JP2008016422A - Electrolyte and battery using the same, electrolyte for square battery, and square battery using the same - Google Patents

Electrolyte and battery using the same, electrolyte for square battery, and square battery using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2008016422A
JP2008016422A JP2006213665A JP2006213665A JP2008016422A JP 2008016422 A JP2008016422 A JP 2008016422A JP 2006213665 A JP2006213665 A JP 2006213665A JP 2006213665 A JP2006213665 A JP 2006213665A JP 2008016422 A JP2008016422 A JP 2008016422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
solvent
electrolyte
carbonate
difluoro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006213665A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008016422A5 (en
JP5211446B2 (en
Inventor
Masayuki Ihara
将之 井原
Hiroyuki Yamaguchi
裕之 山口
Tadahiko Kubota
忠彦 窪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2006213665A priority Critical patent/JP5211446B2/en
Publication of JP2008016422A publication Critical patent/JP2008016422A/en
Publication of JP2008016422A5 publication Critical patent/JP2008016422A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5211446B2 publication Critical patent/JP5211446B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte capable of obtaining superior cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics, and to provide a battery that uses the same. <P>SOLUTION: The secondary battery that uses the electrolyte has a wound electrode body 20, in which a belt-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are laminated and wound around via a separator 23 in a battery can 11 of hollow cylindrical shape. An electrolytic solution, containing a solvent and an electrolytic salt, is impregnated in this separator 23. As the solvent, the solvent which includes a first solvent made of at least one kind selected out of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, a second solvent made of at least one kind selected from among diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl-methyl carbonate, and 4, 5-difluoro-1,3-dioxolane-2-on is used. The volume of the first solvent is 5 vol% or larger and 40 vol% or smaller with respect to the solvent as a whole, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-on is 0.05 vol% or larger and 20 vol% or smaller with respect to the whole solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、電解質およびこれを用いた電池、角型電池用電解質およびこれを用いた角型電池に関し、さらに詳しくは、非水溶媒と、電解質塩とを備える非水電解質およびこれを用いた非水電解質電池、並びに角型電池用非水電解質およびこれを用いた角型非水電解質電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte, a battery using the same, a prismatic battery electrolyte, and a prismatic battery using the electrolyte, and more specifically, a nonaqueous electrolyte including a nonaqueous solvent and an electrolyte salt, and a non-aqueous electrolyte using the nonaqueous electrolyte. The present invention relates to a water electrolyte battery, a nonaqueous electrolyte for a prismatic battery, and a prismatic nonaqueous electrolyte battery using the same.

近年、カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ)、携帯電話機器あるいはラップトップコンピュータに代表される携帯用電子機器が広く普及し、それらの小型化、軽量化および長時間連続駆動が強く求められている。それに伴い、電源として、電池、特に二次電池のエネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池あるいはリチウム金属二次電池は、従来の非水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため期待されている。   In recent years, portable electronic devices typified by a camera-integrated VTR (video tape recorder), mobile phone device, or laptop computer have become widespread, and their miniaturization, weight reduction, and long-term continuous driving are strongly demanded. . Accordingly, research and development for improving the energy density of a battery, particularly a secondary battery, as a power source has been actively promoted. Among these, lithium ion secondary batteries or lithium metal secondary batteries are expected because a large energy density can be obtained as compared with lead batteries and nickel cadmium batteries, which are conventional nonaqueous electrolyte secondary batteries.

このようなリチウムイオン二次電池あるいはリチウム金属二次電池では、負極が充電状態において強還元剤となるので、電解液が負極において分解しやすく、それにより放電容量が低下してしまう。そこで、従来より、サイクル特性などの電池特性を向上するために、電解液の組成について種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含む電解液を用いることが提案されている。   In such a lithium ion secondary battery or a lithium metal secondary battery, since the negative electrode becomes a strong reducing agent in a charged state, the electrolytic solution is easily decomposed in the negative electrode, thereby reducing the discharge capacity. Therefore, various studies have been made on the composition of the electrolytic solution in order to improve battery characteristics such as cycle characteristics. For example, Patent Document 1 proposes using an electrolytic solution containing 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one.

特開2006−134834号公報JP 2006-134834 A

しかしながら、携帯電子機器の利用が多くなるにしたがい、最近では、使用時などに低温状況下に置かれることが多くなり、それによる電池特性の低下が問題となってきた。よって、サイクル特性のみならず、低温での特性も向上させることができる電解質の開発が望まれていた。   However, as the use of portable electronic devices increases, recently, they are often placed under low temperature conditions during use and the like, and deterioration of battery characteristics due to this has become a problem. Therefore, it has been desired to develop an electrolyte that can improve not only cycle characteristics but also characteristics at low temperatures.

また、特許文献1に記載の電解液は、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含有するものであるため、粘度が高くなると同時にリチウム塩が解離し難く、低温での特性が低下する問題があった。   In addition, since the electrolytic solution described in Patent Document 1 contains 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, the viscosity becomes high and the lithium salt is difficult to dissociate, and the characteristics at low temperature are high. There was a problem of lowering.

さらに、角型形状を有する電池では、電解液の分解反応などにより発生する気体によって、電池膨れが生じる問題があった。   Further, the battery having a square shape has a problem that the battery swells due to a gas generated by a decomposition reaction of the electrolytic solution.

したがって、この発明の目的は、優れたサイクル特性および低温放電特性を得ることができる電解質およびこれを用いた電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrolyte capable of obtaining excellent cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics, and a battery using the electrolyte.

また、この発明の他の目的としては、高温保存時の電池膨れを抑制できる角型電池用電解質およびこれを用いた角型電池を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a prismatic battery electrolyte capable of suppressing battery swelling during high-temperature storage and a prismatic battery using the same.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、
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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下であること
を特徴とする電解質である。
In order to solve the above-described problem, the first invention
A first solvent comprising at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone;
A second solvent comprising at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the entire solvent,
The volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is an electrolyte characterized by being 0.05 volume% or more and 20 volume% or less.

第2の発明は、
エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下であること
を特徴とする角型電池用電解質である。
The second invention is
A first solvent comprising ethylene carbonate;
A second solvent comprising at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the entire solvent,
The volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 10% by volume or less.

第3の発明は、
正極および負極と、電解質と、を備えた電池であって、
電解質は、
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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下であること
を特徴とする電池である。
The third invention is
A battery comprising a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte,
The electrolyte
A first solvent comprising at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone;
A second solvent comprising at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the entire solvent,
The battery is characterized in that the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 20% by volume or less.

第4の発明は、
正極および負極と、電解質と、を備え、
電解質は、
エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下であること
を特徴とする角型電池である。
The fourth invention is:
A positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte;
The electrolyte
A first solvent comprising ethylene carbonate;
A second solvent comprising at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the entire solvent,
The volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 10% by volume or less.

第1の発明では、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下となるようにしたので、粘度を低減でき、常温においても分解反応などを抑制できる。   In the first invention, a first solvent comprising at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, and diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. A second solvent composed of at least one selected from the above, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, and the volume of the first solvent relative to the whole solvent is: Viscosity is reduced because the volume of 5,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05 vol% or more and 20 vol% or less. The decomposition reaction can be suppressed even at room temperature.

第2の発明では、エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下となるようにしたので、角型電池に用いた場合において、保存時の膨れを抑制できる。   In the second invention, a first solvent composed of ethylene carbonate, a second solvent composed of at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2- The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is Since it is made 0.05 volume% or more and 10 volume% or less, when it uses for a square battery, the swelling at the time of a preservation | save can be suppressed.

第3の発明では、電解質として、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下となるようにしたものを用いるので、常温においても分解反応などを抑制でき、優れたサイクル特性および低温放電特性を得ることができる。   In the third invention, as an electrolyte, a first solvent consisting of at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl A second solvent composed of at least one selected from methyl carbonate and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, and the first solvent The volume is 5 volume% or more and 40 volume% or less, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05 volume% or more and 20 volume% or less. Since it is used, a decomposition reaction or the like can be suppressed even at room temperature, and excellent cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics can be obtained.

第4の発明では、電解質として、エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下となるようにしたものを用いるので、角型電池において保存時の膨れを抑制できる。   In the fourth invention, as the electrolyte, a first solvent made of ethylene carbonate, a second solvent made of at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolane are used. And the volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the entire solvent, and the amount of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Since the volume used is 0.05 volume% or more and 10 volume% or less, it is possible to suppress swelling during storage in a rectangular battery.

この発明によれば、優れたサイクル特性および低温放電特性を得ることができる。また、角型電池において、保存時の膨れを抑制できる。   According to the present invention, excellent cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained. Moreover, in a square battery, swelling during storage can be suppressed.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。この発明の一実施形態による電解質は、例えば溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含むいわゆる液状の電解液を含む。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The electrolyte according to one embodiment of the present invention includes a so-called liquid electrolytic solution including, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

溶媒は、例えば有機溶媒などの非水溶媒が好ましく、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちの少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含むものである。第1の溶媒の体積は、溶媒全体に対して5体積%以上40体積%以下である。4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、溶媒全体に対して、0.05体積%以上20体積%以下である。この溶媒を電池に用いることで、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得ることができる。また、より優れた特性を得ることができる点から、第1の溶媒の体積は、溶媒全体に対して、5体積%以上30体積%以下がより好ましく、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、溶媒全体に対して、0.05体積%以上15体積%以下がより好ましい。これらの組成により、常温においても分解反応などをより抑制でき、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得ることができるからである。   The solvent is preferably a non-aqueous solvent such as an organic solvent, for example, a first solvent comprising at least one of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, diethyl carbonate, dimethyl carbonate And a second solvent comprising at least one of ethyl methyl carbonate and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one. The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the whole solvent. The volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 20% by volume or less with respect to the whole solvent. By using this solvent in a battery, excellent room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained. In addition, the volume of the first solvent is more preferably 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the whole solvent from the viewpoint that more excellent characteristics can be obtained, and 4,5-difluoro-1,3- The volume of dioxolan-2-one is more preferably 0.05% by volume or more and 15% by volume or less with respect to the whole solvent. This is because, with these compositions, decomposition reactions and the like can be further suppressed even at room temperature, and more excellent cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics can be obtained.

また、角型電池用の溶媒としては、第1の溶媒としてエチレンカーボネートと、第2の溶媒としてジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、を含むものを用いることが好ましい。エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒の体積は、溶媒全体に対して、5体積%以上30体積%以下である。4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下である。このような溶媒を含む電解質は、高温環境下であっても化学安定性を向上でき、この溶媒を含む電解質を角型電池に用いた場合には、特に高温で保存した際に問題となる電池の膨れを抑制できる。また、角型電池用の溶媒としては、第1の溶媒として、エチレンカーボネートに加えて、さらにプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。より優れた電池膨れの抑制効果を得ることができるからである。   As a solvent for the prismatic battery, ethylene carbonate as the first solvent, at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate as the second solvent, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolane It is preferable to use those containing 2-one. The volume of the 1st solvent which consists of ethylene carbonate is 5 volume% or more and 30 volume% or less with respect to the whole solvent. The volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 10% by volume or less. The electrolyte containing such a solvent can improve the chemical stability even in a high temperature environment. When the electrolyte containing this solvent is used for a prismatic battery, it is a battery that becomes a problem particularly when stored at a high temperature. Can suppress blistering. In addition to ethylene carbonate, the solvent for the prismatic battery may further contain at least one of propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, in addition to ethylene carbonate. . This is because a more excellent battery swelling suppression effect can be obtained.

さらに、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとしては、より優れた低温放電特性を得られる点から、シス体よりもトランス体が好ましい。さらに、角型電池に用いる場合には、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンのトランス体を用いることにより、より優れた電池膨れの抑制効果を得ることができるので好ましい。   Furthermore, as 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, a trans isomer is preferable to a cis isomer from the viewpoint of obtaining superior low-temperature discharge characteristics. Furthermore, in the case of using for a rectangular battery, it is preferable to use a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one because a more excellent battery swelling suppression effect can be obtained.

さらに、第2の溶媒の体積は、溶媒全体に対して、40体積%〜94.95体積%が好ましい。さらに、第1の溶媒および4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン以外に他の溶媒種をさらに含む場合には、第2の溶媒の体積は、溶媒全体に対して、50体積%〜90体積%が好ましい。これらの範囲とすることで、より良好な電池特性を得ることができるからである。   Furthermore, the volume of the second solvent is preferably 40% by volume to 94.95% by volume with respect to the whole solvent. Further, when the solvent further contains other solvent species in addition to the first solvent and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, the volume of the second solvent is 50 Volume% to 90 volume% is preferred. It is because better battery characteristics can be obtained by setting it as these ranges.

さらに、この電解質を電池に用いる場合には、負極が構成元素としてケイ素(Si)を含む材料またはリチウム金属を有するようにするのが好ましい。特に常温サイクル特性をより向上できるからである。また、角型用電解質を角型電池に用いる場合には、負極が構成元素としてケイ素(Si)および(Sn)のうちの少なくとも1種を含む材料を有するようにするのがよりその効果を発揮できる点で好ましい。   Furthermore, when this electrolyte is used for a battery, the negative electrode preferably has a material containing silicon (Si) as a constituent element or lithium metal. This is because the room temperature cycle characteristics can be further improved. Further, when the prismatic electrolyte is used for a prismatic battery, it is more effective that the negative electrode has a material containing at least one of silicon (Si) and (Sn) as a constituent element. It is preferable in that it can be performed.

さらに、溶媒としては、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)などの不飽和結合を有する環状炭酸エステルをさらに含むものであることが好ましい。電解液の化学安定性を向上でき、より優れたサイクル特性を得ることができるからである。さらに、不飽和結合を有する環状炭酸エステルの含有量は、0.01重量%以上5重量%以下が好ましい。特に優れたサイクル特性を得ることができるからである。   Furthermore, as a solvent, it is preferable that the cyclic carbonate which has unsaturated bonds, such as vinylene carbonate (VC) and vinyl ethylene carbonate (VEC), is further included. This is because the chemical stability of the electrolytic solution can be improved, and more excellent cycle characteristics can be obtained. Furthermore, the content of the cyclic carbonate having an unsaturated bond is preferably 0.01% by weight or more and 5% by weight or less. This is because particularly excellent cycle characteristics can be obtained.

さらに、溶媒としては、酸無水物をさらに含むものであることが好ましい。より優れたサイクル特性を得ることができるからである。酸無水物としては、例えば、無水コハク酸、無水グルタン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。さらに、酸無水物の添加量としては、0.5重量%〜3重量%が好ましい。特に優れたサイクル特性を得ることができるからである。角型電池の溶媒として用いた場合には、酸無水物をさらに含むことで、高温保存時の電池膨れをより抑制できるので好ましい。   Furthermore, it is preferable that the solvent further contains an acid anhydride. This is because more excellent cycle characteristics can be obtained. Examples of the acid anhydride include succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride and the like. Furthermore, the addition amount of the acid anhydride is preferably 0.5% by weight to 3% by weight. This is because particularly excellent cycle characteristics can be obtained. When used as a solvent for a prismatic battery, it is preferable to further include an acid anhydride because the battery bulge during high-temperature storage can be further suppressed.

さらに、角型電池用の溶媒としては、例えばプロパンスルトン、プロペンスルトン、ジビニルスルホンなどのスルホン構造を有する化合物を含有することが好ましい。さらに、スルホン構造を有する化合物の含有量は、0.01重量%〜5重量%の範囲内であることが好ましい。高温保存時の電池膨れをより抑制できるからである。   Further, the solvent for the prismatic battery preferably contains a compound having a sulfone structure such as propane sultone, propene sultone, divinyl sulfone, and the like. Furthermore, the content of the compound having a sulfone structure is preferably in the range of 0.01% by weight to 5% by weight. This is because battery swelling during high-temperature storage can be further suppressed.

[電解質塩]
電解質塩としては、化1で表された軽金属塩を含むことが好ましい。この化1で表された軽金属塩は、負極22の表面に安定な被膜を形成し、溶媒の分解反応を抑制することができるからである。化1で表された軽金属塩は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。
[Electrolyte salt]
The electrolyte salt preferably includes a light metal salt represented by Chemical Formula 1. This is because the light metal salt represented by Chemical Formula 1 can form a stable film on the surface of the negative electrode 22 and suppress the decomposition reaction of the solvent. The light metal salt represented by Chemical Formula 1 may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2008016422
(式中、R11は化2、化3または化4に示した基を表し、R12はハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表し、X11およびX12は酸素(O)または硫黄(S)をそれぞれ表し、M11は遷移金属元素または短周期型周期表における3B族元素、4B族元素あるいは5B族元素を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、aは1〜4の整数であり、bは0〜8の整数であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
Figure 2008016422
(Wherein R11 represents the group shown in Chemical Formula 2, Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4, R12 represents a halogen group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group, and X11 and X12 represent oxygen ( O) or sulfur (S), respectively, M11 represents a transition metal element or a group 3B element, 4B element or 5B element in the short periodic table, and M21 represents a group 1A element or 2A in the short periodic table Represents a group element or aluminum (Al), a is an integer of 1 to 4, b is an integer of 0 to 8, and c, d, e, and f are each an integer of 1 to 3.)

Figure 2008016422
(式中、R21は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)
Figure 2008016422
(In the formula, R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group.)

Figure 2008016422
(式中、R23、R24は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)
Figure 2008016422
(Wherein R23 and R24 represent an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group.)

Figure 2008016422
Figure 2008016422

また、化1で表された軽金属塩としては、化5で表された化合物が好ましい。   As the light metal salt represented by Chemical Formula 1, the compound represented by Chemical Formula 5 is preferable.

Figure 2008016422
(式中、R11は化6、化7または化8に示した基を表し、R13はハロゲンを表し、M12はリン(P)またはホウ素(B)を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、a1は1〜4の整数であり、b1は0、2または4であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
Figure 2008016422
(In the formula, R11 represents the group shown in Chemical Formula 6, Chemical Formula 7, or Chemical Formula 8, R13 represents halogen, M12 represents phosphorus (P) or boron (B), and M21 represents 1A in the short periodic table. Represents a group element or a group 2A element or aluminum (Al), a1 is an integer of 1 to 4, b1 is 0, 2 or 4, and c, d, e and f are each an integer of 1 to 3. .)

Figure 2008016422
(式中、R21は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)
Figure 2008016422
(In the formula, R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group.)

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
(式中、R22は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)
Figure 2008016422
(Wherein R22 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group.)

化1で表された軽金属塩として、より具体的には、化9で表されたジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム、化10で表されたジフルオロビス[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、化11で表されたジフルオロ[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化12で表されたビス[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化13で表されたテトラフルオロ[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、および化14で表されたビス[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウムが挙げられる。   More specifically, as the light metal salt represented by Chemical Formula 1, more specifically, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate represented by Chemical Formula 9, difluorobis [oxolato-O, O ′ represented by Chemical Formula 10 ] Lithium phosphate, difluoro [3,3,3-trifluoro-2-oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O '] lithium borate represented by formula 11 Bis [3,3,3-trifluoro-2-oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O ′] lithium borate represented, tetrafluoro [oxolato- O, O ′] lithium phosphate and bis [oxolato-O, O ′] lithium borate represented by the formula 14 can be mentioned.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

さらに、電解質塩としては、上述した軽金属塩に加えて、他の軽金属塩のいずれか1種または2種以上を混合して用いることが好ましい。保存特性などの電池特性を向上させることができると共に、内部抵抗を低減させることができるからである。   Furthermore, as the electrolyte salt, in addition to the above-described light metal salt, any one or more of other light metal salts are preferably mixed and used. This is because battery characteristics such as storage characteristics can be improved and internal resistance can be reduced.

他の軽金属塩としては、例えば、LiB(C654、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、LiBr、LiPF6、LiBF4、LiB(OCOCF34、LiB(OCOC254、LiClO4、LiAsF6や、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22あるいはLiN(C49SO2)(CF3SO2)などの化15に示したリチウム塩、またはLiC(CF3SO23などの化16で表されるリチウム塩を挙げることができる。 Examples of other light metal salts include LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, LiBr, LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (OCOCF 3 ) 4. , LiB (OCOC 2 F 5 ) 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 or LiN (C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 )) or a lithium salt represented by Chemical Formula 16 such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 .

また、他の軽金属塩としては、例えば化17で表されたリチウム塩を挙げることができ、化17で表されたリチウム塩としては、例えば、化18で表された1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミドリチウム、化19で表された1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウム、化20で表された1,3−パーフルオロブタンジスルホニルイミドリチウム、化21で表された1,4−パーフルオロブタンジスルホニルイミドリチウムがより好ましく挙げられる。さらに化22で表されたパーフルオロへプタン二酸イミドリチウムのようなリチウム塩が挙げられる。   Other light metal salts include, for example, a lithium salt represented by Chemical Formula 17, and examples of the lithium salt represented by Chemical Formula 17 include 1,2-perfluoroethane represented by Chemical Formula 18 Disulfonylimide lithium, 1,3-perfluoropropane disulfonylimide lithium represented by Chemical Formula 19, 1,3-perfluorobutane disulfonylimide lithium represented by Chemical Formula 20, 1,4 represented by Chemical Formula 21 -More preferred is perfluorobutanedisulfonylimide lithium. Furthermore, lithium salts such as perfluoroheptanedioic acid lithium represented by Chemical Formula 22 can be mentioned.

Figure 2008016422
(式中、mおよびnは1以上の整数である。)
Figure 2008016422
(In the formula, m and n are integers of 1 or more.)

Figure 2008016422
(式中、p、qおよびrは1以上の整数である。)
Figure 2008016422
(In the formula, p, q and r are integers of 1 or more.)

Figure 2008016422
(式中、Rは炭素数2〜4の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキレン基を表す。)
Figure 2008016422
(In the formula, R represents a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.)

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

Figure 2008016422
Figure 2008016422

中でも、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、化15で表されたリチウム塩、化16で表されたリチウム塩、化17で表されたリチウム塩からなる群のうちの少なくとも1種を含むようにすれば、より高い効果を得ることができると共に、高い導電率を得ることができるので好ましく、LiPF6と、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、化15で表されたリチウム塩、化16で表されたリチウム塩および化17で表されたリチウム塩よりなる群のうちの少なくとも1種とを混合して用いるようにすれば、さらに好ましい。 Among them, at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , lithium salt represented by Chemical formula 15, lithium salt represented by Chemical formula 16 and lithium salt represented by Chemical formula 17 If included, a higher effect can be obtained and a high conductivity can be obtained, which is preferable. LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , a lithium salt represented by Chemical formula 15 It is more preferable to use a mixture of at least one selected from the group consisting of the lithium salt represented by Formula 16 and the lithium salt represented by Formula 17.

さらに、電解質塩としては、負極においてガス発生をより抑制でき、常温サイクル特性を低下させることなく、より優れた低温放電特性を得られる点からは、LiBF4を含むことが特に好ましい。 Furthermore, as the electrolyte salt, it is particularly preferable to include LiBF 4 from the viewpoint that gas generation can be further suppressed in the negative electrode, and that excellent low-temperature discharge characteristics can be obtained without deteriorating the normal temperature cycle characteristics.

また、角型電池に用いる場合には、電解質塩としては、高温保存時の電池膨れをより抑制できるので、LiBF4を含むことがより好ましい。さらに、角型電池に用いる場合には、電解質塩としてLiBF4を含み、さらに、例えばプロペンスルトン(PRS)などのスルホン構造を有する化合物を含むことが特に好ましい。高温保存時の電池膨れを著しく抑制できるからである。 In addition, when used in a prismatic battery, the electrolyte salt more preferably contains LiBF 4 because it can further suppress battery swelling during high-temperature storage. Further, when used in a prismatic battery, it is particularly preferable that LiBF 4 is included as an electrolyte salt, and further, for example, a compound having a sulfone structure such as propene sultone (PRS) is included. This is because battery swelling during high temperature storage can be significantly suppressed.

電解質塩の含有量(濃度)は、溶媒に対して、0.3mol/kg以上3.0mol/kg以下の範囲内であることが好ましい。この範囲外ではイオン伝導度の極端な低下により十分な電池特性が得られなくなるおそれがあるからである。そのうち、化1に示した軽金属塩の含有量は、溶媒に対して0.01mol/kg以上2.0mol/kg以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内においてより高い効果を得ることができるからである。   The content (concentration) of the electrolyte salt is preferably in the range of 0.3 mol / kg or more and 3.0 mol / kg or less with respect to the solvent. Outside this range, there is a risk that sufficient battery characteristics may not be obtained due to an extreme decrease in ionic conductivity. Among them, the content of the light metal salt shown in Chemical Formula 1 is preferably in the range of 0.01 mol / kg to 2.0 mol / kg with respect to the solvent. This is because a higher effect can be obtained within this range.

なお、電解質は、高分子化合物に電解液を保持させたゲル状の電解質を用いてもよい。ゲル状の電解質は、イオン伝導度が室温で1mS/cm以上であるものであればよく、組成および高分子化合物の構造に特に限定はない。電解液(すなわち液状の溶媒および電解質塩)については上述のとおりである。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とポリヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンあるいはポリカーボネートが挙げられる。特に、電気化学的安定性の点からは、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドの構造を持つ高分子化合物を用いることが望ましい。電解液に対する高分子化合物の添加量は、両者の相溶性によっても異なるが、通常、電解液の5質量%以上50質量%未満に相当する高分子化合物を添加することが好ましい。   Note that the electrolyte may be a gel electrolyte in which an electrolytic solution is held in a polymer compound. The gel electrolyte is not particularly limited as long as the ion conductivity is 1 mS / cm or more at room temperature, and the composition and the structure of the polymer compound are not particularly limited. The electrolyte solution (that is, liquid solvent and electrolyte salt) is as described above. Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF), a copolymer of polyvinylidene fluoride (PVdF) and polyhexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, and polypropylene oxide. , Polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, from the viewpoint of electrochemical stability, it is desirable to use a polymer compound having a structure of polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyhexafluoropropylene or polyethylene oxide. The amount of the polymer compound added to the electrolytic solution varies depending on the compatibility between the two, but it is usually preferable to add a polymer compound corresponding to 5% by mass or more and less than 50% by mass of the electrolytic solution.

また、電解質塩の含有量は、電解液の場合と同様である。但し、ここで溶媒というのは、液状の溶媒のみを意味するのではなく、電解質塩を解離させることができ、イオン伝導性を有するものを広く含む概念である。よって、高分子化合物にイオン伝導性を有するものを用いる場合には、その高分子化合物も溶媒に含まれる。   The content of the electrolyte salt is the same as that in the case of the electrolytic solution. However, the term “solvent” here means not only a liquid solvent but also a concept that can dissociate the electrolyte salt and has a wide range of ionic conductivity. Therefore, when using what has ion conductivity for a high molecular compound, the high molecular compound is also contained in a solvent.

上述したような電解質を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。以下にこの発明の一実施形態による電解質を用いた電池の第1の例について説明する。   Using the electrolyte as described above, for example, secondary batteries such as lithium batteries of various shapes and sizes can be manufactured. A first example of a battery using an electrolyte according to an embodiment of the present invention will be described below.

(電池の第1の例)
図1は、この発明の一実施形態による電解質を用いた二次電池の第1の例の断面構造を示す。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して積層し巻回された巻回電極体20を有している。
(First example of battery)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a first example of a secondary battery using an electrolyte according to an embodiment of the present invention. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and is a wound electrode in which a strip-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are laminated and wound inside a substantially hollow cylindrical battery can 11 via a separator 23. It has a body 20.

電池缶11は、例えばニッケル(Ni)めっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12、13がそれぞれ配置されている。   The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed.

電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。   The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16, and the disk plate 15A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut off.

熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20の中心には、例えば、センターピン24が挿入されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケル(Ni)などよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   For example, a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20. A positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図2は、図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aと、正極集電体21Aの両面に設けられた正極活物質層21Bとを有している。なお、正極活物質層21Bが片面のみに存在する領域を有するようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含んで構成されている。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 includes, for example, a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces, and a positive electrode active material layer 21B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode active material layer 21B may have a region that exists only on one side. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode active material layer 21B includes, for example, a positive electrode material that can occlude and release lithium (Li) as an electrode reactant as a positive electrode active material.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、層状岩塩構造を有するコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、あるいはこれらを含む固溶体(Li(NixCoyMnz)O2)(x、yおよびzの値は0<x<1、0<y<1、0<z<1、x+y+z=1である。)、あるいはマンガンスピネル構造を有するLiMn24などのリチウム複合酸化物、またはリン酸鉄リチウム(LiFePO4)などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。 Lithium as the positive electrode material capable of a (Li) of absorbing and releasing, for example, a solid solution (Li (Ni x Co y Mn z) O 2 containing lithium cobaltate, lithium nickelate, or those having a layered rock salt structure (The values of x, y and z are 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, x + y + z = 1), or a lithium composite such as LiMn 2 O 4 having a manganese spinel structure An oxide or a phosphate compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) is preferable. This is because a high energy density can be obtained.

また、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄、二硫化チタンあるいは硫化モリブデンなどの二硫化物、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。正極材料は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) include oxides such as titanium oxide, vanadium oxide and manganese dioxide, and disulfides such as iron disulfide, titanium disulfide and molybdenum sulfide. And conductive polymers such as polyaniline and polythiophene. As the positive electrode material, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

正極活物質層21Bは、また、例えば導電剤を含んでおり、必要に応じてさらに結着剤を含んでいてもよい。導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックあるいはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられ、そのうちの1種または2種以上が混合して用いられる。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料あるいは導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。   The positive electrode active material layer 21B also includes, for example, a conductive agent, and may further include a binder as necessary. Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon black, and ketjen black, and one or more of them are used in combination. In addition to the carbon material, a metal material or a conductive polymer material may be used as long as it is a conductive material.

結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムあるいはエチレンプロピレンジエンゴムなどの合成ゴム、またはポリフッ化ビニリデン(PVdF)などの高分子材料が挙げられ、そのうちの1種または2種以上が混合して用いられる。例えば、図1に示したように正極21および負極22が巻回されている場合には、結着剤として柔軟性に富むスチレンブタジエン系ゴムあるいはフッ素系ゴムなどを用いることが好ましい。   Examples of the binder include synthetic rubbers such as styrene butadiene rubber, fluorine rubber or ethylene propylene diene rubber, or polymer materials such as polyvinylidene fluoride (PVdF), and one or more of them are used. Are used as a mixture. For example, when the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound as shown in FIG. 1, it is preferable to use a styrene butadiene rubber or a fluorine rubber having high flexibility as the binder.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aと、負極集電体22Aの両面に設けられた負極活物質層22Bとを有している。なお、負極活物質層22Bが片面のみ存在する領域を有するようにしてもよい。   The negative electrode 22 includes, for example, a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces and a negative electrode active material layer 22B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 22A. The negative electrode active material layer 22B may have a region where only one side exists.

負極集電体22Aは、例えば、良好な電気化学的安定性、電気伝導性および機械的強度を有する銅箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。特に、銅箔は高い電気伝導性を有するので最も好ましい。   The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil having good electrochemical stability, electrical conductivity, and mechanical strength. In particular, copper foil is most preferable because it has high electrical conductivity.

また、負極集電体22Aは、リチウム(Li)と金属間化合物を形成しない金属元素の少なくとも1種を含む金属材料により構成されていることが好ましい場合もある。リチウム(Li)と金属間化合物を形成すると、充放電に伴い膨張および収縮し、構造破壊が起こって、集電性が低下する他、負極活物質層22Bを支える能力が小さくなり負極活物質層22Bが負極集電体22Aから脱落する場合があるからである。なお、本明細書において金属材料には、金属元素の単体だけでなく、2種以上の金属元素あるいは1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とからなる合金も含める。リチウム(Li)と金属間化合物を形成しない金属元素としては、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、鉄あるいはクロム(Cr)が挙げられる。   Further, the negative electrode current collector 22A may be preferably made of a metal material containing at least one metal element that does not form an intermetallic compound with lithium (Li). When an intermetallic compound is formed with lithium (Li), it expands and contracts with charge and discharge, structural breakdown occurs, current collection performance decreases, and the ability to support the negative electrode active material layer 22B decreases, and the negative electrode active material layer This is because 22B may fall off from the negative electrode current collector 22A. Note that in this specification, the metal material includes not only a single metal element but also an alloy composed of two or more metal elements or one or more metal elements and one or more metalloid elements. Examples of the metal element that does not form an intermetallic compound with lithium (Li) include copper (Cu), nickel (Ni), titanium (Ti), iron, and chromium (Cr).

負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んで構成されており、必要に応じて、例えば正極活物質層21Bと同様の結着剤を含んでいてもよい。   The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li) as a negative electrode active material. The binder similar to the positive electrode active material layer 21B may be included.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料、金属酸化物あるいは高分子化合物などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、易黒鉛化炭素、(002)面の面間隔が0.37nm以上の難黒鉛化炭素、あるいは(002)面の面間隔が0.340nm以下の黒鉛が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などがある。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子化合物を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウムあるいは酸化モリブデンなどが挙げられ、高分子化合物としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) include a carbon material, a metal oxide, and a polymer compound. Examples of the carbon material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon having a (002) plane spacing of 0.37 nm or more, and graphite having a (002) plane spacing of 0.340 nm or less. More specifically, there are pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers or activated carbon. Among these, coke includes pitch coke, needle coke, and petroleum coke. Organic polymer compound fired bodies are carbonized by firing polymer compounds such as phenol resin and furan resin at an appropriate temperature. What you did. In addition, examples of the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide, and examples of the polymer compound include polyacetylene and polypyrrole.

また、負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質として、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な金属元素の単体、合金および化合物と、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な半金属元素の単体、合金および化合物とからなる群のうちの少なくとも1種の負極材料を含んでいてよい。これにより、高いエネルギー密度を得ることができるようになる。さらに、この負極材料を、上述した炭素材料と共に用いるようにしてもよい。炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、例えば上述した負極材料と共に用いるようにすればようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができ、更に導電剤としても機能するので好ましい。なお、本明細書において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とからなるものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   Further, the negative electrode active material layer 22B, for example, as a negative electrode active material, a simple substance, an alloy, and a compound of a metal element capable of inserting and extracting lithium (Li) as an electrode reactant, and lithium (Li) are occluded. And at least one negative electrode material selected from the group consisting of simple substances, alloys and compounds of metalloid elements that can be released. Thereby, a high energy density can be obtained. Furthermore, you may make it use this negative electrode material with the carbon material mentioned above. The carbon material has very little change in the crystal structure that occurs during charging and discharging. For example, if used together with the negative electrode material described above, a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. This is preferable because it can function as a conductive agent. Note that in this specification, alloys include those composed of one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. Some of the structures include a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them.

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   As the metal element or metalloid element constituting this negative electrode material, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), Tin (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or Platinum (Pt) is mentioned. These may be crystalline or amorphous.

また、これらの金属元素あるいは半金属元素の合金または化合物としては、例えば、化学式MasMbtLiu、あるいは化学式MapMcqMdrで表されるものが挙げられる。これらの化学式において、Maはリチウム(Li)と合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mbはリチウム(Li)およびMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mcは非金属元素の少なくとも1種を表し、MdはMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、p、qおよびrの値はそれぞれs>0、t≧0、u≧0、p>0、q>0、r≧0である。 As the alloy or compound of these metal element or a metalloid element, for example, those represented by the chemical formula Ma s Mb t Li u or a chemical formula Ma p Mc q Md r,. In these chemical formulas, Ma represents at least one of metal elements and metalloid elements capable of forming an alloy with lithium (Li), and Mb represents metal elements other than lithium (Li) and Ma and metalloid elements. At least one of nonmetallic elements, and Md represents at least one of metallic elements and metalloid elements other than Ma. The values of s, t, u, p, q, and r are s> 0, t ≧ 0, u ≧ 0, p> 0, q> 0, and r ≧ 0, respectively.

中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素(Si)あるいはスズ(Sn)の単体、またはこれらの合金あるいは化合物である。ケイ素(Si)あるいはスズ(Sn)の単体、合金および化合物は、リチウム(Li)を吸蔵および放出する能力が大きく、組み合わせによっては、従来の黒鉛と比較して負極22のエネルギー密度を高くすることができるからである。   Among these, as the negative electrode material, a simple substance, an alloy or a compound of a 4B group metal element or a semimetal element in the short-period type periodic table is preferable, and silicon (Si) or tin (Sn) simple substance or these are particularly preferable. It is an alloy or compound. Silicon (Si) or tin (Sn) simple substances, alloys and compounds have a large ability to occlude and release lithium (Li), and depending on the combination, the energy density of the anode 22 should be higher than that of conventional graphite. Because you can.

このような合金または化合物について具体的に例を挙げれば、SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si34、Si22O、SiOv(0<v≦2)、SnOw(0<w≦2)、SnSiO3、LiSiO、LiSnO、Mg2Sn、あるいはスズ(Sn)とコバルト(Co)とを含む合金などがある。 Specific examples of such alloys or compounds include SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si. FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, SiO v (0 <v ≦ 2), SnO w (0 < w ≦ 2), SnSiO 3 , LiSiO, LiSnO, Mg 2 Sn, or an alloy containing tin (Sn) and cobalt (Co).

中でも、この負極材料としては、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、炭素(C)とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズ(Sn)とコバルト(Co)との合計に対するコバルト(Co)の割合Co/(Sn+Co)が30質量%以上70質量%以下であるCoSnC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。   Among these, as this negative electrode material, tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C) are included as constituent elements, and the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less. And the ratio Co / (Sn + Co) of cobalt (Co) with respect to the sum total of tin (Sn) and cobalt (Co) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.

このCoSnC含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素(Si)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニオブ(Nb)、ゲルマニウム(Ge)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、リン(P)、ガリウム(Ga)またはビスマス(Bi)が好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。   This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. Examples of other constituent elements include silicon (Si), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), indium (In), niobium (Nb), germanium (Ge), titanium (Ti), and molybdenum. (Mo), aluminum (Al), phosphorus (P), gallium (Ga) or bismuth (Bi) are preferable and may contain two or more. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、このCoSnC含有材料は、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、炭素(C)とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このCoSnC含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズ(Sn)などが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。   The CoSnC-containing material has a phase containing tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C), and this phase has a low crystallinity or an amorphous structure. It is preferable. In this CoSnC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon as a constituent element is bonded to a metal element or a semimetal element as another constituent element. The decrease in cycle characteristics is thought to be due to aggregation or crystallization of tin (Sn) or the like, but such aggregation or crystallization can be suppressed by combining carbon with other elements. Because.

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS)が挙げられる。XPSでは、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、CoSnC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる場合には、CoSnC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。   As a measuring method for examining the bonding state of elements, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be cited. In XPS, the peak of the carbon 1s orbital (C1s) appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of the gold atom 4f orbital (Au4f) is obtained at 84.0 eV if it is graphite. . Moreover, if it is surface contamination carbon, it will appear at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element increases, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the CoSnC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the CoSnC-containing material is a metal element or a half of other constituent elements. Combined with metal elements.

なお、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとCoSnC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、CoSnC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。   In XPS measurement, for example, the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum. Usually, since surface-contaminated carbon exists on the surface, the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, which is used as an energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the C1s peak is obtained as a shape including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material. For example, by analyzing using a commercially available software, the surface contamination The carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material are separated. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).

負極活物質層22Bは、例えば、気相法、液相法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの2以上を組み合わせてもよい。焼成法というのは、粒子状の負極活物質を結着剤あるいは溶剤などと混合して成形したのち、例えば結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。   The negative electrode active material layer 22B may be formed by, for example, any one of a vapor phase method, a liquid phase method, a baking method, and coating, or a combination of two or more thereof. The firing method is a method in which a particulate negative electrode active material is mixed with a binder or a solvent and molded, and then heat-treated at a temperature higher than the melting point of the binder, for example.

気相法、液相法または焼成法により形成する場合には、形成時に負極活物質層22Bと負極集電体22Aとが界面の少なくとも一部において合金化することがあり好ましい。さらに、真空雰囲気下または非酸化性雰囲気下で熱処理を行い、合金化するようにしてもよい。具体的には、界面において負極集電体22Aの構成元素が負極活物質層22Bに、または負極活物質の構成元素が負極集電体22Aに、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層22Bの膨張・収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。   In the case of forming by a vapor phase method, a liquid phase method or a firing method, the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A may be alloyed at least at a part of the interface during the formation. Furthermore, heat treatment may be performed in a vacuum atmosphere or a non-oxidizing atmosphere to form an alloy. Specifically, it is preferable that the constituent element of the negative electrode current collector 22A is diffused in the negative electrode active material layer 22B, the constituent element of the negative electrode active material is diffused in the negative electrode current collector 22A, or they are mutually diffused at the interface. This is because breakage due to expansion / contraction of the negative electrode active material layer 22B due to charging / discharging can be suppressed, and electronic conductivity between the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A can be improved. .

気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱CVD(Chemical Vapor Deposition ;化学気相成長)法あるいはプラズマCVD法等が利用可能である。液相法としては電解鍍金あるいは無電解鍍金等の公知の手法が利用可能である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が利用可能である。塗布の場合には、正極21と同様にして形成することができる。   As the vapor phase method, for example, a physical deposition method or a chemical deposition method can be used. Specifically, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal CVD (Chemical Vapor Deposition; A vapor phase growth) method or a plasma CVD method can be used. As the liquid phase method, a known method such as electrolytic plating or electroless plating can be used. A known method can also be used for the firing method, and for example, an atmosphere firing method, a reaction firing method, or a hot press firing method can be used. In the case of application, it can be formed in the same manner as the positive electrode 21.

また、負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質であるリチウム金属により形成してもよい。これにより高いエネルギー密度を得ることができるようになるからである。この場合、負極活物質層22Bは、組み立て時から既に有するように構成してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成するようにしてもよい。また、負極活物質層22Bを集電体としても利用し、負極集電体22Aを削除するようにしてもよい。   Moreover, you may form the negative electrode active material layer 22B with the lithium metal which is a negative electrode active material, for example. This is because a high energy density can be obtained. In this case, the negative electrode active material layer 22B may be configured to be already provided from the time of assembly, but may be configured by lithium metal which is not present at the time of assembly and is deposited during charging. Alternatively, the negative electrode active material layer 22B may be used as a current collector, and the negative electrode current collector 22A may be deleted.

セパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜はショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特に、ポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ23を構成する材料として好ましい。また、ポリプロピレンも好ましく、他にも化学的安定性を備えた樹脂であればポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたり、またはブレンド化することで用いることができる。   The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, or a porous film made of ceramic, and has a structure in which two or more kinds of porous films are laminated. May be. Among these, a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in short-circuit preventing effect and can improve the safety of the battery due to the shutdown effect. In particular, polyethylene is preferable as a material constituting the separator 23 because a shutdown effect can be obtained within a range of 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower and the electrochemical stability is excellent. Polypropylene is also preferable, and any other resin having chemical stability can be used by copolymerizing or blending with polyethylene or polypropylene.

さらに、セパレータ23としては、多孔質膜の両面にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するようにしてもよい。より優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得られるからである。   Furthermore, the separator 23 may have a structure in which polyvinylidene fluoride (PVdF) is applied to both surfaces of the porous film. This is because more excellent room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained.

セパレータ23には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、液状の溶媒、例えば有機溶剤などの非水溶媒と、この非水溶媒に溶解された電解質塩とを含んでおり、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。液状の非水溶媒というのは、例えば、非水化合物よりなり、25℃における固有粘度が10.0mPa・s以下のものを言う。なお、電解質塩を溶解した状態での固有粘度が10.0mPa・s以下のものでもよく、複数種の非水化合物を混合して溶媒を構成する場合には、混合した状態での固有粘度が10.0mPa・s以下であればよい。   The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. This electrolytic solution contains a liquid solvent, for example, a nonaqueous solvent such as an organic solvent, and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent, and may contain various additives as necessary. The liquid non-aqueous solvent is made of, for example, a non-aqueous compound and has an intrinsic viscosity at 25 ° C. of 10.0 mPa · s or less. In addition, the intrinsic viscosity in a state where the electrolyte salt is dissolved may be 10.0 mPa · s or less. When a solvent is formed by mixing a plurality of types of nonaqueous compounds, the intrinsic viscosity in the mixed state is What is necessary is just 10.0 mPa * s or less.

次に、電池の第1の例の製造方法について説明する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成する。これにより、正極31が得られる。   Next, the manufacturing method of the 1st example of a battery is demonstrated. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). A paste-like positive electrode mixture slurry is prepared. Next, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, the solvent is dried, and the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the positive electrode 31 is obtained.

また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成する。これにより、負極22が得られる。   Further, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to form a paste-like negative electrode A mixture slurry is prepared. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the negative electrode 22 is obtained.

続いて、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。そののち、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12、13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図2に示した二次電池が得られる。   Subsequently, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. After that, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, the electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve device 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end portion of the battery can 11 by caulking through the gasket 17. Thereby, the secondary battery shown in FIG. 2 is obtained.

この二次電池では、例えば、充電を行うと、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極活物質層22Bに含まれるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次に、放電を行うと、負極活物質層22B中のリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。   In this secondary battery, for example, when charged, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B, and lithium (Li) contained in the negative electrode active material layer 22B can be occluded and released through the electrolytic solution. Occluded in possible negative electrode materials. Next, when discharge is performed, lithium ions occluded in the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) in the negative electrode active material layer 22B are released, and the positive electrode active material layer 21B is passed through the electrolytic solution. Occluded.

(電池の第2の例)
次に、電池の第2の例について説明する。図3は、電池の第2の例の一構成例を示す断面図である。この二次電池は、角型形状を有し、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。
(Second example of battery)
Next, a second example of the battery will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the second example of the battery. This secondary battery has a rectangular shape, and the wound electrode body 30 to which the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached is housed in a film-like exterior member 40, and is reduced in size and weight. And it is possible to reduce the thickness.

正極リード31および負極リード32はそれぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)あるいはステンレス(SUS)などの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   Each of the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 is led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), or stainless steel (SUS), and each have a thin plate shape or a mesh shape. Yes.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. For example, the exterior member 40 is disposed so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 40 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図4は、図3に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面図である。巻回電極体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The wound electrode body 30 is obtained by stacking and winding a positive electrode 33 and a negative electrode 34 with a separator 35 and an electrolyte layer 36 interposed therebetween, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの片面あるいは両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面あるいは両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34A、負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、それぞれ第1の例で説明した正極集電体21A、正極活物質層21B、負極集電体22A、負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. Yes. The configuration of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 is the same as that of the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B described in the first example, This is the same as the anode current collector 22A, the anode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層36は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。なお、電解質には、電解液を高分子化合物に保持させることなく、液状の電解質としてそのまま用いてもよい。   The electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. The gel electrolyte layer 36 is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. In addition, you may use for electrolyte as it is as a liquid electrolyte, without hold | maintaining electrolyte solution to a high molecular compound.

次に、電池の第2の例の製造方法の一例について説明する。まず、正極33および負極34のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させてゲル状の電解質層36を形成する。そののち、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。   Next, an example of the manufacturing method of the 2nd example of a battery is demonstrated. First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form a gel electrolyte layer 36. After that, the positive electrode lead 31 is attached to the end of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end of the negative electrode current collector 34A by welding.

次に、ゲル状の電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図3および図4に示した二次電池が得られる。   Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the gel electrolyte layer 36 is formed are laminated through a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction to protect the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by adhering the tape 37. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIG. 3 and FIG. 4 is obtained.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30を形成する。次に、この巻回電極体30を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入する。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and wound. The wound electrode body 30 is formed by rotating and bonding the protective tape 37 to the outermost periphery. Next, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape and housed inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including a solvent, an electrolyte salt, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the exterior member Inject into 40.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成する。以上により、図4に示した二次電池が得られる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, the gelled electrolyte layer 36 is formed by applying heat to polymerize the monomer to obtain a polymer compound. Thus, the secondary battery shown in FIG. 4 is obtained.

(電池の第3の例)
次に、電池の第3の例について説明する。図5は、電池の第3の例の一構成例を示す。この電池は、角型の形状を有する角型電池である。この角型電池は、巻回電極体53を例えばアルミニウム(Al)、鉄(Fe)などの金属よりなる外装缶51内に収容し、電池蓋52に設けられた電極ピン54と、電池素子53から導出された電極端子55とを接続した後、電池蓋52にて封口したものであり、電解液注入口56から電解液を注入して封止部材57にて封止することにより作製される。
(Third example of battery)
Next, a third example of the battery will be described. FIG. 5 shows a configuration example of the third example of the battery. This battery is a square battery having a square shape. In this rectangular battery, the wound electrode body 53 is accommodated in an outer can 51 made of a metal such as aluminum (Al) or iron (Fe), for example, and an electrode pin 54 provided on the battery lid 52 and a battery element 53 are provided. The electrode terminal 55 is connected to the electrode terminal 55 and then sealed with the battery lid 52, and is produced by injecting the electrolyte from the electrolyte inlet 56 and sealing with the sealing member 57. .

さらに、この発明の具体的な実施例について図3および図4を参照しながら説明する。ただし、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Further, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these examples.

<実施例1−1〜実施例1−24、比較例1−1〜比較例1−7>
まず、炭酸リチウム(Li2CO3)と炭酸コバルト(CoCO3)とを、Li2CO3:CoCO3=0.5:1(モル比)の割合で混合し、空気中において900℃で5時間焼成して、正極材料としてのリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2)を得た。
<Example 1-1 to Example 1-24, Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-7>
First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are mixed at a ratio of Li 2 CO 3 : CoCO 3 = 0.5: 1 (molar ratio), and 5 ° C. at 900 ° C. in the air. After firing for a time, lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode material was obtained.

次に、このリチウム・コバルト複合酸化物91質量部と、導電剤であるグラファイト6質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量部とを混合して正極合剤を調製した。続いて、この正極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーとし、厚み12μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体33Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層33Bを形成し正極33を作製した。そののち、正極集電体33Aの一端にアルミニウム製の正極リード31を取り付けた。   Next, 91 parts by mass of this lithium-cobalt composite oxide, 6 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. . Subsequently, this positive electrode mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent to form a positive electrode mixture slurry, which is uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 33A made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 12 μm. Then, it was dried and compression molded by a roll press machine to form the positive electrode active material layer 33B to produce the positive electrode 33. After that, the positive electrode lead 31 made of aluminum was attached to one end of the positive electrode current collector 33A.

実施例1−1〜実施例1−24および比較例1−1〜比較例1−7では、負極34は、以下に説明するようにして作製した。   In Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-7, the negative electrode 34 was produced as described below.

厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体34Aの上に負極活物質としてケイ素(Si)を用い、電子ビーム蒸着法を用いて負極活物質層34Bを形成した。これにより負極34を得た。   A negative electrode active material layer 34B was formed on a negative electrode current collector 34A made of a copper foil having a thickness of 15 μm by using silicon (Si) as a negative electrode active material and using an electron beam evaporation method. Thereby, the negative electrode 34 was obtained.

次に、作製した正極33と負極34とを多孔質ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ35を介して積層し、扁平巻回して巻回電極体30を得た。なお、実施例1−22および実施例1−23では、セパレータ35としては、厚さを16μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2μmずつ塗布したものを用いた。   Next, the produced positive electrode 33 and the negative electrode 34 were laminated | stacked through the separator 35 which consists of porous polyethylene films, and the flat electrode was wound, and the winding electrode body 30 was obtained. In Examples 1-22 and 1-23, separators 35 having a thickness of 16 μm and 2 μm of polyvinylidene fluoride (PVdF) applied on both sides thereof were used.

次に、得られた巻回電極体30を、ラミネートフィルムよりなる外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納し、以下に説明する電解液を外装部材40の内部に注入した。次に、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封した。以上に説明したように、実施例1−1〜実施例1−24および比較例1−1〜比較例1−7の二次電池を作製した。なお、ラミネートフィルムは、外側からナイロン−アルミニウム−無延伸ポリプロピレンよりなるものを用い、それらの厚みは、それぞれ、30μm、40μm、30μmとし、合計で100μmとした。   Next, the obtained wound electrode body 30 is sandwiched between exterior members 40 made of a laminate film, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed into a bag shape and stored inside the exterior member 40. The electrolyte solution to be described was injected into the exterior member 40. Next, the opening of the exterior member 40 was heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. As described above, secondary batteries of Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-7 were produced. The laminate film was made of nylon-aluminum-unstretched polypropylene from the outside, and the thicknesses thereof were 30 μm, 40 μm, and 30 μm, respectively, and the total was 100 μm.

実施例1−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−2では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-2, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−3では、電解液としては、ブチレンカーボネート(BC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(BC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-3, as an electrolytic solution, butylene carbonate (BC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt was used in a solvent mixed with a composition of volume ratio (BC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10.

実施例1−4では、電解液としては、γ−ブチロラクトン(GBL)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(GBL:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-4, as an electrolytic solution, γ-butyrolactone (GBL), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (GBL: DEC: trans-DFEC) of 20:70:10 was used.

実施例1−5では、電解液としては、γ−バレロラクトン(GVL)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(GVL:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-5, as an electrolytic solution, γ-valerolactone (GVL), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) Was dissolved in LiPF 6 as an electrolyte salt in a volume ratio (GVL: DEC: trans-DFEC) 20:70:10 in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt.

実施例1−6では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:EMC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-6, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: EMC: trans-DFEC) of 20:70:10 was used.

実施例1−7では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DMC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-7, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DMC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, it was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−8では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:79.95:0.05の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-8, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved to 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20: 79.95: 0.05 was used. It was.

実施例1−9では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:75:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-9, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC ) 20: 75: mixed solvent of a composition of 5, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−10では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:60:20の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-10, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:60:20, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−11では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)5:85:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-11, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 5:85:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−12では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-12, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−13では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)5:85:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-13, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 5:85:10, as an electrolyte salt, it was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−14では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-14, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−15では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、ビニレンカーボネート(VC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-15, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of vinylene carbonate (VC) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 20:70:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例1−16では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、ビニルエチレンカーボネート(VEC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-16, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of vinyl ethylene carbonate (VEC) to a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, 1.0 mol / kg of LiPF 6 is used as an electrolyte salt. What was melt | dissolved so that it might become was used.

実施例1−17では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、SCAH(無水コハク酸)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-17, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of SCAH (succinic anhydride) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 20:70:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was melt | dissolved so that it might become was used.

実施例1−18では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kg、LiBF4を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-18, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, as an electrolyte salt, LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg and LiBF 4 was dissolved at 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例1−19では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化9を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-19, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, as an electrolyte salt, LiPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and chemical 9 was dissolved at 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例1−20では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化14を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-20, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, LiPF 6 is dissolved as an electrolyte salt to 0.9 mol / kg and chemical 14 is 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例1−21では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化19を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-21, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt to 0.9 mol / kg and chemical 19 to 0.1 mol / kg. What was let was used.

実施例1−22では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-22, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−23では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-23, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例1−24では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のシス体とを、体積比(EC:DEC:cis−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 1-24, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a cis isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: cis-DFEC) 20:70:10 was used.

比較例1−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-1, as an electrolyte, LiPF was used as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. What dissolved 6 so that it might become 1.0 mol / kg was used.

比較例1−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、ビニレンカーボネート(VC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-2, as the electrolytic solution, vinylene carbonate (VC) was added to a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. After adding 1% by weight, an electrolyte salt in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg was used.

比較例1−3では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)25:74.99:0.01の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-3, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used as an electrolytic solution. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 25: 74.99: 0.01 was used. .

比較例1−4では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)25:50:25の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition having a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 25:50:25 was used.

比較例1−5では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)0:90:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-5, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 0:90:10 was used.

比較例1−6では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)50:40:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-6, ethylene electrolyte (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used as an electrolyte solution. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition having a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 50:40:10 was used.

比較例1−7では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化9を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 1-7, as an electrolyte, LiPF 6 was used as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. Was dissolved to 0.9 mol / kg and chemical 9 was dissolved to 0.1 mol / kg.

次に、作製した実施例1−1〜実施例1−24、比較例1−1〜比較例1−7の二次電池について、充放電試験を行い、常温サイクル特性および低温放電特性について調べた。   Next, charge / discharge tests were performed on the fabricated secondary batteries of Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-7, and room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics were examined. .

常温サイクル特性は、23℃で充放電を2サイクル繰り返したのち、23℃において充放電を100サイクル繰り返し、23℃における2サイクル目の放電容量に対する割合、すなわち(「23℃における100サイクル目の放電容量」/「23℃における2サイクル目の放電容量」)×100から求めた。得られた結果を表1に示す。   The room temperature cycle characteristics are as follows: after charging and discharging at 23 ° C. for 2 cycles, charging and discharging at 23 ° C. for 100 cycles, the ratio to the discharge capacity at the second cycle at 23 ° C., that is, “discharge at the 100th cycle at 23 ° C. Capacity ”/“ Discharge capacity at the second cycle at 23 ° C. ”) × 100. The obtained results are shown in Table 1.

低温放電特性は、まず23℃で充放電を2サイクル行い、2サイクル目の放電容量(23℃での放電容量)を求め、続いて23℃において充電を行い、−20℃の恒温槽中において、放電を行い放電容量(−20℃での放電容量)を求め、(「−20℃での放電容量」/「23℃での放電容量」)×100から求めた。得られた結果を表1に示す。   The low-temperature discharge characteristics are as follows. First, charge / discharge is performed at 23 ° C. for 2 cycles, the discharge capacity at the second cycle (discharge capacity at 23 ° C.) is obtained, and then charged at 23 ° C. in a constant temperature bath at −20 ° C. Then, discharge was performed to determine a discharge capacity (discharge capacity at −20 ° C.) and (“discharge capacity at −20 ° C.” / “Discharge capacity at 23 ° C.”) × 100. The obtained results are shown in Table 1.

なお、充放電は、何れも同一の条件とし、充電は、0.2Cの定電流定電圧充電を上限電圧4.2Vまで行い、放電は、0.2Cの定電流放電を終止電圧2.5Vまで行った。   The charging and discharging are performed under the same conditions. Charging is performed by constant current constant voltage charging at 0.2 C up to an upper limit voltage of 4.2 V, and discharging is performed by constant current discharging at 0.2 C at a final voltage of 2.5 V. Went up.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表1に示すように、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)またはγ−バレロラクトン(GVL)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体との3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例1−1〜実施例1−5によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例1−1より常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。   As shown in Table 1, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL) or γ-valerolactone (GVL), diethyl carbonate (DEC), According to Examples 1-1 to 1-5 using an electrolyte containing three components of 5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) and a trans isomer as a solvent, ethylene carbonate (EC ) And diethyl carbonate (DEC) were improved in room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics as compared with Comparative Example 1-1 using an electrolytic solution containing two components as solvents.

また、エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)またはジメチルカーボネート(DMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体との3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例1−6〜実施例1−7によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例1−1と比べて、低温放電特性をほぼ維持しつつ常温サイクル特性が向上した。   In addition, three components of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) or dimethyl carbonate (DMC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) are used as a solvent. According to Examples 1-6 to 1-7 using an electrolytic solution containing as Comparative Example 1 using an electrolytic solution containing two components of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) as a solvent Compared with 1, the normal temperature cycle characteristics were improved while maintaining the low temperature discharge characteristics substantially.

さらに、実施例1−1、実施例1−8〜実施例1−12、比較例1−3〜比較例1−6によると、溶媒全体に対して、エチレンカーボネート(EC)が40体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、溶媒全体に対して、エチレンカーボネート(EC)が5体積%未満になると、低温放電特性が低下した。さらに、溶媒全体に対して、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が20体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、溶媒全体に対して、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が0.05体積%未満になると、常温サイクル特性が低下した。さらに、実施例1−13〜実施例1−14によると、溶媒全体に対して、プロピレンカーボネート(PC)が5体積%以上40体積%以下で、優れた常温サイクル特性およびサイクル特性が得られた。   Furthermore, according to Example 1-1, Example 1-8 to Example 1-12, Comparative Example 1-3, and Comparative Example 1-6, ethylene carbonate (EC) is 40 volume% with respect to the whole solvent. When it exceeded, the low temperature discharge characteristic fell. Furthermore, when ethylene carbonate (EC) was less than 5% by volume with respect to the entire solvent, the low-temperature discharge characteristics deteriorated. Furthermore, when the trans isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) exceeds 20% by volume with respect to the whole solvent, the low-temperature discharge characteristics deteriorated. Furthermore, when the trans isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) was less than 0.05% by volume with respect to the whole solvent, the room temperature cycle characteristics were deteriorated. Furthermore, according to Example 1-13 to Example 1-14, the propylene carbonate (PC) was 5 volume% or more and 40 volume% or less with respect to the whole solvent, and excellent room temperature cycle characteristics and cycle characteristics were obtained. .

さらに、実施例1−1、実施例1−8〜実施例1−12、比較例1−3〜比較例1−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)またはγ−バレロラクトン(GVL)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例1−1、実施例1−8〜実施例1−12、比較例1−3〜比較例1−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)
の何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。
Furthermore, in Example 1-1, Example 1-8 to Example 1-12, Comparative Example 1-3 to Comparative Example 1-6, instead of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate Similar results tend to be obtained using (BC), γ-butyrolactone (GBL) or γ-valerolactone (GVL). Further, in Example 1-1, Example 1-8 to Example 1-12, Comparative Example 1-3 to Comparative Example 1-6, instead of ethylene carbonate (EC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL), γ-valerolactone (GVL)
Even when any two or more of these are mixed and used, the same result tends to be obtained.

さらに、実施例1−1、実施例1−8〜実施例1−12、比較例1−3〜比較例1−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、エチルメチルカーボネート(EMC)またはジメチルカーボネート(DMC)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例1−1、実施例1−8〜実施例1−12、比較例1−3〜比較例1−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)のうちの何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。   Furthermore, in Example 1-1, Example 1-8 to Example 1-12, and Comparative Example 1-3 to Comparative Example 1-6, instead of diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) or dimethyl Even when carbonate (DMC) is used, similar results tend to be obtained. Further, in Example 1-1, Example 1-8 to Example 1-12, and Comparative Example 1-3 to Comparative Example 1-6, instead of diethyl carbonate (DEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl Even if any two or more of carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed and used, the same result tends to be obtained.

すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、溶媒として、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上40体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上20体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the solvent is at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. A first solvent composed of a seed, a second solvent composed of at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) is 0.05% with respect to the whole solvent. Excellent room temperature cycle by using electrolyte containing one selected from volume% to 20 volume% Characteristics and low-temperature discharge characteristics were obtained.

さらに、実施例1−15〜実施例1−16、比較例1−2によると、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに不飽和結合を有する環状炭酸エステルを加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 1-15 to Example 1-16 and Comparative Example 1-2, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding vinylene carbonate (VC) and vinyl ethylene carbonate (VEC). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by adding a cyclic carbonate having an unsaturated bond to the electrolytic solution having the solvent composition described above. I found out that

さらに、実施例1−17によると、無水コハク酸(SCAH)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに酸無水物を加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 1-17, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding succinic anhydride (SCAH). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further adding an acid anhydride to the electrolytic solution having the above solvent composition. all right.

さらに、実施例1−18によると、LiBF4添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらにLiBF4を添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、より優れた低温放電特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 1-18, the addition of LiBF 4 improved the low-temperature discharge characteristics without deteriorating the normal temperature cycle characteristics. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, by adding LiBF 4 to the electrolytic solution having the above-described solvent composition, the room temperature cycle characteristics can be further reduced. It was found that excellent low-temperature discharge characteristics can be obtained.

さらに、実施例1−19〜実施例1−20、比較例1−7によると、化9に示した軽金属塩または化14に示した軽金属塩をさらに含むことで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化1で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 1-19 to Example 1-20 and Comparative Example 1-7, the ambient temperature cycle characteristics were further improved by further including the light metal salt shown in Chemical formula 9 or the light metal salt shown in Chemical formula 14. . That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further including the light metal salt represented by Chemical Formula 1 in the electrolytic solution having the solvent composition described above. I found out that

さらに、実施例1−21によると、化19に示した軽金属塩をさらに含むことで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化17で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Further, according to Example 1-21, the room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were further improved by further including the light metal salt shown in Chemical formula 19. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further including a light metal salt represented by Chemical Formula 17 in the electrolytic solution having the solvent composition described above. It was also found that low temperature discharge characteristics can be obtained.

さらに、実施例1−22〜実施例1−23によると、セパレータとして、多孔質のポリエチレンフィルムの両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液を用い、さらにセパレータとして、多孔質膜の両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Examples 1-22 to 1-23, by using a separator having a structure in which polyvinylidene fluoride (PVdF) is applied to both sides of a porous polyethylene film, the room temperature cycle characteristics are further increased. And the low temperature discharge characteristics improved. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolytic solution having the above-described solvent composition is used, and further, the separator is polyvinylidene fluoride (PVdF) on both surfaces of the porous film. It was found that more excellent cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics can be obtained by using those having a structure coated with.

さらに、実施例1−1と実施例1−24によると、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体を含む電解液を用いた実施例1−1のほうが低温放電特性が向上した。すなわち、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)として、より優れた低温放電特性を得られる点からは、トランス体が好ましいことがわかった。   Furthermore, according to Example 1-1 and Example 1-24, Example 1-1 using an electrolytic solution containing a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) The improved low-temperature discharge characteristics. That is, it was found that a trans isomer is preferable as 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) from the viewpoint of obtaining superior low-temperature discharge characteristics.

<実施例2−1〜実施例2−18、比較例2−1〜比較例2−7>
実施例2−1〜実施例2−18、比較例2−1〜比較例2−7では、負極34を以下に説明するように作製した。また、以下に説明する電解液を用いた。なお、実施例2−17および実施例2−18では、セパレータ35としては、厚さを16μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2μmずつ塗布したものを用いた。
<Example 2-1 to Example 2-18, Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-7>
In Example 2-1 to Example 2-18 and Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-7, the negative electrode 34 was produced as described below. Moreover, the electrolyte solution demonstrated below was used. In Example 2-17 and Example 2-18, the separator 35 having a thickness of 16 μm and polyvinylidene fluoride (PVdF) applied to each side by 2 μm was used.

平均粒径2μmのシリコン粉末を90重量部、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)粉末を10重量部の割合で混合し、分量外のN―メチル−2−ピロリドン(NMP)を加えて混練し、負極スラリーを作製した。この負極スラリーを、厚み20μmの電解銅箔の両面に塗布し、乾燥させた後にロールプレス機で加圧して、負極活物質層34Bの厚みが15μm(片面)になるようにした。得られた電極は、350℃で3時間の加熱処理を行い、冷却後に所定の幅、長さになるように裁断、ニッケルリードを溶接して負極34とした。   90 parts by weight of silicon powder with an average particle diameter of 2 μm and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) powder are mixed, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) outside the amount is added and kneaded to prepare a negative electrode slurry. Was made. This negative electrode slurry was applied to both surfaces of an electrolytic copper foil having a thickness of 20 μm, dried, and then pressed with a roll press so that the negative electrode active material layer 34B had a thickness of 15 μm (one surface). The obtained electrode was heat-treated at 350 ° C. for 3 hours, cut to a predetermined width and length after cooling, and welded with a nickel lead to form a negative electrode 34.

実施例2−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−2では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-2, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−3では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:79.95:0.05の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved to 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20: 79.95: 0.05 was used. It was.

実施例2−4では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:75:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC ) 20: 75: mixed solvent of a composition of 5, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−5では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:60:20の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-5, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:60:20, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−6では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)5:85:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-6, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 5:85:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−7では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-7, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−8では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)5:85:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-8, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 5:85:10, as an electrolyte salt, it was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−9では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(PC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-9, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (PC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−10では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、ビニレンカーボネート(VC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-10, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of vinylene carbonate (VC) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 20:70:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例2−11では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、ビニルエチレンカーボネート(VEC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-11, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of vinyl ethylene carbonate (VEC) to a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, 1.0 mol / kg of LiPF 6 is used as an electrolyte salt. What was melt | dissolved so that it might become was used.

実施例2−12では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、SCAHを1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-12, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of SCAH to a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, LiPF 6 is dissolved as an electrolyte salt to 1.0 mol / kg. What was let was used.

実施例2−13では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kg、LiBF4を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-13, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, as an electrolyte salt, LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg and LiBF 4 was dissolved at 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例2−14では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化9を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-14, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, as an electrolyte salt, LiPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and chemical 9 was dissolved at 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例2−15では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化14を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-15, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, LiPF 6 is dissolved as an electrolyte salt to 0.9 mol / kg and chemical 14 is 0.1 mol / kg. What was let was used.

実施例2−16では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化19を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-16, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), In a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20:70:10, LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt to 0.9 mol / kg and chemical 19 to 0.1 mol / kg. What was made to use was used.

実施例2−17では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-17, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例2−18では、電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:70:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 2-18, as an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 20:70:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

比較例2−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-1, as an electrolyte, LiPF was used as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. What dissolved 6 so that it might become 1.0 mol / kg was used.

比較例2−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、ビニレンカーボネート(VC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-2, as the electrolyte, vinylene carbonate (VC) was added to a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. After adding 1% by weight, an electrolyte salt in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg was used.

比較例2−3では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)25:74.99:0.01の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were added in volume. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 25: 74.99: 0.01 was used. .

比較例2−4では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)25:50:25の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were added in volume. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition having a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 25:50:25 was used.

比較例2−5では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)0:90:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-5, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used as an electrolytic solution in a volume. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 0:90:10 was used.

比較例2−6では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)50:40:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-6, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used as an electrolytic solution. A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition having a ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 50:40:10 was used.

比較例2−7では、電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を0.9mol/kg、化9を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 2-7, as an electrolyte, LiPF 6 was used as an electrolyte salt in a solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) at a composition of volume ratio (EC: DEC) 30:70. Was dissolved to 0.9 mol / kg and chemical 9 was dissolved to 0.1 mol / kg.

作製した実施例2−1〜実施例2−18、比較例2−1〜比較例2−7の二次電池について、実施例1−1〜実施例1−24、比較例1−1〜比較例1−7と同様にして、充放電試験を行い、常温サイクル特性および低温放電特性を調べた。得られた結果を表2に示す。   For the fabricated secondary batteries of Example 2-1 to Example 2-18 and Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-7, Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-1 were compared. A charge / discharge test was conducted in the same manner as in Example 1-7, and the room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were examined. The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表2に示すように、エチレンカーボネート(EC)またはプロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体との3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例2−1〜実施例2−2によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例2−1より常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。   As shown in Table 2, ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) According to Example 2-1 to Example 2-2 using an electrolytic solution containing three components as a solvent, an electrolytic solution containing two components of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) as a solvent was used. Room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics were improved as compared with Comparative Example 2-1.

さらに、実施例2−1、実施例2−3〜実施例2−7、比較例2−3〜比較例2−6によると、エチレンカーボネート(EC)が40体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、エチレンカーボネート(EC)が5体積%未満になると、低温放電特性が低下した。さらに、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が20体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が0.05体積%未満になると、常温サイクル特性が低下した。さらに、実施例2−8〜実施例2−9によると、プロピレンカーボネート(PC)が5体積%以上40体積%以下で、優れた常温サイクル特性およびサイクル特性が得られた。   Further, according to Example 2-1, Example 2-3 to Example 2-7, Comparative Example 2-3 to Comparative Example 2-6, when ethylene carbonate (EC) exceeds 40% by volume, low temperature discharge characteristics Decreased. Furthermore, when ethylene carbonate (EC) became less than 5 volume%, the low-temperature discharge characteristic fell. Furthermore, when the trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) exceeds 20% by volume, the low-temperature discharge characteristics deteriorated. Furthermore, when the trans isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) was less than 0.05% by volume, the room temperature cycle characteristics deteriorated. Furthermore, according to Example 2-8 to Example 2-9, propylene carbonate (PC) was 5% by volume or more and 40% by volume or less, and excellent room temperature cycle characteristics and cycle characteristics were obtained.

さらに、実施例2−1、実施例2−3〜実施例2−7、比較例2−3〜比較例2−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)またはγ−バレロラクトン(GVL)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例2−1、実施例2−3〜実施例2−7、比較例2−3〜比較例2−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)の何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。   Furthermore, in Example 2-1, Example 2-3 to Example 2-7, Comparative Example 2-3 to Comparative Example 2-6, instead of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate Similar results tend to be obtained using (BC), γ-butyrolactone (GBL) or γ-valerolactone (GVL). Further, in Example 2-1, Example 2-3 to Example 2-7, Comparative Example 2-3 to Comparative Example 2-6, instead of ethylene carbonate (EC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate The same result tends to be obtained even when two or more of (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL), and γ-valerolactone (GVL) are used in combination.

さらに、実施例2−1、実施例2−3〜実施例2−7、比較例2−3〜比較例2−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、エチルメチルカーボネート(EMC)またはジメチルカーボネート(DMC)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例2−1、実施例2−3〜実施例2−7、比較例2−3〜比較例2−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)のうちの何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。   Further, in Example 2-1, Example 2-3 to Example 2-7, Comparative Example 2-3 to Comparative Example 2-6, instead of diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) or dimethyl Even when carbonate (DMC) is used, similar results tend to be obtained. Further, in Example 2-1, Example 2-3 to Example 2-7, Comparative Example 2-3 to Comparative Example 2-6, instead of diethyl carbonate (DEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl Even if any two or more of carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed and used, the same result tends to be obtained.

すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、溶媒として、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上40体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上20体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the solvent is at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. A first solvent composed of a seed, a second solvent composed of at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) is 0.05% with respect to the whole solvent. Excellent room temperature cycle by using electrolyte containing one selected from volume% to 20 volume% Characteristics and low-temperature discharge characteristics were obtained.

さらに、実施例2−10〜実施例2−11、比較例2−2によると、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに不飽和結合を有する環状炭酸エステルを加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 2-10 to Example 2-11 and Comparative Example 2-2, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding vinylene carbonate (VC) and vinyl ethylene carbonate (VEC). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by adding a cyclic carbonate having an unsaturated bond to the electrolytic solution having the solvent composition described above. I found out that

さらに、実施例2−12によると、SCAHをさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに酸無水物を加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 2-12, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding SCAH. That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further adding an acid anhydride to the electrolytic solution having the above solvent composition. all right.

さらに、実施例2−13によると、LiBF4添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらにLiBF4を添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、より優れた低温放電特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 2-13, the addition of LiBF 4 improved the low temperature discharge characteristics without deteriorating the normal temperature cycle characteristics. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, by adding LiBF 4 to the electrolytic solution having the above-described solvent composition, the room temperature cycle characteristics can be further reduced. It was found that excellent low-temperature discharge characteristics can be obtained.

さらに、実施例2−14〜実施例2−15、比較例2−7によると、化9に示した軽金属塩または化14に示した軽金属塩をさらに含むことで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化1で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 2-14 to Example 2-15 and Comparative Example 2-7, the room temperature cycle characteristics were further improved by further including the light metal salt shown in Chemical formula 9 or the light metal salt shown in Chemical formula 14. . That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further including the light metal salt represented by Chemical Formula 1 in the electrolytic solution having the solvent composition described above. I found out that

さらに、実施例2−16によると、化19に示した軽金属塩をさらに含むことで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化17で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 2-16, by further including the light metal salt shown in Chemical formula 19, the room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were further improved. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by further including a light metal salt represented by Chemical Formula 17 in the electrolytic solution having the solvent composition described above. It was also found that low temperature discharge characteristics can be obtained.

さらに、実施例2−17〜実施例2−18によると、セパレータとして、多孔質のポリエチレンフィルムの両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液を用い、さらにセパレータとして、多孔質膜の両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 2-17 to Example 2-18, by using a separator having a structure in which polyvinylidene fluoride (PVdF) is applied to both surfaces of a porous polyethylene film, further room temperature cycle characteristics And the low temperature discharge characteristics improved. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolytic solution having the above-described solvent composition is used, and further, the separator is polyvinylidene fluoride (PVdF) on both surfaces of the porous film. It was found that more excellent cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics can be obtained by using those having a structure coated with.

<実施例3−1〜実施例3−18、比較例3−1〜比較例3−7>
実施例3−1〜実施例3−18、比較例3−1〜比較例3−7では、負極34を以下に説明するように作製した。また、表3に示すように、実施例2−1〜実施例2−18、比較例2−1〜比較例2−7と同様の電解液を用いた。なお、実施例3−17および実施例3−18では、セパレータ35としては、多孔質ポリエチレンフィルムの厚さを16μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2μmずつ塗布したものを用いた。
<Example 3-1 to Example 3-18, Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-7>
In Example 3-1 to Example 3-18 and Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-7, the negative electrode 34 was fabricated as described below. Moreover, as shown in Table 3, the electrolyte solution similar to Example 2-1 to Example 2-18 and Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-7 was used. In Examples 3-17 and 3-18, as the separator 35, a porous polyethylene film having a thickness of 16 μm and polyvinylidene fluoride (PVdF) applied to each side by 2 μm was used.

厚み8μmの帯状銅箔よりなる負極集電体34Aに、厚み30μmのリチウム金属を貼り付けて負極活物質層34Bを形成し、負極34を作製した。   A negative electrode active material layer 34B was formed by attaching lithium metal having a thickness of 30 μm to a negative electrode current collector 34A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 8 μm.

作製した実施例3−1〜実施例3−18、比較例3−1〜比較例3−7の二次電池について、実施例1−1〜実施例1−24、比較例1−1〜比較例1−7と同様にして、充放電試験を行い、常温サイクル特性および低温放電特性を調べた。得られた結果を表3に示す。なお、実施例3−17および実施例3−18では、セパレータ35としては、厚さを16μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2μmずつ塗布したものを用いた。   Regarding the fabricated secondary batteries of Example 3-1 to Example 3-18 and Comparative Example 3-1 to Comparative Example 3-7, Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-1 were compared. A charge / discharge test was conducted in the same manner as in Example 1-7, and the room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were examined. The obtained results are shown in Table 3. In Examples 3-17 and 3-18, the separator 35 having a thickness of 16 μm and 2 μm of polyvinylidene fluoride (PVdF) applied to both sides thereof was used.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表3に示すように、エチレンカーボネート(EC)またはプロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体との3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例3−1〜実施例3−2によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例3−1より常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。   As shown in Table 3, ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) According to Example 3-1 to Example 3-2 using an electrolyte containing three components as a solvent, an electrolyte containing two components of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) was used. Room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics were improved as compared with Comparative Example 3-1.

さらに、実施例3−1、実施例3−3〜実施例3−7、比較例3−3〜比較例3−6によると、エチレンカーボネート(EC)が40体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、エチレンカーボネート(EC)が5体積%未満になると、低温放電特性が低下した。さらに、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が20体積%を超えると、低温放電特性が低下した。さらに、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体が0.05体積%未満になると、常温サイクル特性が低下した。さらに、実施例3−8〜実施例3−9によると、プロピレンカーボネート(PC)が5体積%以上40体積%以下で、優れた常温サイクル特性およびサイクル特性が得られた。   Further, according to Example 3-1, Example 3-3 to Example 3-7, Comparative Example 3-3 to Comparative Example 3-6, when ethylene carbonate (EC) exceeds 40% by volume, low temperature discharge characteristics Decreased. Furthermore, when ethylene carbonate (EC) became less than 5 volume%, the low-temperature discharge characteristic fell. Furthermore, when the trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) exceeds 20% by volume, the low-temperature discharge characteristics deteriorated. Furthermore, when the trans isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) was less than 0.05% by volume, the room temperature cycle characteristics deteriorated. Furthermore, according to Example 3-8 to Example 3-9, propylene carbonate (PC) was 5% by volume or more and 40% by volume or less, and excellent room temperature cycle characteristics and cycle characteristics were obtained.

さらに、実施例3−1、実施例3−3〜実施例3−7、比較例3−3〜比較例3−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)またはγ−バレロラクトン(GVL)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例3−1、実施例3−3〜実施例3−7、比較例3−3〜比較例3−6で、エチレンカーボネート(EC)の代わりに、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)の何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。   Furthermore, in Example 3-1, Example 3-3 to Example 3-7, Comparative Example 3-3 to Comparative Example 3-6, instead of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate Similar results tend to be obtained using (BC), γ-butyrolactone (GBL) or γ-valerolactone (GVL). Further, in Example 3-1, Example 3-3 to Example 3-7, Comparative Example 3-3 to Comparative Example 3-6, instead of ethylene carbonate (EC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate The same result tends to be obtained even when two or more of (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL), and γ-valerolactone (GVL) are used in combination.

さらに、実施例3−1、実施例3−3〜実施例3−7、比較例3−3〜比較例3−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、エチルメチルカーボネート(EMC)またはジメチルカーボネート(DMC)を用いても同様の結果が得られる傾向にある。さらに、実施例3−1、実施例3−3〜実施例3−7、比較例3−3〜比較例3−6で、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりに、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)のうちの何れか2種以上を混合して用いても同様の結果が得られる傾向にある。   Further, in Example 3-1, Example 3-3 to Example 3-7, Comparative Example 3-3 to Comparative Example 3-6, instead of diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) or dimethyl Even when carbonate (DMC) is used, similar results tend to be obtained. Furthermore, in Example 3-1, Example 3-3 to Example 3-7, Comparative Example 3-3 to Comparative Example 3-6, instead of diethyl carbonate (DEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl Even if any two or more of carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed and used, the same result tends to be obtained.

すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、溶媒として、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上40体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上20体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   That is, in the case of using lithium metal as the negative electrode active material, the solvent is a first solvent consisting of at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, A second solvent comprising at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, and The volume of the first solvent is selected from 5% by volume to 40% by volume, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) is selected from 0.05% by volume to 20% by volume. By using an electrolyte containing the above, excellent room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained. I found out.

さらに、実施例3−10〜実施例3−11、比較例3−2によると、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに不飽和結合を有する環状炭酸エステルを加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 3-10 to Example 3-11 and Comparative Example 3-2, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding vinylene carbonate (VC) and vinyl ethylene carbonate (VEC). That is, when lithium metal was used as the negative electrode active material, it was found that better cycle characteristics can be obtained by adding a cyclic carbonate having an unsaturated bond to the electrolytic solution having the solvent composition described above.

さらに、実施例3−12によると、無水コハク酸(SCAH)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに酸無水物を加えることで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 3-12, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding succinic anhydride (SCAH). That is, when lithium metal was used as the negative electrode active material, it was found that more excellent cycle characteristics can be obtained by adding an acid anhydride to the electrolytic solution having the above solvent composition.

さらに、実施例3−13によると、LiBF4添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらにLiBF4を添加することで、常温サイクル特性を低下させることなく、より優れた低温放電特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 3-13, the addition of LiBF 4 improved the low temperature discharge characteristics without deteriorating the normal temperature cycle characteristics. That is, when lithium metal is used as the negative electrode active material, by adding LiBF 4 to the electrolytic solution having the above solvent composition, more excellent low-temperature discharge characteristics can be obtained without deteriorating the normal temperature cycle characteristics. I understood.

さらに、実施例3−14〜実施例3−15、比較例3−7によると、化9に示した軽金属塩または化14に示した軽金属塩をさらに含むことで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化1で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 3-14 to Example 3-15 and Comparative Example 3-7, the room temperature cycle characteristics were further improved by further including the light metal salt shown in Chemical Formula 9 or the light metal salt shown in Chemical Formula 14. . That is, when lithium metal was used as the negative electrode active material, it was found that better cycle characteristics can be obtained by further including the light metal salt represented by Chemical Formula 1 in the electrolytic solution having the above solvent composition.

さらに、実施例3−16によると、化19に示した軽金属塩をさらに含むことで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に化17で表された軽金属塩をさらに含むことで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 3-16, by further including the light metal salt shown in Chemical formula 19, the room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were further improved. That is, in the case where lithium metal is used as the negative electrode active material, it is possible to obtain more excellent cycle characteristics and low temperature discharge characteristics by further including the light metal salt represented by Chemical Formula 17 in the electrolytic solution having the above-described solvent composition. all right.

さらに、実施例3−17〜実施例3−18によると、セパレータとして、多孔質のポリエチレンフィルムの両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、さらに常温サイクル特性および低温放電特性が向上した。すなわち、負極活物質としてリチウム金属を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液を用い、さらにセパレータとして、多孔質膜の両面にそれぞれポリフッ化ビニリデン(PVdF)を塗布した構造を有するものを用いることで、より優れたサイクル特性および低温放電特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 3-17 to Example 3-18, by using a separator having a structure in which polyvinylidene fluoride (PVdF) is applied to both sides of a porous polyethylene film, further room temperature cycle characteristics And the low temperature discharge characteristics improved. That is, when lithium metal is used as the negative electrode active material, an electrolyte having the above-described solvent composition is used, and a separator having a structure in which polyvinylidene fluoride (PVdF) is applied to both surfaces of the porous film is used. Thus, it was found that better cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained.

<実施例4−1、比較例4−1>
実施例4−1、比較例4−1では、負極34を以下に説明するように作製した。また以下に説明する電解液を用いた。
<Example 4-1 and Comparative Example 4-1>
In Example 4-1 and Comparative Example 4-1, the negative electrode 34 was produced as described below. Moreover, the electrolyte solution demonstrated below was used.

負極材料として人造黒鉛粉末を用意し、この人造黒鉛粉末90質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)10質量部とを混合して負極合剤を調製した。次に、この負極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとしたのち、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体34Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層34Bを形成し負極34を作製した。   Artificial graphite powder was prepared as a negative electrode material, and 90 parts by mass of the artificial graphite powder and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture. Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a negative electrode mixture slurry, and then uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector 34A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm. The negative electrode 34 was produced by compression molding with a roll press to form a negative electrode active material layer 34B.

実施例4−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)25:70:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 4-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC ) 25: 70: mixed solvent of a composition of 5, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

比較例4−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 4-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved in an amount of 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70 was used.

作製した実施例4−1、比較例4−1の二次電池について、実施例1−1〜実施例23、比較例1−1〜比較例1−7と同様にして、充放電試験を行い、常温サイクル特性および低温放電特性を調べた。表4に測定結果を示す。   For the fabricated secondary batteries of Example 4-1 and Comparative Example 4-1, a charge / discharge test was performed in the same manner as in Example 1-1 to Example 23 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-7. The room temperature cycle characteristics and the low temperature discharge characteristics were investigated. Table 4 shows the measurement results.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表4に示すように、実施例4−1では、エチレンカーボネート(EC)およびジエチルカーボネート(DEC)のみ含む電解液を用いた比較例4−1より、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得ることができた。また、負極活物質として、炭素材料を用いた場合でも、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料またはリチウム金属を用いた実施例1−1〜実施例3−18、比較例1−1〜比較例3−7で得られた結果と同様の結果が得られる傾向にある。   As shown in Table 4, in Example 4-1, superior room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics are obtained as compared with Comparative Example 4-1, which uses an electrolytic solution containing only ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). I was able to. Further, even when a carbon material is used as the negative electrode active material, Examples 1-1 to 3-18 and Comparative Examples using a material containing silicon (Si) as a constituent element or lithium metal as the negative electrode active material The results similar to those obtained in 1-1 to Comparative Example 3-7 tend to be obtained.

すなわち、負極活物質として、炭素材料を用いる場合において、溶媒として、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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上40体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上20体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および低温放電特性を得られることがわかる。   That is, in the case where a carbon material is used as the negative electrode active material, the solvent is a first solvent composed of at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. A second solvent composed of at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, The volume of the first solvent is 5% by volume to 40% by volume, and the volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) is 0.05% by volume to 20% by volume. By using an electrolyte containing the selected one, excellent room temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics can be obtained. I understand that

さらに、表1〜表4によると、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いた場合、および負極活物質として、リチウム金属を用いた場合には、上述の溶媒組成の溶媒を含む電解液を用いることで、特に常温サイクル特性が著しく向上した。すなわち、上述の溶媒組成の溶媒を含む電解液を用いることで、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いた場合、および負極活物質として、リチウム金属を用いた場合には、特に常温サイクル特性を著しく向上できることがわかった。   Further, according to Tables 1 to 4, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, and when lithium metal is used as the negative electrode active material, By using an electrolytic solution containing a solvent, the room temperature cycle characteristics were significantly improved. That is, by using an electrolytic solution containing a solvent having the above-described solvent composition, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, and when lithium metal is used as the negative electrode active material In particular, it was found that the room temperature cycle characteristics can be remarkably improved.

さらに、表1〜表2によると、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いた場合において、蒸着法により負極活物質層を形成すると、より常温サイクル特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合には、より良好な常温サイクル特性が得られる点から、蒸着法により負極活物質層を形成することが好ましいことがわかった。   Furthermore, according to Tables 1 and 2, when a material containing silicon (Si) as a constituent element was used as the negative electrode active material, the room temperature cycle characteristics were further improved when the negative electrode active material layer was formed by vapor deposition. That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, it is preferable to form the negative electrode active material layer by a vapor deposition method from the viewpoint of obtaining better room temperature cycle characteristics. all right.

<実施例5−1〜実施例5−26、比較例5−1〜比較例5−5>
実施例5−1〜実施例5−26では、負極34は、以下に説明するようにして作製した。また、以下に説明する電解液を用いた。
<Example 5-1 to Example 5-26, Comparative Example 5-1 to Comparative Example 5-5>
In Example 5-1 to Example 5-26, the negative electrode 34 was produced as described below. Moreover, the electrolyte solution demonstrated below was used.

厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体34Aの上に負極活物質としてケイ素(Si)を用い、電子ビーム蒸着法を用いて負極活物質層34Bを形成した。これにより負極34を得た。   A negative electrode active material layer 34B was formed on a negative electrode current collector 34A made of a copper foil having a thickness of 15 μm by using silicon (Si) as a negative electrode active material and using an electron beam evaporation method. Thereby, the negative electrode 34 was obtained.

実施例5−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:69.95:0.05の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved to 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30: 69.95: 0.05 was used. .

実施例5−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:69:1の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-2, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30: 69: 1 was used.

実施例5−3では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:68:2の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30: 68: 2 was used.

実施例5−4では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30: 65: 5 was used.

実施例5−5では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-5, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30:60:10 was used.

実施例5−6では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のシス体とを、体積比(EC:DEC:cis−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-6, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a cis isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: cis-DFEC) of 30:60:10 was used.

実施例5−7では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)5:90:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-7, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 5: 90: 5 was used.

実施例5−8では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)10:85:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-8, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 10: 85: 5 was used.

実施例5−9では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)20:75:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-9, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 20: 75: 5 was used.

実施例5−10では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:EMC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-10, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. A solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed at a volume ratio (EC: EMC: trans-DFEC) of 30: 65: 5 was used.

実施例5−11では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:EMC:trans−DFEC)30:40:25:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-11, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) ) In a volume ratio (EC: DEC: EMC: trans-DFEC) of 30: 40: 25: 5 as an electrolyte salt, so that LiPF 6 is 1.0 mol / kg. What was dissolved was used.

実施例5−12では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:DMC:trans−DFEC)30:40:25:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-12, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt in a solvent obtained by mixing the trans isomer of 1 with a composition having a volume ratio (EC: DEC: DMC: trans-DFEC) of 30: 40: 25: 5 to 1.0 mol / kg. What was let was used.

実施例5−13では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:10:75:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-13, the electrolytes included ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC). LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt in a solvent obtained by mixing the trans isomer of 1 with a composition having a volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) of 10: 10: 75: 5 to 1.0 mol / kg. What was made to use was used.

実施例5−14では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:20:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-14, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt in a solvent obtained by mixing the trans isomer of 1 with a composition having a volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) of 10: 20: 65: 5 to 1.0 mol / kg. What was made to use was used.

実施例5−15では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ブチレンカーボネート(BC)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:BC:DEC:trans−DFEC)10:20:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-15, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), diethyl carbonate (DEC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) LiPF 6 as an electrolyte salt was dissolved in a solvent in which the trans isomer was mixed with a composition having a volume ratio (EC: BC: DEC: trans-DFEC) of 10: 20: 65: 5 so as to be 1.0 mol / kg. What was made to use was used.

実施例5−16では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、γ−ブチロラクトン(GBL)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:GBL:DEC:trans−DFEC)10:20:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-16, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), γ-butyrolactone (GBL), diethyl carbonate (DEC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. ) In a volume ratio (EC: GBL: DEC: trans-DFEC) 10: 20: 65: 5 as an electrolyte salt, so that LiPF 6 is 1.0 mol / kg. What was dissolved was used.

実施例5−17では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、γ−バレロラクトン(GVL)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:GVL:DEC:trans−DFEC)10:20:65:5の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-17, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), γ-valerolactone (GVL), diethyl carbonate (DEC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one ( DFEC) trans isomer was mixed with a composition of volume ratio (EC: GVL: DEC: trans-DFEC) 10: 20: 65: 5 as an electrolyte salt so that LiPF 6 would be 1.0 mol / kg. What was dissolved in was used.

実施例5−18では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:10:70:10の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-18, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt in a solvent in which the trans isomer was mixed in a volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) with a composition of 10: 10: 70: 10 so as to be 1.0 mol / kg. What was made to use was used.

実施例5−19では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:20:60:10の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-19, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt in a solvent in which the trans isomer was mixed in a volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) 10: 20: 60: 10 composition to an electrolyte salt of 1.0 mol / kg. What was made to use was used.

実施例5−20では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、ビニレンカーボネート(VC)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-20, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of vinylene carbonate (VC) to a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30: 65: 5, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例5−21では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-21, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of propene sultone (PRS) to a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30:60:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例5−22では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に、ジビニルスルホン(DVS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-22, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of divinyl sulfone (DVS) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30:60:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例5−23では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に、無水コハク酸(SCAH)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-23, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of succinic anhydride (SCAH) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30:60:10, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was melt | dissolved so that it might become was used.

実施例5−24では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:60:10の組成で混合した溶媒に電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kg、LiBF4を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-24, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), LiPF 6 is dissolved at 1.0 mol / kg and LiBF 4 is dissolved at 0.1 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent mixed with a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30:60:10. Used.

実施例5−25では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:20:60:10の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-25, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) 1% by weight of propene sultone (PRS) to a solvent prepared by mixing the trans isomer with a composition of volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) 10: 20: 60: 10, and then adding an electrolyte salt. As a solution, LiPF 6 dissolved at 1.0 mol / kg was used.

実施例5−26では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kg、LiBF4を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 5-26, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of propene sultone (PRS) to a solvent mixed at a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30: 65: 5, 1.0 mol / kg of LiPF 6 is used as an electrolyte salt. the LiBF 4 was used dissolved at a 0.1 mol / kg.

比較例5−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 5-1, as an electrolyte, LiPF was used as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. What dissolved 6 so that it might become 1.0 mol / kg was used.

比較例5−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 5-2, as the electrolytic solution, propene sultone (PRS) was added to a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed in a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. After adding 1% by weight of LiPF 6 , LiPF 6 dissolved at 1.0 mol / kg was used as the electrolyte salt.

比較例5−3では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:55:15の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 5-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 30:55:15, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

比較例5−4では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 5-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

比較例5−5では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DMC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 5-5, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio (EC: DMC: trans-DFEC ) 30: 65: mixed solvent of a composition of 5, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

作製した実施例5−1〜実施例5−26、比較例5−1〜比較例5−5の二次電池について、実施例1−1〜実施例1−24、比較例1−7と同様にして、充放電試験を行い、常温サイクル特性について調べた。   The fabricated secondary batteries of Example 5-1 to Example 5-26 and Comparative Example 5-1 to Comparative Example 5-5 are the same as in Example 1-1 to Example 1-24 and Comparative Example 1-7. Thus, a charge / discharge test was conducted to examine room temperature cycle characteristics.

また、以下に説明するようにして、高温保存膨れ特性について調べた。23℃において、充放電を2サイクル行った。続いて、23℃において、4.2Vまで充電を行い、電池の厚み(初期厚み)を測定した。その後、90℃の高温槽にて保存試験を行い、4時間後の電池の厚みを求め、初期厚みとの差を求めた。なお、充電は、0.2Cの定電流定電圧充電を上限電圧4.2Vまで行い、放電は、0.2Cの定電流放電を終止電圧2.5Vまで行った。得られた結果を表5に示す。   In addition, as described below, the high-temperature storage swelling characteristics were examined. At 23 ° C., charging and discharging were performed for 2 cycles. Subsequently, the battery was charged to 4.2 V at 23 ° C., and the thickness (initial thickness) of the battery was measured. Thereafter, a storage test was conducted in a high-temperature bath at 90 ° C., the thickness of the battery after 4 hours was determined, and the difference from the initial thickness was determined. In addition, charge performed 0.2 C constant current constant voltage charge to the upper limit voltage 4.2V, and discharge performed 0.2 C constant current discharge to final voltage 2.5V. The results obtained are shown in Table 5.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表5に示すように、エチレンカーボネート(EC)よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)のうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体と、の3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例5−1〜実施例5−26によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例5−1より常温サイクル特性が向上した。   As shown in Table 5, a first solvent made of ethylene carbonate (EC), a second solvent made of at least one of diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC), and 4,5- According to Example 5-1 to Example 5-26 using an electrolyte containing three components of difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) as a solvent, ethylene carbonate (EC) And the normal temperature cycle characteristic improved from the comparative example 5-1 using the electrolyte solution which contains two components, and diethyl carbonate (DEC), as a solvent.

また、実施例5−1〜実施例5−5、比較例5−3によると、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが10体積%を超えると、高温保存膨れ特性が著しく悪化した。   In addition, according to Example 5-1 to Example 5-5 and Comparative Example 5-3, when 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one exceeds 10% by volume, high-temperature storage swelling characteristics are exhibited. Remarkably worsened.

さらに、実施例5−5、実施例5−7〜実施例5−9、比較例5−4によると、溶媒全体に対して、エチレンカーボネート(EC)の量が30体積%を超えると、高温保存膨れ特性が低下した。   Furthermore, according to Example 5-5, Example 5-7 to Example 5-9, and Comparative Example 5-4, when the amount of ethylene carbonate (EC) exceeds 30% by volume with respect to the entire solvent, The storage blistering property was deteriorated.

さらに、実施例5−10によると、第2の溶媒として、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりエチルメチルカーボネート(EMC)を用いても、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得ることができた。さらに実施例5−11によると、第2の溶媒として、ジエチルカーボネート(DEC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを混合して用いても、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得ることができた。   Furthermore, according to Example 5-10, even when ethyl methyl carbonate (EMC) was used instead of diethyl carbonate (DEC) as the second solvent, excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage swelling characteristics could be obtained. . Further, according to Example 5-11, even when diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed and used as the second solvent, excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage blister characteristics can be obtained. did it.

すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、溶媒として、エチレンカーボネート(EC)よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)のうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)と、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上30体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上10体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, a first solvent made of ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC) are used as the solvent. A second solvent consisting of at least one of the following, and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), and the volume of the first solvent relative to the total solvent is An electrolytic solution containing 5% by volume to 30% by volume and a volume of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) selected from 0.05% by volume to 10% by volume By using it, it was found that excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage swell characteristics can be obtained.

さらに、実施例5−6によると、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のシス体を用いた場合も、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得ることができた。さらに、実施例5−5と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体の代わりに4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のシス体を用いたことのみ異なる実施例5−6との比較によると、実施例5−5のほうが、高温保存膨れ特性が向上した。すなわち、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)として、より優れた高温保存膨れ特性を得られる点からは、トランス体が好ましいことがわかった。   Furthermore, according to Example 5-6, even when a cis isomer of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) is used, excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage blister characteristics can be obtained. I was able to. Furthermore, instead of the trans isomer of Example 5-5 and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) According to the comparison with Example 5-6 which differs only in using the cis isomer of Example 5-5, the high temperature storage swell characteristic was improved in Example 5-5. That is, it was found that a trans isomer is preferable as 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) from the viewpoint of obtaining superior high-temperature storage swelling characteristics.

さらに、実施例5−13〜実施例5−19によると、第1の溶媒として、エチレンカーボネート(EC)に加えて、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)のうちの少なくとも1種を含む溶媒を用いた場合に、より優れた高温保存膨れ特性を得ることができた。   Further, according to Examples 5-13 to 5-19, as the first solvent, in addition to ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL), When a solvent containing at least one of γ-valerolactone (GVL) was used, it was possible to obtain more excellent high-temperature storage swelling characteristics.

すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に、さらに第1の溶媒として、エチレンカーボネート(EC)に加えて、さらにプロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)のうちの少なくとも1種を含む溶媒を有する電解液を用いることで、より優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, propylene in addition to ethylene carbonate (EC) as the first solvent in addition to the electrolytic solution having the above solvent composition. By using an electrolytic solution having a solvent containing at least one of carbonate (PC), butylene carbonate (BC), γ-butyrolactone (GBL), and γ-valerolactone (GVL), more excellent high temperature storage swell characteristics I found out that

さらに、実施例5−20によると、ビニレンカーボネート(VC)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに不飽和結合を有する環状炭酸エステルを含むことで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 5-20, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding vinylene carbonate (VC). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, more excellent cycle characteristics can be obtained by including a cyclic carbonate having an unsaturated bond in the electrolytic solution having the solvent composition described above. I found out that

さらに、実施例5−21によると、プロペンスルトン(PRS)をさらに加えることで、高温保存膨れ特性がさらに向上した。さらに、実施例5−22によると、ジビニルスルホン(DVS)をさらに加えることで、高温保存膨れ特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらにスルホン構造を有する化合物を含むことで、より優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 5-21, the addition of propene sultone (PRS) further improved the high temperature storage blister characteristics. Furthermore, according to Example 5-22, the high temperature storage blistering property was further improved by further adding divinyl sulfone (DVS). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolyte solution having the above-described solvent composition further includes a compound having a sulfone structure, so that more excellent high-temperature storage swell characteristics can be obtained. It turns out that it is obtained.

さらに、実施例5−23によると、無水コハク酸(SCAH)をさらに加えることで、高温保存膨れ特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらに酸無水物を含むことで、より優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 5-23, the high temperature storage blistering property was further improved by further adding succinic anhydride (SCAH). That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, further excellent high-temperature storage swell characteristics can be obtained by further containing an acid anhydride in the electrolytic solution having the above solvent composition. I understood it.

さらに、実施例5−24によると、LiBF4を添加することで、高温保存膨れ特性が大きく向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に、リチウム塩としてLiBF4を含むことで、より優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 5-24, the addition of LiBF 4 greatly improved the high temperature storage swell characteristics. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolyte solution having the above solvent composition contains LiBF 4 as a lithium salt, so that more excellent high-temperature storage swell characteristics can be obtained. It turns out that it is obtained.

さらに、実施例5−25によると、第1の溶媒として、さらに、プロピレンカーボネート(PC)を加え、さらに、プロペンスルトン(PRS)を添加することで高温保存膨れ特性が向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液にさらにスルホン構造を有する化合物を含むことで、より優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 5-25, the high temperature storage blistering property was improved by adding propylene carbonate (PC) as a first solvent and further adding propene sultone (PRS). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolyte solution having the above-described solvent composition further includes a compound having a sulfone structure, so that more excellent high-temperature storage swell characteristics can be obtained. It turns out that it is obtained.

さらに、実施例5−26によると、LiBF4を添加し、さらに、プロペンスルトン(PRS)を添加することで、高温保存膨れ特性が著しく向上した。すなわち、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に、リチウム塩としてLiBF4を含み、さらに、スルホン構造を有する化合物を含むことにより、特に優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 5-26, the high temperature storage blistering property was remarkably improved by adding LiBF 4 and further adding propene sultone (PRS). That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used as the negative electrode active material, the electrolytic solution having the above solvent composition contains LiBF 4 as a lithium salt and further contains a compound having a sulfone structure. Thus, it was found that particularly excellent high-temperature storage blister characteristics can be obtained.

<実施6−1〜実施例6−4、比較例6−1〜比較例6−3>
実施例6−1〜実施例6−4では、負極34を以下に説明するように作製した。また、以下に説明する電解液を用いた。
<Example 6-1 to Example 6-4, Comparative Example 6-1 to Comparative Example 6-3>
In Example 6-1 to Example 6-4, the negative electrode 34 was produced as described below. Moreover, the electrolyte solution demonstrated below was used.

負極材料として人造黒鉛粉末を用意し、この人造黒鉛粉末90質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)10質量部とを混合して負極合剤を調製した。次に、この負極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとしたのち、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体34Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層34Bを形成し負極34を作製した。   Artificial graphite powder was prepared as a negative electrode material, and 90 parts by mass of the artificial graphite powder and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture. Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a negative electrode mixture slurry, and then uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector 34A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm. The negative electrode 34 was produced by compression molding with a roll press to form a negative electrode active material layer 34B.

実施例6−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 6-1, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC ) 30: 65: mixed solvent of a composition of 5, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

実施例6−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:PC:DEC:trans−DFEC)10:10:75:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 6-2, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) ) In a volume ratio (EC: PC: DEC: trans-DFEC) 10: 10: 75: 5, and the electrolyte salt is LiPF 6 at 1.0 mol / kg. What was dissolved in was used.

実施例6−3では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 6-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of propene sultone (PRS) to a solvent mixed at a volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) of 30: 65: 5, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt. What was dissolved was used.

実施例6−4では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:65:5の組成で混合した溶媒に、プロペンスルトン(PRS)を1重量%添加した後、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kg、LiBF4を0.1mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Example 6-4, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), After adding 1% by weight of propene sultone (PRS) to a solvent mixed at a composition of volume ratio (EC: DEC: trans-DFEC) 30: 65: 5, 1.0 mol / kg of LiPF 6 is used as an electrolyte salt. the LiBF 4 was used dissolved at a 0.1 mol / kg.

比較例6−1では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(EC:DEC)30:70の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 6-1, as an electrolyte, LiPF was used as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio (EC: DEC) of 30:70. What dissolved 6 so that it might become 1.0 mol / kg was used.

比較例6−2では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)30:55:15の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 6-2, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 30:55:15, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

比較例6−3では、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体とを、体積比(EC:DEC:trans−DFEC)40:50:10の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。 In Comparative Example 6-3, as an electrolytic solution, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used. volume ratio mixed solvent of a composition of (EC:: DEC trans-DFEC ) 40:50:10, as an electrolyte salt, was used by dissolving LiPF 6 so that 1.0 mol / kg.

作製した実施例6−1〜実施例6−4、比較例6−1〜比較例6−3の二次電池について、実施例5−1〜実施例5−26、比較例5−1〜比較例5−5と同様にして、常温サイクル特性および高温保存膨れ特性について調べた。得られた結果を表6に示す。   Regarding the fabricated secondary batteries of Example 6-1 to Example 6-4 and Comparative Example 6-1 to Comparative Example 6-3, Examples 5-1 to 5-26 and Comparative Examples 5-1 to 5-1 were compared. In the same manner as in Example 5-5, the room temperature cycle characteristics and the high temperature storage swell characteristics were examined. The results obtained are shown in Table 6.

Figure 2008016422
Figure 2008016422

表6に示すように、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)のトランス体と、の3成分を溶媒として含む電解液を用いた実施例6−1〜実施例6−2によると、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)との2成分を溶媒として含む電解液を用いた比較例6−1より常温サイクル特性が向上した。   As shown in Table 6, three components of ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and a trans form of 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) were used as a solvent. According to Example 6-1 to Example 6-2 using an electrolytic solution containing Comparative Example 6-1 using an electrolytic solution containing two components of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) as a solvent More room temperature cycle characteristics were improved.

また、実施例6−1〜実施例6−2、比較例6−2によると、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)が10体積%を超えると、高温保存膨れ特性が著しく悪化した。   Further, according to Example 6-1 to Example 6-2 and Comparative Example 6-2, when 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) exceeds 10% by volume, it is stored at high temperature. The blistering property was significantly deteriorated.

さらに、実施例6−1〜実施例6−2、比較例6−1、比較例6−3によると、溶媒全体に対して、エチレンカーボネート(EC)の量が30体積%を超えると、高温保存膨れ特性が低下した。   Furthermore, according to Example 6-1 to Example 6-2, Comparative Example 6-1 and Comparative Example 6-3, when the amount of ethylene carbonate (EC) exceeds 30% by volume with respect to the whole solvent, the temperature is high. The storage blistering property was deteriorated.

さらに、第2の溶媒として、ジエチルカーボネート(DEC)の代わりにエチルメチルカーボネート(EMC)を用いても、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得られる傾向にある。第2の溶媒として、ジエチルカーボネート(DEC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを混合して用いても、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得られる傾向にある。   Furthermore, even if ethyl methyl carbonate (EMC) is used as the second solvent instead of diethyl carbonate (DEC), excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage blister characteristics tend to be obtained. Even when diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed and used as the second solvent, excellent room temperature cycle characteristics and high temperature storage swelling characteristics tend to be obtained.

すなわち、負極活物質として、炭素材料を用いる場合において、溶媒として、エチレンカーボネート(EC)よりなる第1の溶媒と、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)のうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)と、を含み、溶媒全体に対して、第1の溶媒の体積が5体積%以上30体積%以下、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)の体積が0.05体積%以上10体積%以下に選ばれたものを含む電解液を用いることで、優れた常温サイクル特性および高温保存膨れ特性を得られることがわかった。   That is, when a carbon material is used as the negative electrode active material, the solvent is composed of at least one of a first solvent made of ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC). A second solvent and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC), wherein the volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less based on the whole solvent. , 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) has an excellent room temperature cycle by using an electrolyte containing a volume selected from 0.05% by volume to 10% by volume It was found that characteristics and high temperature storage blister characteristics can be obtained.

さらに、実施例6−3によると、プロペンスルトン(PRS)をさらに加えることで、常温サイクル特性がさらに向上した。すなわち、負極活物質として、炭素材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に、さらに、スルホン構造を有する化合物を含むことで、より優れたサイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, according to Example 6-3, the room temperature cycle characteristics were further improved by further adding propene sultone (PRS). That is, when a carbon material is used as the negative electrode active material, it was found that more excellent cycle characteristics can be obtained by further including a compound having a sulfone structure in the electrolytic solution having the above solvent composition.

さらに、実施例6−4によると、LiBF4を添加し、さらに、プロペンスルトン(PRS)を添加することで、高温保存膨れ特性が著しく向上した。すなわち、負極活物質として、炭素材料を用いる場合において、上述の溶媒組成を有する電解液に、リチウム塩としてLiBF4を含み、さらに、プロペンスルトン(PRS)を含むことで、特に優れた高温保存膨れ特性を得られることがわかった。 Furthermore, according to Example 6-4, the high temperature storage blistering property was remarkably improved by adding LiBF 4 and further adding propene sultone (PRS). That is, when a carbon material is used as the negative electrode active material, the electrolyte solution having the above-described solvent composition contains LiBF 4 as the lithium salt and further contains propene sultone (PRS). It was found that characteristics can be obtained.

その他、負極活物質として、炭素材料を用いた場合でも、負極活物質として、ケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いた実施例5−1〜実施例5−26、比較例5−1〜比較例5−5で得られた結果と同様の結果が得られる傾向にある。   In addition, even when a carbon material is used as the negative electrode active material, Examples 5-1 to 5-26 and Comparative Example 5-1 using a material containing silicon (Si) as a constituent element as the negative electrode active material. -A result similar to the result obtained in Comparative Example 5-5 tends to be obtained.

さらに、負極活物質として、スズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いた場合でも、負極活物質として(Si)を構成元素として含む材料を用いた実施例5−1〜実施例5−26、比較例5−1〜比較例5−5で得られた結果と同様の結果が得られる傾向にある。   Further, even when a material containing tin (Sn) as a constituent element is used as the negative electrode active material, Examples 5-1 to 5-26 using a material containing (Si) as a constituent element as the negative electrode active material The results similar to those obtained in Comparative Examples 5-1 to 5-5 tend to be obtained.

さらに、上述した実施例では、電解液を用いる場合について説明したが、ゲル状の電解質を用いても同様の結果を得ることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the electrolytic solution is used has been described. However, the same result can be obtained even when a gel electrolyte is used.

以上、この発明を実施形態および実施例を挙げて説明したが、この発明は、上述した実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態および実施例では、巻回構造の二次電池を具体的に挙げて説明したが、この発明は、角型、シート型あるいはカード型、または正極および負極を複数積層した積層構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。また、この発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, a secondary battery having a wound structure has been specifically described. However, the present invention is a rectangular type, a sheet type or a card type, or a laminate in which a plurality of positive and negative electrodes are laminated. The present invention can be similarly applied to a secondary battery having a structure. Further, the present invention is not limited to the secondary battery but can be similarly applied to other batteries such as a primary battery.

また、上述した実施形態においては、円筒形の電池、外装材にラミネートフィルムを用いた電池および金属製の外装缶を用いた電池を例に挙げて説明したが、これらに限定されることはない。例えば、コイン型、ボタン型等、薄型電池等、種々の形状や大きさした非水電解質電池にも適用可能である。   Moreover, in embodiment mentioned above, although the cylindrical battery, the battery which used the laminate film for the exterior material, and the battery using the metal exterior can were mentioned as an example, it was not limited to these. . For example, the present invention can be applied to non-aqueous electrolyte batteries having various shapes and sizes, such as a coin type, a button type, and a thin battery.

さらに、上述した実施形態および実施例では、電極反応物質としてリチウム(Li)を用いる場合について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの長周期型周期表における他の1族の元素、またはマグネシウム(Mg)あるいはカルシウム(Ca)などの長周期型周期表における2族の元素、またはアルミニウム(Al)などの他の軽金属、またはリチウム(Li)あるいはこれらの合金を用いる場合についても、この発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、負極活物質には、実施形態で説明したような負極材料を同様にして用いることができる。   Further, in the above-described embodiments and examples, the case where lithium (Li) is used as the electrode reactant has been described, but other group 1 elements in the long-period periodic table such as sodium (Na) or potassium (K) are used. Or when using a group 2 element in the long-period periodic table such as magnesium (Mg) or calcium (Ca), or other light metal such as aluminum (Al), or lithium (Li) or an alloy thereof, The present invention can be applied and the same effect can be obtained. At that time, as the negative electrode active material, the negative electrode material described in the embodiment can be used in the same manner.

この発明の一実施形態による電解質を用いた二次電池の第1の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 1st example of the secondary battery using the electrolyte by one Embodiment of this invention. 図1に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body in the secondary battery shown in FIG. この発明の一実施形態による電解質を用いた二次電池の第2の例の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the 2nd example of the secondary battery using the electrolyte by one Embodiment of this invention. 図3で示した巻回電極体のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line | wire of the winding electrode body shown in FIG. この発明の一実施形態による電解質を用いた二次電池の第3の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 3rd example of the secondary battery using the electrolyte by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11・・・電池缶
12,13・・・絶縁板
14・・・電池蓋
15・・・安全弁機構
15A・・・ディスク板
16・・・熱感抵抗素子
17・・・ガスケット
20,30・・・巻回電極体
21,33・・・正極
21A,33A・・・正極集電体
21B,33B・・・正極活物質層
22,34・・・負極
22A,34A・・・負極集電体
22B,34B・・・負極活物質層
23,35・・・セパレータ
24・・・センターピン
25,31・・・正極リード
26,32・・・負極リード
36・・・電解質層
37・・・保護テープ
40・・・外装部材
41・・・密着フィルム
51・・・外装缶
52・・・電池蓋
53・・・巻回電極体
54・・・電極ピン
55・・・電池端子
57・・・封止部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can 12, 13 ... Insulation board 14 ... Battery cover 15 ... Safety valve mechanism 15A ... Disc board 16 ... Heat sensitive resistance element 17 ... Gasket 20, 30, ... Winding electrode body 21, 33 ... Positive electrode 21A, 33A ... Positive electrode current collector 21B, 33B ... Positive electrode active material layer 22, 34 ... Negative electrode 22A, 34A ... Negative electrode current collector 22B , 34B ... negative electrode active material layer 23, 35 ... separator 24 ... center pin 25, 31 ... positive electrode lead 26, 32 ... negative electrode lead 36 ... electrolyte layer 37 ... protective tape DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Exterior member 41 ... Adhesion film 51 ... Exterior can 52 ... Battery cover 53 ... Winding electrode body 54 ... Electrode pin 55 ... Battery terminal 57 ... Sealing Element

Claims (34)

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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、上記第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下であること
を特徴とする電解質。
A first solvent comprising at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone;
A second solvent comprising at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the entire solvent,
The electrolyte characterized in that the volume of the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05 vol% or more and 20 vol% or less.
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンは、トランス体であること
を特徴とする請求項1記載の電解質。
The electrolyte according to claim 1, wherein the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is a trans isomer.
さらに不飽和結合を有する環状炭酸エステル化合物を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
The electrolyte according to claim 1, further comprising a cyclic carbonate compound having an unsaturated bond.
さらに酸無水物を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
The electrolyte according to claim 1, further comprising an acid anhydride.
さらに化1で表された軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
Figure 2008016422
(式中、R11は−C(=O)−R21−C(=O)−基(R21はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)、−C(=O)−C(R23)(R24)−基(R23、R24は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)、または−C(=O)−C(=O)−基を表し、R12はハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表し、X11およびX12は酸素(O)または硫黄(S)をそれぞれ表し、M11は遷移金属元素または短周期型周期表における3B族元素、4B族元素あるいは5B族元素を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、aは1〜4の整数であり、bは0〜8の整数であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
2. The electrolyte according to claim 1, further comprising at least one light metal salt represented by Chemical Formula 1.
Figure 2008016422
(Wherein R11 represents a —C (═O) —R21—C (═O) — group (R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group), —C (═O ) -C (R23) (R24)-group (R23, R24 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group), or -C (= O) -C (= O) -Represents a group, R12 represents a halogen group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group, X11 and X12 each represent oxygen (O) or sulfur (S), and M11 represents a transition metal element Or represents a group 3B element, a group 4B element or a group 5B element in the short period type periodic table, and M21 represents a group 1A element, group 2A element or aluminum in the short period type periodic table. Represents (Al), a is an integer from 1 to 4, b is an integer of 0~8, c, d, e and f is an integer of 1 to 3, respectively.)
さらに化2で表された軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
Figure 2008016422
(式中、R11は−C(=O)−R21−C(=O)−基(R21はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)、−C(=O)−C(=O)−基、または−C(=O)−C−(R22)2(R22はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)−基を表し、R13はハロゲンを表し、M12はリン(P)またはホウ素(B)を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、a1は1〜4の整数であり、b1は0、2または4であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
2. The electrolyte according to claim 1, further comprising at least one light metal salt represented by Chemical Formula 2.
Figure 2008016422
(Wherein R11 represents a —C (═O) —R21—C (═O) — group (R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group), —C (═O ) —C (═O) — group or —C (═O) —C— (R22) 2 (R22 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group) — group. , R13 represents halogen, M12 represents phosphorus (P) or boron (B), M21 represents a group 1A element or group 2A element or aluminum (Al) in the short-period periodic table, and a1 is 1 to 4 An integer, b1 is 0, 2 or 4, and c, d, e and f are each an integer of 1 to 3.)
さらに化3で表されたジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム、化4で表されたジフルオロビス[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、化5で表されたジフルオロ[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化6で表されたビス[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化7で表されたテトラフルオロ[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、化8で表されたビス[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウムよりなる群から選ばれた軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Further, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate represented by Chemical Formula 3, difluorobis [oxolato-O, O ′] lithium phosphate represented by Chemical Formula 4, difluoro [3, 3,3-trifluoro-2-oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O ′] lithium borate, bis [3,3,3-trifluoro-2 represented by Formula 6 -Oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O '] lithium borate, tetrafluoro [oxolato-O, O'] lithium phosphate represented by Chemical formula 7, represented by Chemical formula 8 2. The electrolyte according to claim 1, comprising at least one light metal salt selected from the group consisting of lithium bis [oxolato-O, O ′] lithium borate.
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
さらにLiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、化9で表されたリチウム塩、化10で表されたリチウム塩、化11で表されたリチウム塩よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項1記載の電解質。
Figure 2008016422
(式中、mおよびnは1以上の整数である。)
Figure 2008016422
(式中、Rは炭素数2〜4の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキレン基を表す。)
Figure 2008016422
(式中、p、qおよびrは1以上の整数である。)
Further, at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , a lithium salt represented by Chemical Formula 9, a lithium salt represented by Chemical Formula 10 and a lithium salt represented by Chemical Formula 11 The electrolyte according to claim 1, comprising:
Figure 2008016422
(In the formula, m and n are integers of 1 or more.)
Figure 2008016422
(In the formula, R represents a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.)
Figure 2008016422
(In the formula, p, q and r are integers of 1 or more.)
エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、上記第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下であること
を特徴とする角型電池用電解質。
A first solvent comprising ethylene carbonate;
A second solvent comprising at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the entire solvent,
The electrolyte for a prismatic battery, wherein the volume of the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05% by volume or more and 10% by volume or less.
さらに、上記第1の溶媒として、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
The electrolyte for a prismatic battery according to claim 9, further comprising at least one of propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone as the first solvent.
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンは、トランス体であること
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
10. The electrolyte for a prismatic battery according to claim 9, wherein the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is a trans isomer.
さらに不飽和結合を有する環状炭酸エステル化合物を含むこと
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
The electrolyte for a prismatic battery according to claim 9, further comprising a cyclic carbonate compound having an unsaturated bond.
さらに酸無水物を含むこと
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
The electrolyte for a prismatic battery according to claim 9, further comprising an acid anhydride.
さらにスルホン構造を有する化合物を含むこと
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
The electrolyte for a prismatic battery according to claim 9, further comprising a compound having a sulfone structure.
上記スルホン構造を有する化合物は、プロパンスルトン、プロペンスルトン、ジビニルスルホンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であること
を特徴とする請求項14記載の角型電池用電解質。
15. The prismatic battery electrolyte according to claim 14, wherein the compound having a sulfone structure is at least one selected from the group consisting of propane sultone, propene sultone, and divinyl sulfone.
さらにLiBF4を含むこと
を特徴とする請求項9記載の角型電池用電解質。
Further prismatic cell electrolyte according to claim 9, characterized in that it comprises a LiBF 4.
正極および負極と、電解質と、を備えた電池であって、
上記電解質は、
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、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちから選ばれた少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、上記第1の溶媒の体積は、5体積%以上40体積%以下であり、
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上20体積%以下であること
を特徴とする電池。
A battery comprising a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte,
The electrolyte is
A first solvent comprising at least one selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone;
A second solvent comprising at least one selected from diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 40% by volume or less with respect to the entire solvent,
The battery characterized in that the volume of the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05 vol% or more and 20 vol% or less.
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンは、トランス体であること
を特徴とする請求項17記載の電池。
The battery according to claim 17, wherein the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is in a trans form.
上記電解質は、
さらに不飽和結合を有する環状炭酸エステル化合物を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
The electrolyte is
18. The battery according to claim 17, further comprising a cyclic carbonate compound having an unsaturated bond.
上記電解質は、
さらに酸無水物を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
The electrolyte is
The battery according to claim 17, further comprising an acid anhydride.
上記電解質は、
さらに化12で表された軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
Figure 2008016422
(式中、R11は−C(=O)−R21−C(=O)−基(R21はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)、−C(=O)−C(R23)(R24)−基(R23、R24は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)、または−C(=O)−C(=O)−基を表し、R12はハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表し、X11およびX12は酸素(O)または硫黄(S)をそれぞれ表し、M11は遷移金属元素または短周期型周期表における3B族元素、4B族元素あるいは5B族元素を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、aは1〜4の整数であり、bは0〜8の整数であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
The electrolyte is
The battery according to claim 17, further comprising at least one light metal salt represented by Chemical formula 12.
Figure 2008016422
(Wherein R11 represents a —C (═O) —R21—C (═O) — group (R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group), —C (═O ) -C (R23) (R24)-group (R23, R24 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group), or -C (= O) -C (= O) -Represents a group, R12 represents a halogen group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group, X11 and X12 each represent oxygen (O) or sulfur (S), and M11 represents a transition metal element Or represents a group 3B element, a group 4B element or a group 5B element in the short period type periodic table, and M21 represents a group 1A element, group 2A element or aluminum in the short period type periodic table. Represents (Al), a is an integer from 1 to 4, b is an integer of 0~8, c, d, e and f is an integer of 1 to 3, respectively.)
上記電解質は、
さらに化13で表された軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
Figure 2008016422
(式中、R11は−C(=O)−R21−C(=O)−基(R21はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基を表す。)、−C(=O)−C(=O)−基、または−C(=O)−C−(R22)2(R22はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基を表す。)−基を表し、R13はハロゲンを表し、M12はリン(P)またはホウ素(B)を表し、M21は短周期型周期表における1A族元素あるいは2A族元素またはアルミニウム(Al)を表し、a1は1〜4の整数であり、b1は0、2または4であり、c、d、eおよびfはそれぞれ1〜3の整数である。)
The electrolyte is
The battery according to claim 17, further comprising at least one light metal salt represented by Chemical formula 13.
Figure 2008016422
(Wherein R11 represents a —C (═O) —R21—C (═O) — group (R21 represents an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group or a halogenated arylene group), —C (═O ) —C (═O) — group or —C (═O) —C— (R22) 2 (R22 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group or a halogenated aryl group) — group. , R13 represents halogen, M12 represents phosphorus (P) or boron (B), M21 represents a group 1A element or group 2A element or aluminum (Al) in the short-period periodic table, and a1 is 1 to 4 An integer, b1 is 0, 2 or 4, and c, d, e and f are each an integer of 1 to 3.)
上記電解質は、
さらに化14で表されたジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム、化15で表されたジフルオロビス[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、化16で表されたジフルオロ[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化17で表されたビス[3,3,3−トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロメチルプロピオナト(2−)−O,O’]ホウ酸リチウム、化18で表されたテトラフルオロ[オキソラト−O,O’]リン酸リチウム、化19で表されたビス[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウムよりなる群から選ばれた軽金属塩の少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
The electrolyte is
Further, lithium difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate represented by Chemical formula 14, difluorobis [oxolato-O, O ′] lithium phosphate represented by Chemical formula 15, difluoro [3, 3,3-trifluoro-2-oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O ′] lithium borate, bis [3,3,3-trifluoro-2 represented by formula 17 -Oxide-2-trifluoromethylpropionate (2-)-O, O '] lithium borate, tetrafluoro [oxolato-O, O'] lithium phosphate represented by Chemical formula 18, represented by Chemical formula 19 The battery according to claim 17, comprising at least one light metal salt selected from the group consisting of lithium bis [oxolato-O, O ′] lithium borate.
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
Figure 2008016422
上記電解質は、
さらにLiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、化20で表されたリチウム塩、化21で表されたリチウム塩、化22で表されたリチウム塩よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
Figure 2008016422
(式中、mおよびnは1以上の整数である。)
Figure 2008016422
(式中、Rは炭素数2〜4の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキレン基を表す。)
Figure 2008016422
(式中、p、qおよびrは1以上の整数である。)
The electrolyte is
Further, at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , a lithium salt represented by Chemical Formula 20, a lithium salt represented by Chemical Formula 21 and a lithium salt represented by Chemical Formula 22 The battery according to claim 17, comprising:
Figure 2008016422
(In the formula, m and n are integers of 1 or more.)
Figure 2008016422
(In the formula, R represents a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.)
Figure 2008016422
(In the formula, p, q and r are integers of 1 or more.)
上記負極は、リチウム金属、またはケイ素(Si)を含む材料を含むこと
を特徴とする請求項17記載の電池。
The battery according to claim 17, wherein the negative electrode includes a material containing lithium metal or silicon (Si).
正極および負極と、電解質と、を備え、
上記電解質は、
エチレンカーボネートよりなる第1の溶媒と、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの少なくとも1種よりなる第2の溶媒と、
4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、
を含み、
溶媒全体に対して、上記第1の溶媒の体積は、5体積%以上30体積%以下であり、
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの体積は、0.05体積%以上10体積%以下であること
を特徴とする角型電池。
A positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte;
The electrolyte is
A first solvent comprising ethylene carbonate;
A second solvent comprising at least one of diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate;
4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Including
The volume of the first solvent is 5% by volume or more and 30% by volume or less with respect to the entire solvent,
The prismatic battery characterized in that the volume of the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is 0.05 vol% or more and 10 vol% or less.
上記電解質は、
上記第1の溶媒として、さらにプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンのうちの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
The electrolyte is
27. The prismatic battery according to claim 26, further comprising at least one of propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone as the first solvent.
上記4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンは、トランス体であること
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
27. The prismatic battery according to claim 26, wherein the 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is a trans isomer.
上記電解質は、
さらに不飽和結合を有する環状炭酸エステル化合物を含むこと
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
The electrolyte is
27. The prismatic battery according to claim 26, further comprising a cyclic carbonate compound having an unsaturated bond.
上記電解質は、
さらに酸無水物を含むこと
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
The electrolyte is
27. The prismatic battery according to claim 26, further comprising an acid anhydride.
上記電解質は、
さらにスルホン構造を有する化合物を含むこと
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
The electrolyte is
27. The prismatic battery according to claim 26, further comprising a compound having a sulfone structure.
上記電解質は、
上記スルホン構造を有する化合物は、プロパンスルトン、プロペンスルトン、ジビニルスルホンよりなる群から選ばれた少なくとも1種であること
を特徴とする請求項31記載の角型電池。
The electrolyte is
32. The prismatic battery according to claim 31, wherein the compound having a sulfone structure is at least one selected from the group consisting of propane sultone, propene sultone, and divinyl sulfone.
上記電解質は、
さらにLiBF4を含むこと
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
The electrolyte is
Furthermore the prismatic battery according to claim 26, characterized in that it comprises a LiBF 4.
上記負極は、ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を有すること
を特徴とする請求項26記載の角型電池。
27. The prismatic battery according to claim 26, wherein the negative electrode has a material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element.
JP2006213665A 2006-06-07 2006-08-04 Non-aqueous electrolyte battery electrolyte and battery using the same Active JP5211446B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006213665A JP5211446B2 (en) 2006-06-07 2006-08-04 Non-aqueous electrolyte battery electrolyte and battery using the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006159014 2006-06-07
JP2006159014 2006-06-07
JP2006213665A JP5211446B2 (en) 2006-06-07 2006-08-04 Non-aqueous electrolyte battery electrolyte and battery using the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008016422A true JP2008016422A (en) 2008-01-24
JP2008016422A5 JP2008016422A5 (en) 2009-08-13
JP5211446B2 JP5211446B2 (en) 2013-06-12

Family

ID=39073219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006213665A Active JP5211446B2 (en) 2006-06-07 2006-08-04 Non-aqueous electrolyte battery electrolyte and battery using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5211446B2 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010414A (en) * 2006-06-02 2008-01-17 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and non-aqueous electrolyte battery
JP2009218057A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Sony Corp Electrolytic solution and secondary battery
JP2009259472A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Sony Corp Electrolyte solution and secondary battery
JP2009302021A (en) * 2008-06-17 2009-12-24 Sony Corp Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2011054490A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and lithium secondary cell using the same
WO2012032700A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 パナソニック株式会社 Nonaqueous electrolyte for secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2012102259A1 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 株式会社 村田製作所 Nonaqueous electrolyte secondary cell
WO2012105510A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same
JP2013080727A (en) * 2006-06-02 2013-05-02 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery
US8778544B2 (en) 2011-03-09 2014-07-15 Panasonic Corporation Battery with terminal
JP2015103361A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 宇部興産株式会社 Nonaqueous electrolyte and electricity storage device including the same
WO2018135043A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社村田製作所 Electrolyte solution for secondary batteries, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electrical energy storage system, electric tool and electronic device
CN110546807A (en) * 2017-04-25 2019-12-06 三星Sdi株式会社 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
CN110993912A (en) * 2019-09-25 2020-04-10 东莞赣锋电子有限公司 Preparation of silicon-carbon negative electrode battery
CN113839091A (en) * 2020-06-24 2021-12-24 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Electrolyte system for lithium batteries of electric vehicles

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168480A (en) * 2001-12-04 2003-06-13 Hitachi Ltd Lithium secondary battery, its electrolytic solution, and its positive electrode
JP2004319317A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Hitachi Maxell Ltd Lithium secondary battery
JP2006019274A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Samsung Sdi Co Ltd Lithium secondary battery
WO2006033358A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-30 Sony Corporation Electrolyte solution and battery
JP2006086058A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution secondary battery, and non-aqueous electrolytic solution
JP2007035616A (en) * 2005-06-23 2007-02-08 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic liquid and non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
WO2007043624A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-19 Mitsui Chemicals, Inc. Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using same
JP2007250415A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using the same
JP2007299541A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and non-aqueous electrolyte secondary battery using it
JP2007317654A (en) * 2006-04-27 2007-12-06 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte solution secondary battery using the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168480A (en) * 2001-12-04 2003-06-13 Hitachi Ltd Lithium secondary battery, its electrolytic solution, and its positive electrode
JP2004319317A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Hitachi Maxell Ltd Lithium secondary battery
JP2006019274A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Samsung Sdi Co Ltd Lithium secondary battery
JP2006086058A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution secondary battery, and non-aqueous electrolytic solution
WO2006033358A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-30 Sony Corporation Electrolyte solution and battery
JP2007035616A (en) * 2005-06-23 2007-02-08 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic liquid and non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
WO2007043624A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-19 Mitsui Chemicals, Inc. Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using same
JP2007250415A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using the same
JP2007299541A (en) * 2006-04-27 2007-11-15 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and non-aqueous electrolyte secondary battery using it
JP2007317654A (en) * 2006-04-27 2007-12-06 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte solution secondary battery using the same

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013080727A (en) * 2006-06-02 2013-05-02 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery
US9231276B2 (en) 2006-06-02 2016-01-05 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solutions and nonaqueous-electrolyte batteries
JP2008010414A (en) * 2006-06-02 2008-01-17 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and non-aqueous electrolyte battery
JP2009218057A (en) * 2008-03-10 2009-09-24 Sony Corp Electrolytic solution and secondary battery
JP2009259472A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Sony Corp Electrolyte solution and secondary battery
JP2009302021A (en) * 2008-06-17 2009-12-24 Sony Corp Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2011054490A (en) * 2009-09-03 2011-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and lithium secondary cell using the same
JP5426763B2 (en) * 2010-09-10 2014-02-26 パナソニック株式会社 Nonaqueous electrolyte for secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN102523761A (en) * 2010-09-10 2012-06-27 松下电器产业株式会社 Nonaqueous electrolyte for secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2012032700A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 パナソニック株式会社 Nonaqueous electrolyte for secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2012102259A1 (en) * 2011-01-25 2012-08-02 株式会社 村田製作所 Nonaqueous electrolyte secondary cell
JP5578341B2 (en) * 2011-01-25 2014-08-27 株式会社村田製作所 Non-aqueous electrolyte secondary battery
US9640832B2 (en) 2011-01-25 2017-05-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
US9806375B2 (en) 2011-01-31 2017-10-31 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same
WO2012105510A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same
US11688881B2 (en) 2011-01-31 2023-06-27 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same
US8778544B2 (en) 2011-03-09 2014-07-15 Panasonic Corporation Battery with terminal
JP2015103361A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 宇部興産株式会社 Nonaqueous electrolyte and electricity storage device including the same
WO2018135043A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 株式会社村田製作所 Electrolyte solution for secondary batteries, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electrical energy storage system, electric tool and electronic device
CN110546807A (en) * 2017-04-25 2019-12-06 三星Sdi株式会社 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
CN110546807B (en) * 2017-04-25 2022-07-22 三星Sdi株式会社 Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
CN110993912A (en) * 2019-09-25 2020-04-10 东莞赣锋电子有限公司 Preparation of silicon-carbon negative electrode battery
CN113839091A (en) * 2020-06-24 2021-12-24 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Electrolyte system for lithium batteries of electric vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
JP5211446B2 (en) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5211446B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery electrolyte and battery using the same
KR101438185B1 (en) Battery
JP6123858B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and separator
JP4349321B2 (en) battery
KR101624684B1 (en) Anode current collector, anode, and secondary battery
JP4836767B2 (en) Lithium ion secondary battery
US20110045357A1 (en) Electrolyte and cell
JP5109359B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5002952B2 (en) battery
JP5205708B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2007242545A (en) Electrolyte and battery
JP2010287431A (en) Battery
JP2007250191A (en) Electrolyte and battery
JP2007273396A (en) Electrolytic solution and battery
US8148006B2 (en) Electrolytic solution and battery
JP5044967B2 (en) Secondary battery electrolyte and secondary battery
JP2011044339A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2006032301A (en) Electrolyte and battery
JP4415974B2 (en) battery
JP5168593B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2007157399A (en) Electrolyte and battery
JP4784133B2 (en) Secondary battery and battery
JP2012033502A (en) Electrolytic solution and secondary battery
JP2008305770A (en) Nonaqueous solution battery
JP5035288B2 (en) battery

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090626

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090626

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120918

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130211

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5211446

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250