〜38(表3B)で用いた臭素化ポリスチレンは、式(12)で表される臭素化合物であり、X71〜X75はすべて臭素原子であり、n=440である。
〈6〉実施例39〜41(表3B)で用いたポリ臭素化アセトナフチレンは、式(13)で表される臭素化合物であり、x+y+z=6であり、n=2である。
<5> The brominated polystyrene used in Examples 36 to 38 (Table 3B) is a bromine compound represented by the formula (12), X 71 to X 75 are all bromine atoms, and n = 440. .
<6> The polybrominated acetonaphthylene used in Examples 39 to 41 (Table 3B) is a bromine compound represented by the formula (13), x + y + z = 6, and n = 2.

〈7〉実施例92(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−カーボネートオリゴマー1は、式(8)で示される臭素化合物であり、X51〜X56はすべて臭素原子であり、n=5である。
〈8〉実施例93(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−カーボネートオリゴマー2は、式(8)で示される臭素化合物であり、X51〜X56はすべて水素原子であり、n=2である。
<7> The tetrabromobisphenol A-carbonate oligomer 1 used in Example 92 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (8), and X 51 to X 56 are all bromine atoms, and n = 5 It is.
<8> The tetrabromobisphenol A-carbonate oligomer 2 used in Example 93 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (8), X 51 to X 56 are all hydrogen atoms, and n = 2 It is.

〈9〉実施例94(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−カーボネートオリゴマー3は、式(8)で示される臭素化合物であり、X51〜X56はすべて水素原子であり、n=7である。
〈10〉実施例95(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−カーボネートオリゴマー4は、式(8)で示される臭素化合物であり、X51〜X56はすべて水素原子であり、n=10である。
<9> The tetrabromobisphenol A-carbonate oligomer 3 used in Example 94 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (8), X 51 to X 56 are all hydrogen atoms, and n = 7 It is.
<10> The tetrabromobisphenol A-carbonate oligomer 4 used in Example 95 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (8), X 51 to X 56 are all hydrogen atoms, and n = 10 It is.

〈11〉実施例96(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂1は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=2である。
〈12〉実施例97(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂2は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=5である。
<11> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 1 used in Example 96 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms, and n = 2.
<12> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 2 used in Example 97 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms, and n = 5.

〈13〉実施例98(表3D)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂3は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=65である。
〈14〉実施例99(表3E)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂4は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=80である。
<13> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 3 used in Example 98 (Table 3D) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms, and n = 65.
<14> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 4 used in Example 99 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms, and n = 80.

〈15〉実施例100(表3E)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂5は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて臭素原子であり、n=100である。
〈16〉実施例101(表3E)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂6は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて水素原子であり、n=1である。
<15> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 5 used in Example 100 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all bromine atoms, and n = 100.
<16> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 6 used in Example 101 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all hydrogen atoms, and n = 1.

〈17〉実施例102(表3E)で用いたテトラブロモビスフェノールA−ベースエポキシ樹脂7は、式(9)で表される臭素化合物であり、X57〜X60はすべて水素原子であり、n=5である。
〈18〉実施例103(表3E)で用いたポリジブロモフェニレンオキサイド1は、式(10)で表される臭素化合物であり、X61〜X65はすべて臭素原子であり、n=10である。
<17> The tetrabromobisphenol A-based epoxy resin 7 used in Example 102 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (9), and X 57 to X 60 are all hydrogen atoms, and n = 5.
<18> The polydibromophenylene oxide 1 used in Example 103 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (10), and X 61 to X 65 are all bromine atoms and n = 10. .

〈19〉実施例104(表3E)で用いたポリジブロモフェニレンオキサイド2は、式(10)で表される臭素化合物であり、X61〜X65はすべて臭素原子であり、n=30である。
〈20〉実施例105(表3E)で用いたポリジブロモフェニレンオキサイド3は、式(10)で表される臭素化合物であり、X61〜X65はすべて水素原子であり、n=10である。
<19> The polydibromophenylene oxide 2 used in Example 104 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (10), and X 61 to X 65 are all bromine atoms, and n = 30. .
<20> The polydibromophenylene oxide 3 used in Example 105 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (10), and X 61 to X 65 are all hydrogen atoms and n = 10. .

〈21〉実施例106(表3E)で用いたポリジブロモフェニレンオキサイド4は、式(10)で表される臭素化合物であり、X61〜X65はすべて水素原子であり、n=20である。
〈22〉実施例107(表3E)で用いたポリ(ペンタブロモベンジル)アクリレート1は、式(11)で表される臭素化合物であり、X66〜X70はすべて臭素原子であり、n=100である。
<21> The polydibromophenylene oxide 4 used in Example 106 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (10), and X 61 to X 65 are all hydrogen atoms and n = 20. .
<22> The poly (pentabromobenzyl) acrylate 1 used in Example 107 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (11), X 66 to X 70 are all bromine atoms, and n = 100.

〈23〉実施例108(表3E)で用いたポリ(ペンタブロモベンジル)アクリレート2は、式(11)で表される臭素化合物であり、X66〜X70はすべて臭素原子であり、n=200である。
〈24〉実施例109(表3E)で用いたポリ(ペンタブロモベンジル)アクリレート3は、式(11)で表される臭素化合物であり、X66〜X70はすべて臭素原子であり、n=140である。
<23> The poly (pentabromobenzyl) acrylate 2 used in Example 108 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (11), and X 66 to X 70 are all bromine atoms, and n = 200.
<24> The poly (pentabromobenzyl) acrylate 3 used in Example 109 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (11), X 66 to X 70 are all bromine atoms, and n = 140.

〈25〉実施例110(表3E)で用いたポリ(2,4,6−トリブロモベンジル)アクリレートは、式(11)で表される臭素化合物であり、X66、X68、X70は臭素原子であり、X67、X69は水素原子であり、n=100である。
〈26〉実施例111(表3E)で用いたポリ(3,5−ジブロモベンジル)アクリレートは、式(11)で表される臭素化合物であり、X67、X69は臭素原子であり、X66、X68、X70は水素原子であり、n=100である。
<25> The poly (2,4,6-tribromobenzyl) acrylate used in Example 110 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (11), and X 66 , X 68 and X 70 are A bromine atom, X 67 and X 69 are hydrogen atoms, and n = 100.
<26> The poly (3,5-dibromobenzyl) acrylate used in Example 111 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (11), X 67 and X 69 are bromine atoms, 66 , X 68 and X 70 are hydrogen atoms, and n = 100.

〈27〉実施例112(表3E)で用いたポリペンタブロモスチレン1は、式(12)で表される臭素化合物であり、n=200である。
〈28〉実施例113(表3E)で用いたポリペンタブロモスチレン2は、式(12)で表される臭素化合物であり、n=600である。
<27> Polypentabromostyrene 1 used in Example 112 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (12), and n = 200.
<28> Polypentabromostyrene 2 used in Example 113 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (12), and n = 600.

〈29〉実施例114(表3E)で用いたポリ(2,4,6−トリブロモ)スチレンは、式(12)で表される臭素化合物であり、n=200である。
〈30〉実施例115(表3E)で用いたポリ(3,5−ジブロモ)スチレンは、式(12)で表される臭素化合物であり、n=200である。
<29> The poly (2,4,6-tribromo) styrene used in Example 114 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (12), and n = 200.
<30> The poly (3,5-dibromo) styrene used in Example 115 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (12), and n = 200.

〈31〉実施例116(表3E)で用いたポリ臭素化アセトナフチレン1は、式(13)で表される臭素化合物であり、x+y+z=6であり、n=3である。
〈32〉実施例117(表3E)で用いたポリ臭素化アセトナフチレン2は、式(13)で表される臭素化合物であり、x+y+z=6であり、n=5である。
<31> The polybrominated acetonaphthylene 1 used in Example 116 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (13), x + y + z = 6, and n = 3.
<32> The polybrominated acetonaphthylene 2 used in Example 117 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (13), x + y + z = 6, and n = 5.

〈33〉実施例118(表3E)で用いたポリ臭素化アセトナフチレン3は、式(13)で表される臭素化合物であり、x+y+z=4であり、n=2である。
〈34〉実施例119(表3E)で用いたポリ臭素化アセトナフチレン4は、式(13)で表される臭素化合物であり、x+y+z=2であり、n=2である。
<33> The polybrominated acetonaphthylene 3 used in Example 118 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (13), x + y + z = 4, and n = 2.
<34> The polybrominated acetonaphthylene 4 used in Example 119 (Table 3E) is a bromine compound represented by the formula (13), x + y + z = 2, and n = 2.

高率放電特性、初期放電容量、保存前後回復率および保存後ガス量の結果を表4A〜Fに示す。   Tables 4A to 4F show the results of high rate discharge characteristics, initial discharge capacity, recovery rate before and after storage, and gas amount after storage.

Figure 2006054167
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表4A〜Fが示すように、実施例9〜132の電池は、臭素化合物を含まない比較例1の電池に比べ、保存後のガス発生量が少なくなった。また、実施例のいずれにおいても、保存後の放電容量および回復率も良好であった。また、実施例1〜8の場合と同様に、いずれの電池も、安全性が良好で、高率放電特性およびサイクル特性が良好であった。   As Tables 4A to F show, the batteries of Examples 9 to 132 had less gas generation after storage than the battery of Comparative Example 1 that did not contain a bromine compound. In all of the Examples, the discharge capacity and the recovery rate after storage were also good. In addition, as in Examples 1 to 8, all the batteries had good safety, and high rate discharge characteristics and cycle characteristics were good.

なお、上記実施例では、一部の臭素化合物について説明したが、式(1)〜(17)で表されるいずれの臭素化合物を用いても、同様の効果が得られる。
また、上記実施例では、リチウムイオン二次電池について説明したが、その他の非水電解質二次電池、例えばゲル電解質を用いたポリマー二次電池、マグネシウム二次電池、アルミニウム二次電池、ナトリウム二次電池などにおいても、同様の効果が得ることができる。
In addition, although the said Example demonstrated some bromine compounds, even if it uses any bromine compound represented by Formula (1)-(17), the same effect is acquired.
In the above-described embodiments, the lithium ion secondary battery has been described. However, other non-aqueous electrolyte secondary batteries, for example, polymer secondary batteries using a gel electrolyte, magnesium secondary batteries, aluminum secondary batteries, sodium secondary batteries. Similar effects can be obtained in batteries and the like.

また、上記実施例では、正極と、負極とを、セパレータを介して捲回した電極群を含む電池について説明したが、電池の電極群の形態はこれに限定されない。セパレータを介して、正極と、負極とがスタック状に重ねられた電極群を含む電池でも、同様の効果を得ることができる。   Moreover, although the said Example demonstrated the battery containing the electrode group which wound the positive electrode and the negative electrode through the separator, the form of the electrode group of a battery is not limited to this. A similar effect can be obtained even in a battery including an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are stacked in a stack via a separator.

また、非水電解質二次電池の形状は、上記のような円筒型に限定されない。電池缶を外装体に用いた角型やコイン型の電池、アルミニウムラミネートフィルムを外装体に用いたシート型の電池などにおいても、同様の効果を得ることができる。   Further, the shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery is not limited to the cylindrical shape as described above. The same effect can be obtained in a rectangular or coin-type battery using a battery can as an exterior body, a sheet-type battery using an aluminum laminate film as an exterior body, or the like.

以上のように、本発明によれば、電池の昇温が抑制され、充電状態の電池を高温保存した場合には、ガス発生を抑制することができる。また、保存後の電池特性も良好であり、サイクル特性も良好である。よって、本発明によれば、安全性に優れた、高信頼性の非水電解質二次電池を提供することができる。本発明の非水電解質二次電池は、ノートパソコン、携帯電話、デジタルスチルカメラなどの電子機器の駆動電源として有用である。   As described above, according to the present invention, the temperature rise of the battery is suppressed, and when the charged battery is stored at a high temperature, gas generation can be suppressed. Further, the battery characteristics after storage are also good, and the cycle characteristics are also good. Therefore, according to the present invention, a highly reliable non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety can be provided. The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is useful as a drive power source for electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and digital still cameras.

本発明に係る円筒形リチウムイオン二次電池の一例の部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of an example of the cylindrical lithium ion secondary battery which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 セパレータ
2 正極
3 負極
4 正極リード
5 負極リード
6 下部絶縁リング
7 電池缶
8 上部絶縁リング
9 絶縁パッキング
10 電池蓋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separator 2 Positive electrode 3 Negative electrode 4 Positive electrode lead 5 Negative electrode lead 6 Lower insulating ring 7 Battery can 8 Upper insulating ring 9 Insulating packing 10 Battery lid

Claims (2)

電極群、非水電解質および前記電極群と前記非水電解質とを収容する外装体を有し、
前記電極群が、正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを有し、
前記非水電解質が、芳香環を有する臭素化合物を含み、
前記臭素化合物が、式(1):
Figure 2006054167
(式中、X1〜X10は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(2):
Figure 2006054167
(式中、X11〜X20は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(3):
Figure 2006054167
(式中、X21〜X30は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜4である。)、式(4):
Figure 2006054167
(式中、X31〜X34は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。)、式(5):
Figure 2006054167
(式中、X35〜X38は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素原子を含むとともに、水素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)、式(6)
Figure 2006054167
(式中、X39〜X46は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、0〜4である。)、式(7)
Figure 2006054167
(式中、X47〜X50は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。R3およびR4は、それぞれ独立に、炭素原子および水素原子を含むとともに、臭素原子および酸素原子よりなる群から選択される少なくとも1種を含む基であり、炭素原子の数は1〜6である。)、式(8):
Figure 2006054167
(式中、X51〜X56は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、2〜10である。)、式(9):
Figure 2006054167
(式中、X57〜X60は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、1〜100である。)、式(10):
Figure 2006054167
(式中、X61〜X65は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、10〜30である。)、式(11):
Figure 2006054167
(式中、X66〜X70は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、100〜200である。)、式(12):
Figure 2006054167
(式中、X71〜X75は、それぞれ独立に、臭素原子または水素原子であり、少なくとも1つは臭素原子である。nは、200〜600である。)、式(13):
Figure 2006054167
(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzの合計は1〜6である。nは、1〜5である。)、式(14):
Figure 2006054167
(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)、式(15):
Figure 2006054167
(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)、式(16):
Figure 2006054167
(式中、xは、芳香環に結合した臭素原子の数を表し、xは、1〜5である。)および式(17):
Figure 2006054167
(式中、x、yおよびzは、それぞれ芳香環に結合した臭素原子の数を表し、x、yおよびzは、それぞれ1〜5である。)のいずれかで表される、非水電解質二次電池。
An electrode group, a non-aqueous electrolyte, and an exterior body that houses the electrode group and the non-aqueous electrolyte;
The electrode group has a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode,
The non-aqueous electrolyte contains a bromine compound having an aromatic ring,
The bromine compound is represented by the formula (1):
Figure 2006054167
(Wherein, X 1 to X 10 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (2):
Figure 2006054167
(Wherein, X 11 to X 20 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (3):
Figure 2006054167
(In the formula, X 21 to X 30 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 1 to 4), Formula (4):
Figure 2006054167
(Wherein X 31 to X 34 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom), formula (5):
Figure 2006054167
(Wherein X 35 to X 38 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 1 and R 2 each independently contains a carbon atom, A group containing at least one selected from the group consisting of an atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.), Formula (6)
Figure 2006054167
(In the formula, X 39 to X 46 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 0 to 4), Formula (7)
Figure 2006054167
(In the formula, X 47 to X 50 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. R 3 and R 4 each independently include a carbon atom and a hydrogen atom. And a group containing at least one selected from the group consisting of a bromine atom and an oxygen atom, and the number of carbon atoms is 1 to 6.), Formula (8):
Figure 2006054167
(Wherein, X 51 to X 56 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 2 to 10), Formula (9):
Figure 2006054167
(Wherein, X 57 to X 60 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 1 to 100), formula (10):
Figure 2006054167
(Wherein, X 61 to X 65 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is a bromine atom. N is 10 to 30), Formula (11):
Figure 2006054167
(Wherein, X 66 to X 70 are each independently a bromine atom or a hydrogen atom, and at least one is a bromine atom. N is 100 to 200), Formula (12):
Figure 2006054167
(. Wherein, X 71 to X 75 each independently represents a bromine atom or a hydrogen atom, at least one is bromine atom .n is 200-600), formula (13):
Figure 2006054167
(Wherein, x, y and z represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, respectively, and the sum of x, y and z is 1 to 6. n is 1 to 5), (14):
Figure 2006054167
(Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring and x is 1 to 5), formula (15):
Figure 2006054167
(Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x is 1 to 5), formula (16):
Figure 2006054167
(Wherein x represents the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, x is 1 to 5) and formula (17):
Figure 2006054167
(Wherein, x, y and z each represent the number of bromine atoms bonded to the aromatic ring, and x, y and z are each 1 to 5) Secondary battery.
前記臭素化合物が有する臭素原子の量が、前記非水電解質量に対して、0.003〜0.1mol/Lである、請求項1記載の非水電解質二次電池。
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein an amount of bromine atoms of the bromine compound is 0.003 to 0.1 mol / L with respect to the nonaqueous electrolytic mass.
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