JP2008277001A - Non-aqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution battery - Google Patents

Non-aqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution battery Download PDF

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浩之 徳田
Minoru Kotado
稔 古田土
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolytic solution by which a battery having superior safety, high capacity, charge-discharge characteristic of high current density, and storage performance can be provided, and a nonaqueous electrolytic solution battery manufactured by using it. <P>SOLUTION: This is the nonaqueous electrolytic solution that is formed by containing lithium salt and room temperature molten salt, and moreover, the nonaqueous electrolytic solution contains "monofluorophosphoric acid salt and/or difluorophosphoric acid salt", and furthermore, the nonaqueous electrolytic solution battery is manufactured by using it. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery using the same.

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる民生用の電源から自動車用等の駆動用車載電源まで広範な用途に、リチウム二次電池等の非水系電解液電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高くなっており、電池特性と共に電池安全性の改善が要望されている。   Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries are being put to practical use in a wide range of applications from so-called consumer power sources such as mobile phones and notebook computers to in-vehicle power sources for automobiles and the like. However, the demand for higher performance for non-aqueous electrolyte batteries in recent years is increasing, and there is a demand for improvement in battery safety as well as battery characteristics.

非水系電解液電池に用いる電解液は、通常、主として電解質と非水系溶媒とから構成されている。非水系溶媒の主成分としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル等が用いられている。   The electrolytic solution used for a non-aqueous electrolyte battery is usually composed mainly of an electrolyte and a non-aqueous solvent. The main components of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. It is used.

しかしながら、上記有機溶媒は揮発性があり、また引火しやすいため、上記有機溶媒を大量に含有する電解液を用いた非水系電解液電池は、加熱時、電池内部短絡時、電池外部短絡時、過充電時や過放電時等、誤用・濫用した場合や事故時に発火したり爆発したりする危険性を潜在的に有しており、特に、自動車用電源への適用を目論んだ大型電池においては危険性が極めて高い。   However, since the organic solvent is volatile and easily ignited, a non-aqueous electrolyte battery using an electrolyte containing a large amount of the organic solvent is heated, when the battery is short-circuited, when the battery is short-circuited, There is a potential danger of fire or explosion in the event of misuse or abuse, such as overcharge or overdischarge, or in an accident, especially for large batteries intended for use in automotive power supplies. The danger is extremely high.

このような観点から、常温溶融塩(室温溶融塩又はイオン液体とも呼ばれる)を用いた非水系電解液が提案されている。この常温溶融塩は、液体でありながら検出できないぐらいに揮発性が低く、また揮発しないので燃えないことが知られている。この常温溶融塩をリチウム二次電池用電解液として使用することで、安全性に優れた非水系電解液電池を得る試みが特許文献1に開示されている。   From such a viewpoint, a nonaqueous electrolytic solution using a room temperature molten salt (also called a room temperature molten salt or an ionic liquid) has been proposed. It is known that this room temperature molten salt is liquid so low that it cannot be detected, and it does not volatilize because it does not volatilize. Patent Document 1 discloses an attempt to obtain a non-aqueous electrolyte battery excellent in safety by using this room temperature molten salt as an electrolyte for a lithium secondary battery.

また、特許文献2においては、還元安定性に優れる4級アンモニウムカチオンを有する常温溶融塩に加えて、エチレンカーボネートやビニレンカーボネートのように、前記常温溶融塩に比べて貴な電位で還元分解する化合物を溶解させることにより、常温溶融塩に比べて貴な電位で還元分解する化合物が初期充放電過程において電気化学反応し、電極活物質上、特に負極活物質上に電極保護被膜を形成することにより、充放電効率が向上することが開示されている。
特開平4−349365号公報 特開2004−146346号公報
Further, in Patent Document 2, in addition to a room temperature molten salt having a quaternary ammonium cation having excellent reduction stability, a compound that undergoes reductive decomposition at a higher potential than the room temperature molten salt, such as ethylene carbonate and vinylene carbonate. By dissolving the compound, a compound that undergoes reductive decomposition at a noble potential compared to the room temperature molten salt undergoes an electrochemical reaction in the initial charge / discharge process, thereby forming an electrode protective film on the electrode active material, particularly on the negative electrode active material. It is disclosed that the charge / discharge efficiency is improved.
JP-A-4-349365 JP 2004-146346 A

しかしながら、近年の電池に対する高性能化への要求はますます高くなっており、高容量、高出力、高温保存特性、サイクル特性等と高安全性を、更なる高い次元で達成することが求められている。   However, in recent years, there has been an increasing demand for higher performance of batteries, and it is required to achieve high capacity, high output, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, and high safety on a higher level. ing.

特許文献1に記載されている電解液を用いた非水系電解液電池では、充放電時の電極反応の可逆性が十分ではないため、充放電容量や充放電効率、サイクル特性といった電池性能が満足し得るものではなかった(比較例1〜3参照)。また、特許文献2の実施例に記載されているエチレンカーボネートやビニレンカーボネートを常温溶融塩中に溶解させてなる電解液を用いた非水系電解液電池では、80℃以上で充電電池を保持した場合に、エチレンカーボネートやビニレンカーボネートの分解により形成される電極保護被膜では常温溶融塩の分解を抑制できず、電池内で顕著に分解ガスが発生する。電池内で分解ガスが発生すると、電池の内圧が上昇して安全弁が作動したり、また安全弁がない電池では、発生したガスの圧力により電池が膨張して、電池自体が使用不能になったりする場合がある。更に、発生したガスが可燃性の場合には、常温溶融塩を用いた非水系電解液に燃焼性が無くとも、電池が発火や爆発する危険性がある。   In the non-aqueous electrolyte battery using the electrolyte described in Patent Document 1, the reversibility of the electrode reaction at the time of charge / discharge is not sufficient, so that the battery performance such as charge / discharge capacity, charge / discharge efficiency, and cycle characteristics is satisfied. It was not possible (see Comparative Examples 1 to 3). Moreover, in the non-aqueous electrolyte battery using the electrolyte solution which melt | dissolved ethylene carbonate and vinylene carbonate in the Example of patent document 2 in normal temperature molten salt, When a charge battery is hold | maintained at 80 degreeC or more In addition, the electrode protective film formed by the decomposition of ethylene carbonate or vinylene carbonate cannot suppress the decomposition of the room temperature molten salt, and the decomposition gas is remarkably generated in the battery. When cracked gas is generated in the battery, the internal pressure of the battery rises and the safety valve operates, or in a battery without a safety valve, the battery expands due to the pressure of the generated gas, and the battery itself becomes unusable. There is a case. Furthermore, when the generated gas is flammable, there is a risk that the battery may ignite or explode even if the non-aqueous electrolyte using the room temperature molten salt is not flammable.

このように、特許文献1や特許文献2に記載されている常温溶融塩を用いた非水系電解液を用いた場合には、電池特性と安全性を両立するという点で、未だ満足し得るものではなかった。   As described above, when the non-aqueous electrolyte using the room temperature molten salt described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is used, it can still be satisfied in terms of both battery characteristics and safety. It wasn't.

従って、本発明の目的は、常温溶融塩を用いた非水系電解液を用いた場合において、充放電効率の向上と、高安全性の維持を両立することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to achieve both improvement in charge and discharge efficiency and maintenance of high safety in the case of using a nonaqueous electrolytic solution using a room temperature molten salt.

本発明者らは、上記目的を達成するために種々の検討を重ねた結果、特定の構造を有する化合物を、常温溶融塩を用いた非水系電解液中に含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have solved the above problem by including a compound having a specific structure in a non-aqueous electrolyte using a room temperature molten salt. The present inventors have found that the present invention can be accomplished and have completed the present invention.

すなわち、本発明の要旨は、リチウム塩と常温溶融塩とを含有してなる非水系電解液であって、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を非水系電解液中に含有することを特徴とする非水系電解液に存する。   That is, the gist of the present invention is a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt and a room temperature molten salt, and contains a monofluorophosphate and / or difluorophosphate in the non-aqueous electrolyte solution. It exists in the non-aqueous electrolyte solution characterized by this.

また、本発明の要旨は、少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極及び正極、並びに、非水系電解液を備えた非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、上記の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液電池に存する。   The gist of the present invention is a non-aqueous electrolyte battery comprising at least a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is a non-aqueous electrolyte described above. It exists in the non-aqueous electrolyte battery characterized by being electrolyte solution.

本発明によれば、常温溶融塩を用いた非水系電解液の最大の長所である高安全性を維持しつつ、汎用的な非水系有機溶媒を用いた非水系電解液に匹敵する、高い充放電容量や充放電効率を可能にし、非水系電解液電池の大型化や、更なる高性能化を達成することができる。   According to the present invention, while maintaining high safety, which is the greatest advantage of a non-aqueous electrolyte solution using a room temperature molten salt, it is comparable to a non-aqueous electrolyte solution using a general-purpose non-aqueous organic solvent. The discharge capacity and charge / discharge efficiency can be achieved, and the nonaqueous electrolyte battery can be increased in size and further improved in performance.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified.

[1.非水系電解液]
本発明の非水系電解液は、常用の非水系電解液と同じく、リチウム塩及びこれを溶解する常温溶融塩を含有するものであり、通常、これらを主成分とするものである。
[1. Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention contains a lithium salt and a room temperature molten salt that dissolves the lithium salt, as in the case of a conventional nonaqueous electrolytic solution, and usually contains these as the main components.

<1−1.リチウム塩>
本発明におけるリチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。
LiClO
LiAsF
LiPF
LiCO
LiBF等の無機リチウム塩;
<1-1. Lithium salt>
The lithium salt in the present invention is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose. Any lithium salt can be used, and specific examples include the following.
LiClO 4 ,
LiAsF 6 ,
LiPF 6 ,
Li 2 CO 3 ,
Inorganic lithium salts such as LiBF 4 ;

LiCFSO
LiN(CFSO
LiN(CSO
LiN(CFSO)(CSO)、
LiC(CFSO
LiPF(CF
LiPF(C
LiPF(CFSO
LiPF(CSO
LiBF(CF)、
LiBF(C)、
LiBF(CF
LiBF(C
LiBF(CFSO
LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩;
LiCF 3 SO 3 ,
LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ,
LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ,
LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ),
LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ,
LiPF 4 (CF 3 ) 2 ,
LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 ,
LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 ,
LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ,
LiBF 3 (CF 3 ),
LiBF 3 (C 2 F 5 ),
LiBF 2 (CF 3 ) 2 ,
LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 ,
LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 ,
Fluorine-containing organic lithium salt such as LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ;

リチウムビス(オキサラト)ボレート、
リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート、
リチウムジフルオロオキサラトボレート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩
Lithium bis (oxalato) borate,
Lithium tris (oxalato) phosphate,
Dicarboxylic acid complex lithium salt such as lithium difluorooxalatoborate

これらのうち、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO又はLiC(CFSOが電池性能向上の点から好ましく、LiPF、LiBF、LiN(CFSO又はLiN(CSOが特に好ましい。これらのリチウム塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 or LiC (CF 3 SO 2 ) 3 is from the point of improving battery performance. LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 or LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 is particularly preferable. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液中のリチウム塩の濃度は、特に制限はないが、通常0.1mol/L以上、好ましくは0.2mol/L以上、より好ましくは0.3mol/L以上である。また、その上限は、通常3mol/L以下、好ましくは2mol/L以下、より好ましくは1.8mol/L以下、特に好ましくは1.5mol/L以下である。リチウム塩の濃度が低すぎると、非水系電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。   The concentration of the lithium salt in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is usually 0.1 mol / L or more, preferably 0.2 mol / L or more, more preferably 0.3 mol / L or more. Moreover, the upper limit is 3 mol / L or less normally, Preferably it is 2 mol / L or less, More preferably, it is 1.8 mol / L or less, Most preferably, it is 1.5 mol / L or less. If the concentration of the lithium salt is too low, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to an increase in viscosity, and the battery performance may be reduced. May decrease.

本発明の非水系電解液は、リチウム塩及び常温溶融塩を含有する。そして、該非水系電解液は、「モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物」を非水系電解液中に含有する。   The non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains a lithium salt and a room temperature molten salt. The non-aqueous electrolyte solution contains “at least one compound selected from the group consisting of monofluorophosphates and difluorophosphates” in the non-aqueous electrolyte solution.

<1−2.常温溶融塩>
本発明における「常温溶融塩」とは、1つの分子構造が、1つ又はそれ以上のカチオンとアニオンとによって構成されるイオン性物質(塩)であり、かつ、45℃でその塩の一部又は全てが液体である物質をいう。また、熱分析による融点が45℃以上の化合物であっても、急冷等により45℃で過冷却状態を長期間安定に保って液体として存在すれば、本発明の常温溶融塩の範疇に入るものとする。また、45℃で固体状態を示す塩であっても、かかる塩やリチウム塩、モノフルオロリン酸塩類やジフルオロリン酸塩類等の他のイオン性物質との混合により、45℃で液体状態となる場合にも、かかる塩は本発明の常温溶融塩の範疇に入るものとする。
<1-2. Room temperature molten salt>
The “room temperature molten salt” in the present invention is an ionic substance (salt) having one molecular structure composed of one or more cations and anions, and a part of the salt at 45 ° C. Or a substance that is all liquid. Further, even if the compound has a melting point of 45 ° C. or higher by thermal analysis, it will fall within the category of the room temperature molten salt of the present invention if it exists as a liquid in a supercooled state at 45 ° C. for a long period of time by rapid cooling or the like. And Moreover, even if it is a salt which shows a solid state at 45 degreeC, it will become a liquid state at 45 degreeC by mixing with other ionic substances, such as this salt, lithium salt, monofluorophosphates, and difluorophosphates. In some cases, such salts fall within the category of room temperature molten salts of the present invention.

本発明で用いられる常温溶融塩としては、上記の要件を満たせば特に限定はないが、その中でも、25℃で液体状態であるものが好ましく、15℃で液体状態であるものがより好ましく、10℃で液体状態であるものが特に好ましい。   The room temperature molten salt used in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned requirements are satisfied. Among them, those in a liquid state at 25 ° C. are preferred, those in a liquid state at 15 ° C. are more preferred, and 10 Those which are in a liquid state at ° C are particularly preferred.

常温溶融塩を形成するカチオン構造は特に限定されるものではないが、有機物から成るカチオン構造が45℃で液体状態となりやすいために好ましい。一般式(1)で表される構造を有する三級スルホニウム塩、一般式(2)で表される構造を有する四級アンモニウム塩及び一般式(3)で表される構造を有する四級ホスホニウム塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の常温溶融塩を該非水系電解液中に含有することが、粘性率が低いことからより好ましい。   Although the cation structure which forms a room temperature molten salt is not specifically limited, Since the cation structure which consists of organic substance tends to be in a liquid state at 45 degreeC, it is preferable. A tertiary sulfonium salt having a structure represented by the general formula (1), a quaternary ammonium salt having a structure represented by the general formula (2), and a quaternary phosphonium salt having a structure represented by the general formula (3) It is more preferable that the non-aqueous electrolyte contains at least one kind of room temperature molten salt selected from the group consisting of:

Figure 2008277001
[一般式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R及びRのうち、2つの有機基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。]
Figure 2008277001
[In General Formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two organic groups of R 1 , R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a ring structure. ]

Figure 2008277001
[一般式(2)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R、R及びRのうちの2つないし4つの有機基は、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R及びRのうち2つの有機基は実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「N」原子との間が二重結合で結ばれていてもよい。]
Figure 2008277001
[In General Formula (2), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two to four organic groups out of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring structure. R 4 , R 5 , R 6 and R 7 Of these, two organic groups are actually one organic group, and the organic group and the “N + ” atom may be linked by a double bond. ]

Figure 2008277001
[一般式(3)中、R、R、R10及びR11は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R、R10及びR11のうちの2つないし4つの有機基は、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R10及びR11のうち2つの有機基は実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「P」原子との間が二重結合で結ばれていてもよい。]
Figure 2008277001
[In General Formula (3), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two to four organic groups out of R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring structure. R 8 , R 9 , R 10 and R 11 Of these, two organic groups are actually one organic group, and the one organic group and the “P + ” atom may be linked by a double bond. ]

[一般式(1)で表される化合物]
一般式(1)で表されるスルホニウムカチオン構造におけるR、R及びRは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、R、R及びRとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等の鎖状アルキル基;シクロヘキシル基、ノルボルナニル基等の環状アルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、ブテニル基、1,3−ブタジエニル基等のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基;トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ヘキサフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;アルキル置換基等の置換基を有していてもよいフェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基;トリメチルシリル基等のトリアルキルシリル基;エトキシカルボニルエチル基等のカルボニル基含有アルキル基;メトキシエチル基、フェノキシメチル基、エトキシエチル基、アリロキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等のエーテル基含有アルキル基;スルホニルメチル基等のスルホニル基含有アルキル基等を挙げることができる。
[Compound represented by general formula (1)]
R 1 , R 2 and R 3 in the sulfonium cation structure represented by the general formula (1) are each an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other, but R 1 , R 2 And R 3 include a chain alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group; a cyclic group such as a cyclohexyl group or a norbornanyl group. Alkyl group; alkenyl group such as vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, butenyl group, 1,3-butadienyl group; alkynyl group such as ethynyl group, propynyl group, butynyl group; trifluoromethyl group, trifluoroethyl group A halogenated alkyl group such as a hexafluoropropyl group; an aryl group such as a phenyl group optionally having a substituent such as an alkyl substituent; Aralkyl groups such as a dil group and phenylethyl group; Trialkylsilyl groups such as a trimethylsilyl group; Carbonyl group-containing alkyl groups such as an ethoxycarbonylethyl group; Methoxyethyl group, phenoxymethyl group, ethoxyethyl group, allyloxyethyl group, methoxy group Examples thereof include ether group-containing alkyl groups such as ethoxyethyl group and ethoxyethoxyethyl group; sulfonyl group-containing alkyl groups such as sulfonylmethyl group.

ただし、該スルホニウムカチオン構造中のR、R及びRは、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R及びRには、上記置換基に加えて、酸素、窒素、硫黄、リン元素等のヘテロ元素による飽和若しくは不飽和結合によって、置換基が置換していてもよい。 However, R 1 , R 2 and R 3 in the sulfonium cation structure may be bonded to each other to form a ring structure. In addition to the above substituents, R 1 , R 2 and R 3 may include: The substituent may be substituted by a saturated or unsaturated bond with a hetero element such as oxygen, nitrogen, sulfur, or phosphorus element.

、R及びRの中でも、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリル基、エーテル基含有アルキル基が、該スルホニウム塩の分子間相互作用の軽減により、概して融点が低い塩を形成しやすいことから好ましい。 Among R 1 , R 2 and R 3 , an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogenated alkyl group, an allyl group, and an ether group-containing alkyl group generally have a melting point due to reduction of intermolecular interaction of the sulfonium salt. It is preferable because a low salt is easily formed.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、トリメチルスルホニウム、トリエチルスルホニウム、ジメチルエチルスルホニウム、メチルジエチルスルホニウム、トリプロピルスルホニウム、ジメチルプロピルスルホニウム、メチルジプロピルスルホニウム、ジエチルプロピルスルホニウム、エチルジプロピルスルホニウム、メチルエチルプロピルスルホニウム、トリブチルスルホニウム、ジメチルブチルスルホニウム、メチルジブチルスルホニウム、ジエチルブチルスルホニウム、エチルジブチルスルホニウム、ジプロピルブチルスルホニウム、プロピルジブチルスルホニウム、メチルエチルブチルスルホニウム、メチルプロピルブチルスルホニウム、エチルプロピルブチルスルホニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ジメチルビニルスルホニウム、ジメチルアリルスルホニウム、ジメチルブテニルスルホニウム、ジエチルビニルスルホニウム、ジエチルアリルスルホニウム、ジエチルブテニルスルホニウム、メチルエチルビニルスルホニウム、メチルエチルアリルスルホニウム、メチルエチルブテニルスルホニウム、ジメチルメトキシメチルスルホニウム、ジメチルメトキシエチルスルホニウム、ジメチルエトキシメチルスルホニウム、ジメチルエトキシエチルスルホニウム、ジメチルメトキシエトキシエチルスルホニウム、ジメチルエトキシエトキシエチルスルホニウム、ジエチルメトキシメチルスルホニウム、ジエチルメトキシエチルスルホニウム、ジエチルエトキシエチルスルホニウム、ジエチルメトキシエトキシエチルスルホニウム、ジエチルエトキシエトキシエチルスルホニウム等が特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, trimethylsulfonium, triethylsulfonium, dimethylethylsulfonium, methyldiethylsulfonium, tripropylsulfonium, dimethylpropylsulfonium, methyldipropylsulfonium, diethylpropylsulfonium, ethyldipropylsulfonium, methylethyl Propylsulfonium, tributylsulfonium, dimethylbutylsulfonium, methyldibutylsulfonium, diethylbutylsulfonium, ethyldibutylsulfonium, dipropylbutylsulfonium, propyldibutylsulfonium, methylethylbutylsulfonium, methylpropylbutylsulfonium, ethylpropylbutylsulfonium, or these One of the hydrogen atoms in the alkyl group Compound substituted with fluorine atom on top, dimethylvinylsulfonium, dimethylallylsulfonium, dimethylbutenylsulfonium, diethylvinylsulfonium, diethylallylsulfonium, diethylbutenylsulfonium, methylethylvinylsulfonium, methylethylallylsulfonium, methylethylbutenylsulfonium , Dimethylmethoxymethylsulfonium, dimethylmethoxyethylsulfonium, dimethylethoxymethylsulfonium, dimethylethoxyethylsulfonium, dimethylmethoxyethoxyethylsulfonium, dimethylethoxyethoxyethylsulfonium, diethylmethoxymethylsulfonium, diethylmethoxyethylsulfonium, diethylethoxyethylsulfonium, diethylmethoxy Etoki Ethyl sulfonium, such as diethyl ethoxy ethoxyethyl sulfonium are particularly preferred.

一般式(1)で表される構造を有する三級スルホニウム塩のアニオンとしては特に限定はないが、アニオンのファンデルワールス半径が50Å以上であるものが、45℃以下で液体状態となりやすいために好ましい。この中でも、形式的に負電荷を有する元素に、電子吸引性の置換基が配されたアニオン構造が、室温で液体状態となりやすいことから更に好ましい。   The anion of the tertiary sulfonium salt having the structure represented by the general formula (1) is not particularly limited, but those having a van der Waals radius of 50 mm or more tend to be in a liquid state at 45 ° C. or less. preferable. Among these, an anion structure in which an electron-withdrawing substituent is arranged on a formally negatively charged element is more preferable because it easily becomes a liquid state at room temperature.

この中でも、電子吸引性の置換基がフッ素原子;シアノ基;フッ素、シアノ基、アルキル基、フッ素化アルキル基、シアノ化アルキル基、フェニル基、フッ素化フェニル基、シアノ化フェニル基を有するカルボニル基、及び、カルボキシル基、スルホン基、スルホニル基;フェニル基、フッ素化フェニル基、フッ素化アルキル基を有するフェニル基、シアノフェニル基;フェノキシ基、フッ素化フェノキシ基、フッ素化アルキル基を有するフェニル基、シアノ化フェノキシ基;チオフェノキシ基、フッ素化チオフェノキシ基、フッ素化アルキル基を有するチオフェノキシ基、シアノ化チオフェノキシ基;フッ素化アルコキシ基、シアノ化アルコキシ基;フッ素化チオアルコキシ基、シアノ化チオアルコキシ基であるものが、耐熱性や耐酸化性に優れることから特に好ましい。   Among these, the electron-withdrawing substituent is a fluorine atom; a cyano group; a carbonyl group having a fluorine, a cyano group, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, a cyanated alkyl group, a phenyl group, a fluorinated phenyl group, or a cyanated phenyl group. And carboxyl group, sulfone group, sulfonyl group; phenyl group, fluorinated phenyl group, phenyl group having fluorinated alkyl group, cyanophenyl group; phenoxy group, fluorinated phenoxy group, phenyl group having fluorinated alkyl group, Cyanated phenoxy group; thiophenoxy group, fluorinated thiophenoxy group, thiophenoxy group having fluorinated alkyl group, cyanated thiophenoxy group; fluorinated alkoxy group, cyanated alkoxy group; fluorinated thioalkoxy group, cyanated thio What is an alkoxy group is heat resistance and oxidation resistance A particularly preferred because it is excellent.

また、BFやAlF、PF、PF、SbF、AsF等のルイス酸性化合物も、アニオン構造中の負電荷部位に相互作用することで、耐酸化性が高いアニオンを与えることから、前述の電子吸引性置換基群と同様に、特に好ましい置換基として挙げることができる。 In addition, Lewis acidic compounds such as BF 3 , AlF 3 , PF 3 , PF 5 , SbF 5 , AsF 5 also interact with negatively charged sites in the anion structure to give an anion with high oxidation resistance. Like the above-mentioned electron-withdrawing substituent group, it can be mentioned as a particularly preferred substituent.

以上の中でも、非水系電解液電池へ適用した際のイオン導電率や粘性率、酸化・還元安定性、充放電効率や高温保存安定性等のバランスが良いことから、BF 、AlF 、ClO 、PF 、SbF 、SiF 2−、AsF 、WF 、CO 2−、FSO 、(FSO、(FSO、NO 、PO 3−、PO、PO 、B1212 2−、等の無機アニオン、(CN)、(CNCO)、(CNSO、(CFCO)、(CFCFCO)、(CFSO、(CFCO)(CFSO)N、(CFSO)(CFCFSO)N、(CFCFSO、(CFSO)(CSO)N、環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、(CN)、(CNCO)、(CNSO、(FSO、(CFCO)、(CFCFCO)、(CFSO、CFBF 、CFCFBF 、CFCFCFBF 、(CFCO)BF 、(CFSO)BF 、(CFCFSO)BF 、(CFBF 、(CFCFBF 、(CFSOBF 、(CFCFSOBF 、(CFBF、(CFCFBF、(CFCO)BF、(CFSOBF、(CFCFSOBF、(CF、(CFCF、(C、(CFCO、(CFSO、(CFCFSO、((CFCO)、((CFCHO)、(Ph(CFCO)、(CO)、(CFCO)Al、(CFSOAl、(CFCFSOAl、((CFCO)Al、((CFCHO)Al、(Ph(CFCO)Al、(CO)Al、(CFPF 、(CPF 、(CFSOPF 、(CSOPF 、(CFPF 、(CPF 、(CFSOPF 、(CSOPF 、(CFPF 、(CPF 、(CFSOPF 、(CSOPF 等の有機アニオン、ビス(オキサラト)ボレート、トリス(オキサラト)フォスフェート、ジフルオロオキサラトボレート等の含ジカルボン酸錯体アニオンが極めて好ましい。 Among these, BF 4 , AlF 4 have a good balance of ionic conductivity, viscosity, oxidation / reduction stability, charge / discharge efficiency, high temperature storage stability, and the like when applied to a non-aqueous electrolyte battery. , ClO 4 , PF 6 , SbF 6 , SiF 6 2− , AsF 6 , WF 7 , CO 3 2− , FSO 3 , (FSO 2 ) 2 N , (FSO 2 ) 3 C , NO 3 , PO 4 3− , PO 3 F , PO 2 F 2 , B 12 F 12 2− , etc., inorganic anions, (CN) 2 N , (CNCO) 2 N , (CNSO 2) ) 2 N , (CF 3 CO) 2 N , (CF 3 CF 2 CO) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (CF 3 CO) (CF 3 SO 2 ) N , ( CF 3 SO 2 ) (CF 3 CF 2 SO 2 ) N , (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) N , cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, cyclic 1,3-perfluoropropane Disulfonylimide, (CN) 3 C , (CNCO) 3 C , (CNSO 2 ) 3 C , (FSO 2 ) 3 C , (CF 3 CO) 3 C , (CF 3 CF 2 CO) 3 C , (CF 3 SO 2 ) 3 C , CF 3 BF 3 , CF 3 CF 2 BF 3 , CF 3 CF 2 CF 2 BF 3 , (CF 3 CO) BF 3 , (CF 3 SO 2 ) BF 3 , (CF 3 CF 2 SO 2 ) BF 3 , (CF 3 ) 2 BF 2 , (CF 3 CF 2 ) 2 BF 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 BF 2 , (CF 3 CF 2 SO 2) BF 2 -, (CF 3) 3 BF -, (CF 3 CF 2) 3 BF -, (CF 3 CO) 3 BF -, (CF 3 SO 2) 3 BF -, (CF 3 CF 2 SO 2) 3 BF -, (CF 3) 4 B -, (CF 3 CF 2) 4 B -, (C 6 F 5) 4 B -, (CF 3 CO 2) 4 B -, (CF 3 SO 3) 4 B - , (CF 3 CF 2 SO 3 ) 4 B , ((CF 3 ) 3 CO) 4 B , ((CF 3 ) 2 CHO) 4 B , (Ph (CF 3 ) 2 CO) 4 B , (C 6 F 5 O) 4 B , (CF 3 CO) 4 Al , (CF 3 SO 2 ) 4 Al , (CF 3 CF 2 SO 2 ) 4 Al , ((CF 3 ) 3 CO) 4 Al -, ((CF 3 ) 2 CHO) 4 Al -, (Ph (CF 3) 2 C ) 4 Al -, (C 6 F 5 O) 4 Al -, (CF 3) 2 PF 4 -, (C 2 F 5) 2 PF 4 -, (CF 3 SO 2) 2 PF 4 -, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 PF 4 , (CF 3 ) 3 PF 3 , (C 2 F 5 ) 3 PF 3 , (CF 3 SO 2 ) 3 PF 3 , (C 2 F 5 SO 2 ) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (C 2 F 5) 4 PF 2 -, (CF 3 SO 2) 4 PF 2 -, (C 2 F 5 SO 2) 4 PF 2 - , etc. organic Dicarboxylic acid complex anions such as anions, bis (oxalato) borate, tris (oxalato) phosphate, and difluorooxalatoborate are extremely preferable.

[一般式(2)で表される化合物]
一般式(2)で表される4級アンモニウムカチオン構造におけるR、R、R及びRは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、R、R、R及びRとしては、一般式(1)における「R、R及びR」と同様の、鎖状アルキル基;環状アルキル基;アルケニル基;アルキニル基;ハロゲン化アルキル基;アルキル置換基を有していてもよいフェニル基等のアリール基;アラルキル基;トリアルキルシリル基;カルボニル基含有アルキル基;エーテル基含有アルキル基;スルホニル基含有アルキル基等を挙げることができる。また、好ましい具体的な基も、前記一般式(1)における「R、R及びR」と同様である。
[Compound represented by formula (2)]
R 4 , R 5 , R 6 and R 7 in the quaternary ammonium cation structure represented by the general formula (2) are the same or different organic groups having 1 to 12 carbon atoms, As R 4 , R 5 , R 6 and R 7 , the same chain alkyl group as in “R 1 , R 2 and R 3 ” in the general formula (1); a cyclic alkyl group; an alkenyl group; an alkynyl group; a halogen Alkyl groups; aryl groups such as phenyl groups optionally having an alkyl substituent; aralkyl groups; trialkylsilyl groups; carbonyl group-containing alkyl groups; ether group-containing alkyl groups; sulfonyl group-containing alkyl groups Can do. Preferred specific groups are also the same as “R 1 , R 2 and R 3 ” in the general formula (1).

ただし、R、R、R及びRの2つないし4つは互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R及びRには、前記置換基に加えて、酸素、窒素、硫黄、リン元素等のヘテロ元素による飽和若しくは不飽和結合で置換基が結合していてもよい。 However, two to four of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring structure, and R 4 , R 5 , R 6 and R 7 may be substituted with In addition to the group, the substituent may be bonded by a saturated or unsaturated bond with a hetero element such as oxygen, nitrogen, sulfur, or phosphorus element.

前記により表される一般式(2)の4級アンモニウムカチオン構造において、鎖状アンモニウムカチオンでは、R、R、R及びRとして、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリル基、エーテル基含有アルキル基が、該アンモニウム塩の分子間相互作用の軽減により、概して融点が低い塩を形成しやすいことから好ましい。 In the quaternary ammonium cation structure of the general formula (2) represented by the above, in the chain ammonium cation, as R 4 , R 5 , R 6 and R 7 , an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a halogenated alkyl group An allyl group or an ether group-containing alkyl group is preferable because it generally tends to form a salt having a low melting point due to the reduction of the intermolecular interaction of the ammonium salt.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、ジメチルエチルブチルアンモニウム、ジメチルエチルペンチルアンモニウム、ジメチルエチルヘキシルアンモニウム、ジメチルジプロピルアンモニウム、ジメチルプロピルブチルアンモニウム、ジメチルプロピルペンチルアンモニウム、ジメチルプロピルヘキシルアンモニウム、ジメチルジブチルアンモニウム、ジメチルブチルペンチルアンモニウム、ジメチルブチルヘキシルアンモニウム、ジメチルジペンチルアンモニウム、ジメチルペンチルヘキシルアンモニウム、ジメチルジヘキシルアンモニウム、メチルジエチルプロピルアンモニウム、メチルジエチルブチルアンモニウム、メチルジエチルペンチルアンモニウム、メチルジエチルヘキシルアンモニウム、メチルエチルジプロピルアンモニウム、メチルエチルプロピルブチルアンモニウム、メチルエチルプロピルペンチルアンモニウム、メチルエチルプロピルヘキシルアンモニウム、メチルエチルジブチルアンモニウム、メチルエチルブチルペンチルアンモニウム、メチルエチルブチルヘキシルアンモニウム、メチルエチルジペンチルアンモニウム、メチルエチルペンチルヘキシルアンモニウム、メチルエチルジヘキシルアンモニウム、メチルトリプロピルアンモニウム、メチルジプロピルブチルアンモニウム、メチルジプロピルペンチルアンモニウム、メチルジプロピルヘキシルアンモニウム、メチルプロピルジブチルアンモニウム、メチルプロピルブチルペンチルアンモニウム、メチルプロピルブチルヘキシルアンモニウム、メチルプロピルジペンチルアンモニウム、メチルプロピルペンチルヘキシルアンモニウム、メチルプロピルジヘキシルアンモニウム、メチルトリブチルアンモニウム、メチルジブチルペンチルアンモニウム、メチルジブチルヘキシルアンモニウム、メチルブチルジペンチルアンモニウム、メチルブチルペンチルヘキシルアンモニウム、メチルブチルジヘキシルアンモニウム、メチルトリペンチルアンモニウム、メチルジペンチルヘキシルアンモニウム、メチルペンチルジヘキシルアンモニウム、メチルトリヘキシルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、トリエチルブチルアンモニウム、トリエチルペンチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム等、又は、これらのアルキル基中の水素原子を1つ以上フッ素原子に置換した化合物、トリメチルアリルアンモニウム、トリメチルブテニルアンモニウム、トリメチルメトキシメチルアンモニウム、トリメチルメトキシエチルアンモニウム、トリメチルメトキシエトキシエチルアンモニウム等がより好ましい。   Among these, since viscosity tends to be low, trimethylpropylammonium, trimethylbutylammonium, trimethylpentylammonium, trimethylhexylammonium, dimethylethylpropylammonium, dimethylethylbutylammonium, dimethylethylpentylammonium, dimethylethylhexylammonium, dimethyldipropyl Ammonium, dimethylpropylbutylammonium, dimethylpropylpentylammonium, dimethylpropylhexylammonium, dimethyldibutylammonium, dimethylbutylpentylammonium, dimethylbutylhexylammonium, dimethyldipentylammonium, dimethylpentylhexylammonium, dimethyldihexylammonium, methyl Ethylpropylammonium, methyldiethylbutylammonium, methyldiethylpentylammonium, methyldiethylhexylammonium, methylethyldipropylammonium, methylethylpropylbutylammonium, methylethylpropylpentylammonium, methylethylpropylhexylammonium, methylethyldibutylammonium, methylethyl Butylpentylammonium, methylethylbutylhexylammonium, methylethyldipentylammonium, methylethylpentylhexylammonium, methylethyldihexylammonium, methyltripropylammonium, methyldipropylbutylammonium, methyldipropylpentylammonium, methyldipropylhexylammonium Methylpropyl dibutylammonium, methylpropylbutylpentylammonium, methylpropylbutylhexylammonium, methylpropyldipentylammonium, methylpropylpentylhexylammonium, methylpropyldihexylammonium, methyltributylammonium, methyldibutylpentylammonium, methyldibutylhexylammonium, methylbutyldipentyl Ammonium, methylbutylpentylhexylammonium, methylbutyldihexylammonium, methyltripentylammonium, methyldipentylhexylammonium, methylpentyldihexylammonium, methyltrihexylammonium, triethylpropylammonium, triethylbutylammonium, triethyl Rupentylammonium, triethylhexylammonium, etc., or compounds in which one or more hydrogen atoms in these alkyl groups are substituted with fluorine atoms, trimethylallylammonium, trimethylbutenylammonium, trimethylmethoxymethylammonium, trimethylmethoxyethylammonium, trimethyl More preferred is methoxyethoxyethylammonium.

この中でも、カチオンサイズが大きくなりすぎず、単位体積辺りのイオン数(すなわちイオン密度)が常温溶融塩の特徴を損なわない程度に適切であり、かつ融点や粘性率とのバランスに優れることから、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、ジメチルエチルブチルアンモニウム、ジメチルエチルペンチルアンモニウム、ジメチルエチルヘキシルアンモニウム、ジメチルプロピルブチルアンモニウム、ジメチルプロピルペンチルアンモニウム、ジメチルプロピルヘキシルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、トリエチルブチルアンモニウム、トリエチルペンチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム等、及びこれらのアルキル基中の水素原子を1つ以上フッ素原子に置換した化合物、トリメチルアリルアンモニウム、トリメチルブテニルアンモニウム、トリメチルメトキシメチルアンモニウム、トリメチルメトキシエチルアンモニウム等が特に好ましい。   Among them, the cation size is not too large, the number of ions per unit volume (that is, the ion density) is appropriate to the extent that the characteristics of the room temperature molten salt are not impaired, and the balance between the melting point and the viscosity is excellent, Trimethylpropylammonium, trimethylbutylammonium, trimethylpentylammonium, trimethylhexylammonium, dimethylethylpropylammonium, dimethylethylbutylammonium, dimethylethylpentylammonium, dimethylethylhexylammonium, dimethylpropylbutylammonium, dimethylpropylpentylammonium, dimethylpropylhexylammonium, Triethylpropylammonium, triethylbutylammonium, triethylpentylammonium, triethyl Hexyl ammonium, etc., and compounds obtained by substituting one or more fluorine atoms of hydrogen atoms in these alkyl groups, trimethyl allyl ammonium, trimethyl butenyl ammonium, trimethylammonium methoxymethyl ammonium, trimethyl-methoxyethyl ammonium are particularly preferred.

一般式(2)の4級アンモニウムカチオン構造において、R、R、R及びRの2つないし4つは互いに結合して環構造を形成していてもよく、中でも、以下の一般式(4)、一般式(5)、一般式(6)に示す飽和複素環構造が、概して融点が低い塩を形成しやすいことから好ましい。下記、一般式(4)、一般式(5)及び一般式(6)において、R12a、R13a、R12b、R13b、R12c、R13cは、一般式(2)における、「互いに異なっていてもよいR、R、R及びR」と同じである。 In the quaternary ammonium cation structure of the general formula (2), two to four of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring structure. Saturated heterocyclic structures represented by formula (4), general formula (5) and general formula (6) are preferred because they generally tend to form salts having a low melting point. Following general formula (4), in the general formula (5) and general formula (6), R12a, R13a, R12b, R13b, R12c, R13c is in the general formula (2), "optionally different from each other R 4 , R 5 , R 6 and R 7 ”.

Figure 2008277001
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一般式(4)で表されるピロリジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、ジメチルピロリジニウム、メチルエチルピロリジニウム、ジエチルピロリジニウム、メチルプロピルピロリジニウム、エチルプロピルピロリジニウム、ジプロピルピロリジニウム、メチルブチルピロリジニウム、エチルブチルピロリジニウム、プロピルブチルピロリジニウム、ジブチルピロリジニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルビニルピロリジニウム、エチルビニルピロリジニウム、プロピルビニルピロリジニウム、ブチルビニルピロリジニウム、メチルアリルピロリジニウム、エチルアリルピロリジニウム、プロピルアリルピロリジニウム、ブチルアリルピロリジニウム、ジアリルピロリジニウム、メチルブテニルピロリジニウム、エチルブテニルピロリジニウム、プロピルブテニルピロリジニウム、ブチルブテニルピロリジニウム、ジブテニルピロリジニウム、メチルメトキシメチルピロリジニウム、メチルメトキシエチルピロリジニウム、メチルエトキシエチルピロリジニウム、メチルメトキシエトキシエチルピロリジニウム、メチルエトキシエトキシエチルピロリジニウム、エチルメトキシメチルピロリジニウム、エチルメトキシエチルピロリジニウム、エチルエトキシエチルピロリジニウム、エチルメトキシエトキシエチルピロリジニウム、エチルエトキシエトキシエチルピロリジニウム、プロピルメトキシメチルピロリジニウム、プロピルメトキシエチルピロリジニウム、プロピルエトキシエチルピロリジニウム、プロピルメトキシエトキシエチルピロリジニウム、プロピルエトキシエトキシエチルピロリジニウム、ブチルメトキシメチルピロリジニウム、ブチルメトキシエチルピロリジニウム、ブチルエトキシエチルピロリジニウム、ブチルメトキシエトキシエチルピロリジニウム、ブチルエトキシエトキシエチルピロリジニウム等がより好ましい。   Among the pyrrolidinium cations represented by the general formula (4), dimethyl pyrrolidinium, methyl ethyl pyrrolidinium, diethyl pyrrolidinium, methyl propyl pyrrolidinium, ethyl are generally easy to form a room temperature molten salt. Propylpyrrolidinium, dipropylpyrrolidinium, methylbutylpyrrolidinium, ethylbutylpyrrolidinium, propylbutylpyrrolidinium, dibutylpyrrolidinium, or one or more of the hydrogen atoms in these alkyl groups is fluorine Compounds substituted for atoms, methyl vinyl pyrrolidinium, ethyl vinyl pyrrolidinium, propyl vinyl pyrrolidinium, butyl vinyl pyrrolidinium, methyl allyl pyrrolidinium, ethyl allyl pyrrolidinium, propyl allyl pyrrolidinium, butyl allyl Pyrrolidine , Diallylpyrrolidinium, methylbutenylpyrrolidinium, ethylbutenylpyrrolidinium, propylbutenylpyrrolidinium, butylbutenylpyrrolidinium, dibutenylpyrrolidinium, methylmethoxymethylpyrrolidinium, methylmethoxyethyl Pyrrolidinium, methylethoxyethylpyrrolidinium, methylmethoxyethoxyethylpyrrolidinium, methylethoxyethoxyethylpyrrolidinium, ethylmethoxymethylpyrrolidinium, ethylmethoxyethylpyrrolidinium, ethylethoxyethylpyrrolidinium, ethylmethoxy Ethoxyethylpyrrolidinium, ethylethoxyethoxyethylpyrrolidinium, propylmethoxymethylpyrrolidinium, propylmethoxyethylpyrrolidinium, propylethoxyethyl Loridinium, propylmethoxyethoxyethylpyrrolidinium, propylethoxyethoxyethylpyrrolidinium, butylmethoxymethylpyrrolidinium, butylmethoxyethylpyrrolidinium, butylethoxyethylpyrrolidinium, butylmethoxyethoxyethylpyrrolidinium, butylethoxyethoxy Ethylpyrrolidinium and the like are more preferable.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、メチルエチルピロリジニウム、メチルプロピルピロリジニウム、エチルプロピルピロリジニウム、メチルブチルピロリジニウム、エチルブチルピロリジニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルアリルピロリジニウム、エチルアリルピロリジニウム、プロピルアリルピロリジニウム、ブチルアリルピロリジニウム、メチルブテニルピロリジニウム、エチルブテニルピロリジニウム、プロピルブテニルピロリジニウム、ブチルブテニルピロリジニウム、メチルメトキシメチルピロリジニウム、メチルメトキシエチルピロリジニウム、エチルメトキシメチルピロリジニウム、エチルメトキシエチルピロリジニウム等が特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, methylethylpyrrolidinium, methylpropylpyrrolidinium, ethylpropylpyrrolidinium, methylbutylpyrrolidinium, ethylbutylpyrrolidinium, or in these alkyl groups Compounds in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, methylallylpyrrolidinium, ethylallylpyrrolidinium, propylallylpyrrolidinium, butylallylpyrrolidinium, methylbutenylpyrrolidinium, ethylbutenylpyrrolidi Particularly preferred are nium, propylbutenylpyrrolidinium, butylbutenylpyrrolidinium, methylmethoxymethylpyrrolidinium, methylmethoxyethylpyrrolidinium, ethylmethoxymethylpyrrolidinium, ethylmethoxyethylpyrrolidinium, and the like.

一般式(5)で表されるピペリジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、ジメチルピペリジニウム、メチルエチルピペリジニウム、ジエチルピペリジニウム、メチルプロピルピペリジニウム、エチルプロピルピペリジニウム、ジプロピルピペリジニウム、メチルブチルピペリジニウム、エチルブチルピペリジニウム、プロピルブチルピペリジニウム、ジブチルピペリジニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルビニルピペリジニウム、エチルビニルピペリジニウム、プロピルビニルピペリジニウム、ブチルビニルピペリジニウム、メチルアリルピペリジニウム、エチルアリルピペリジニウム、プロピルアリルピペリジニウム、ブチルアリルピペリジニウム、ジアリルピペリジニウム、メチルブテニルピペリジニウム、エチルブテニルピペリジニウム、プロピルブテニルピペリジニウム、ブチルブテニルピペリジニウム、ジブテニルピペリジニウム、メチルメトキシメチルピペリジニウム、メチルメトキシエチルピペリジニウム、メチルエトキシエチルピペリジニウム、メチルメトキシエトキシエチルピペリジニウム、メチルエトキシエトキシエチルピペリジニウム、エチルメトキシメチルピペリジニウム、エチルメトキシエチルピペリジニウム、エチルエトキシエチルピペリジニウム、エチルメトキシエトキシエチルピペリジニウム、エチルエトキシエトキシエチルピペリジニウム、プロピルメトキシメチルピペリジニウム、プロピルメトキシエチルピペリジニウム、プロピルエトキシエチルピペリジニウム、プロピルメトキシエトキシエチルピペリジニウム、プロピルエトキシエトキシエチルピペリジニウム、ブチルメトキシメチルピペリジニウム、ブチルメトキシエチルピペリジニウム、ブチルエトキシエチルピペリジニウム、ブチルメトキシエトキシエチルピペリジニウム、ブチルエトキシエトキシエチルピペリジニウム等がより好ましい。   Among piperidinium cations represented by general formula (5), dimethylpiperidinium, methylethylpiperidinium, diethylpiperidinium, methylpropylpiperidinium, ethyl are generally easy to form a room temperature molten salt. Propylpiperidinium, dipropylpiperidinium, methylbutylpiperidinium, ethylbutylpiperidinium, propylbutylpiperidinium, dibutylpiperidinium, or one or more of the hydrogen atoms in these alkyl groups is fluorine Atom-substituted compounds, methyl vinyl piperidinium, ethyl vinyl piperidinium, propyl vinyl piperidinium, butyl vinyl piperidinium, methyl allyl piperidinium, ethyl allyl piperidinium, propyl allyl piperidinium, butyl allyl Piperidinium , Diallylpiperidinium, methylbutenylpiperidinium, ethylbutenylpiperidinium, propylbutenylpiperidinium, butylbutenylpiperidinium, dibutenylpiperidinium, methylmethoxymethylpiperidinium, methylmethoxyethyl Piperidinium, methylethoxyethylpiperidinium, methylmethoxyethoxyethylpiperidinium, methylethoxyethoxyethylpiperidinium, ethylmethoxymethylpiperidinium, ethylmethoxyethylpiperidinium, ethylethoxyethylpiperidinium, ethylmethoxy Ethoxyethylpiperidinium, ethylethoxyethoxyethylpiperidinium, propylmethoxymethylpiperidinium, propylmethoxyethylpiperidinium, propylethoxyethyl Peridinium, propylmethoxyethoxyethylpiperidinium, propylethoxyethoxyethylpiperidinium, butylmethoxymethylpiperidinium, butylmethoxyethylpiperidinium, butylethoxyethylpiperidinium, butylmethoxyethoxyethylpiperidinium, butylethoxyethoxy Ethyl piperidinium and the like are more preferable.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、メチルエチルピペリジニウム、メチルプロピルピペリジニウム、エチルプロピルピペリジニウム、メチルブチルピペリジニウム、エチルブチルピペリジニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルアリルピペリジニウム、エチルアリルピペリジニウム、プロピルアリルピペリジニウム、ブチルアリルピペリジニウム、メチルブテニルピペリジニウム、エチルブテニルピペリジニウム、プロピルブテニルピペリジニウム、ブチルブテニルピペリジニウム、メチルメトキシメチルピペリジニウム、メチルメトキシエチルピペリジニウム、エチルメトキシメチルピペリジニウム、エチルメトキシエチルピペリジニウム等が特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, methylethylpiperidinium, methylpropylpiperidinium, ethylpropylpiperidinium, methylbutylpiperidinium, ethylbutylpiperidinium, or these alkyl groups Compounds in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, methylallylpiperidinium, ethylallylpiperidinium, propylallylpiperidinium, butylallylpiperidinium, methylbutenylpiperidinium, ethylbutenylpiperidi Particularly preferred are nium, propylbutenylpiperidinium, butylbutenylpiperidinium, methylmethoxymethylpiperidinium, methylmethoxyethylpiperidinium, ethylmethoxymethylpiperidinium, ethylmethoxyethylpiperidinium and the like.

一般式(6)で表されるモルホリニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、ジメチルモルホリニウム、メチルエチルモルホリニウム、ジエチルモルホリニウム、メチルプロピルモルホリニウム、エチルプロピルモルホリニウム、ジプロピルモルホリニウム、メチルブチルモルホリニウム、エチルブチルモルホリニウム、プロピルブチルモルホリニウム、ジブチルモルホリニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルビニルモルホリニウム、エチルビニルモルホリニウム、プロピルビニルモルホリニウム、ブチルビニルモルホリニウム、メチルアリルモルホリニウム、エチルアリルモルホリニウム、プロピルアリルモルホリニウム、ブチルアリルモルホリニウム、ジアリルモルホリニウム、メチルブテニルモルホリニウム、エチルブテニルモルホリニウム、プロピルブテニルモルホリニウム、ブチルブテニルモルホリニウム、ジブテニルモルホリニウム、メチルメトキシメチルモルホリニウム、メチルメトキシエチルモルホリニウム、メチルエトキシエチルモルホリニウム、メチルメトキシエトキシエチルモルホリニウム、メチルエトキシエトキシエチルモルホリニウム、エチルメトキシメチルモルホリニウム、エチルメトキシエチルモルホリニウム、エチルエトキシエチルモルホリニウム、エチルメトキシエトキシエチルモルホリニウム、エチルエトキシエトキシエチルモルホリニウム、プロピルメトキシメチルモルホリニウム、プロピルメトキシエチルモルホリニウム、プロピルエトキシエチルモルホリニウム、プロピルメトキシエトキシエチルモルホリニウム、プロピルエトキシエトキシエチルモルホリニウム、ブチルメトキシメチルモルホリニウム、ブチルメトキシエチルモルホリニウム、ブチルエトキシエチルモルホリニウム、ブチルメトキシエトキシエチルモルホリニウム、ブチルエトキシエトキシエチルモルホリニウム等がより好ましい。   Among the morpholinium cations represented by the general formula (6), dimethylmorpholinium, methylethylmorpholinium, diethylmorpholinium, methylpropylmorpholinium, ethyl are generally easy to form a room temperature molten salt. Propylmorpholinium, dipropylmorpholinium, methylbutylmorpholinium, ethylbutylmorpholinium, propylbutylmorpholinium, dibutylmorpholinium, or one or more of the hydrogen atoms in these alkyl groups is fluorine Compounds substituted with atoms, methyl vinyl morpholinium, ethyl vinyl morpholinium, propyl vinyl morpholinium, butyl vinyl morpholinium, methyl allyl morpholinium, ethyl allyl morpholinium, propyl allyl morpholinium, butyl allyl Morpholiniu , Diallylmorpholinium, methylbutenylmorpholinium, ethylbutenylmorpholinium, propylbutenylmorpholinium, butylbutenylmorpholinium, dibutenylmorpholinium, methylmethoxymethylmorpholinium, methylmethoxyethyl Morpholinium, methylethoxyethylmorpholinium, methylmethoxyethoxyethylmorpholinium, methylethoxyethoxyethylmorpholinium, ethylmethoxymethylmorpholinium, ethylmethoxyethylmorpholinium, ethylethoxyethylmorpholinium, ethylmethoxy Ethoxyethylmorpholinium, ethylethoxyethoxyethylmorpholinium, propylmethoxymethylmorpholinium, propylmethoxyethylmorpholinium, propylethoxyethyl Rupholinium, propylmethoxyethoxyethylmorpholinium, propylethoxyethoxyethylmorpholinium, butylmethoxymethylmorpholinium, butylmethoxyethylmorpholinium, butylethoxyethylmorpholinium, butylmethoxyethoxyethylmorpholinium, butylethoxyethoxy Ethylmorpholinium and the like are more preferable.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、メチルエチルモルホリニウム、メチルプロピルモルホリニウム、エチルプロピルモルホリニウム、メチルブチルモルホリニウム、エチルブチルモルホリニウム、又は、これらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、メチルアリルモルホリニウム、エチルアリルモルホリニウム、プロピルアリルモルホリニウム、ブチルアリルモルホリニウム、メチルブテニルモルホリニウム、エチルブテニルモルホリニウム、プロピルブテニルモルホリニウム、ブチルブテニルモルホリニウム、メチルメトキシメチルモルホリニウム、メチルメトキシエチルモルホリニウム、エチルメトキシメチルモルホリニウム、エチルメトキシエチルモルホリニウム等が特に好ましい。   Among these, since viscosity tends to be low, methylethylmorpholinium, methylpropylmorpholinium, ethylpropylmorpholinium, methylbutylmorpholinium, ethylbutylmorpholinium, or these alkyl groups Compounds in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, methylallylmorpholinium, ethylallylmorpholinium, propylallylmorpholinium, butylallylmorpholinium, methylbutenylmorpholinium, ethylbutenylmorpholine Particularly preferred are nium, propylbutenylmorpholinium, butylbutenylmorpholinium, methylmethoxymethylmorpholinium, methylmethoxyethylmorpholinium, ethylmethoxymethylmorpholinium, ethylmethoxyethylmorpholinium and the like.

一般式(2)の4級アンモニウムカチオン構造において、R、R、R及びRのうち2つの有機基が実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「N」原子との間が二重結合で結ばれている構造も、一般式(2)に含まれる。すなわち、R、R、R及びRのうち2つが合体してアルキリデン基となっている場合も、一般式(2)に含まれる。更に、そのアルキリデン基が環構造を形成しているものも好ましい。かかる構造の中でも、以下に示す不飽和複素環構造が、概して融点が低い塩を形成しやすいことから好ましい。 In the quaternary ammonium cation structure of the general formula (2), two organic groups out of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are actually one organic group, and the one organic group and “N A structure in which a “ + ” atom is connected by a double bond is also included in the general formula (2). That is, the case where two of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are combined to form an alkylidene group is also included in the general formula (2). Furthermore, it is preferable that the alkylidene group forms a ring structure. Among such structures, the unsaturated heterocyclic structure shown below is preferable because it generally tends to form a salt having a low melting point.

Figure 2008277001
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一般式(7)で表されるピリジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R14はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R15〜R19は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the pyridinium cations represented by the general formula (7), since R 14 is generally easy to form a normal temperature molten salt, R 14 is an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, an allyl group, a butenyl group, a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethoxyethyl group, an ethoxyethoxyethyl group, or the like, and R 15 to R 19 Is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルピリジニウム、1−プロピルピリジニウム、1−ブチルピリジニウム、1−ペンチルピリジニウム、1−ヘキシルピリジニウム、1−アリルピリジニウム、1−ブテニルピリジニウム、1−メトキシメチルピリジニウム、1−メトキシエチルピリジニウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethylpyridinium, 1-propylpyridinium, 1-butylpyridinium, 1-pentylpyridinium, 1-hexylpyridinium, 1-allylpyridinium, 1-butenylpyridinium, 1- Methoxymethylpyridinium, 1-methoxyethylpyridinium and the like are particularly preferable.

一般式(8)で表されるピリダジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R20はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R21〜R24は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the pyridazinium cations represented by the general formula (8), since R 20 is generally easy to form a room temperature molten salt, R 20 represents an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and alkyls thereof. compounds substituted with one or more fluorine atoms of the hydrogen atom in the group, an allyl group, a butenyl group, a methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxyethoxyethyl group, a like ethoxyethoxy ethyl group, R 21 to R 24 is preferably hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルピリダジニウム、1−プロピルピリダジニウム、1−ブチルピリダジニウム、1−ペンチルピリダジニウム、1−ヘキシルピリダジニウム、1−アリルピリダジニウム、1−ブテニルピリダジニウム、1−メトキシメチルピリダジニウム、1−メトキシエチルピリダジニウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethylpyridazinium, 1-propylpyridazinium, 1-butylpyridazinium, 1-pentylpyridazinium, 1-hexylpyridazi Particularly preferred are nium, 1-allylpyridazinium, 1-butenylpyridazinium, 1-methoxymethylpyridazinium, 1-methoxyethylpyridazinium, and the like.

一般式(9)で表されるピリミジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R25はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R26〜R29は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the pyrimidinium cations represented by the general formula (9), R 25 is typically an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof because it easily forms a room temperature molten salt. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, an allyl group, a butenyl group, a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethoxyethyl group, an ethoxyethoxyethyl group, and the like, and R 26 to R 29 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルピリミジニウム、1−プロピルピリミジニウム、1−ブチルピリミジニウム、1−ペンチルピリミジニウム、1−ヘキシルピリミジニウム、1−アリルピリミジニウム、1−ブテニルピリミジニウム、1−メトキシメチルピリミジニウム、1−メトキシエチルピリミジニウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethylpyrimidinium, 1-propylpyrimidinium, 1-butylpyrimidinium, 1-pentylpyrimidinium, 1-hexylpyrimidinium, 1-allyl Pyrimidinium, 1-butenylpyrimidinium, 1-methoxymethylpyrimidinium, 1-methoxyethylpyrimidinium and the like are particularly preferable.

一般式(10)で表されるピラジニウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R30はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R31〜R34は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the pyrazinium cations represented by the general formula (10), R 30 is typically an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof because it easily forms a room temperature molten salt. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, an allyl group, a butenyl group, a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyethoxyethyl group, an ethoxyethoxyethyl group, and the like, and R 31 to R 34 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルピラジニウム、1−プロピルピラジニウム、1−ブチルピラジニウム、1−ペンチルピラジニウム、1−ヘキシルピラジニウム、1−アリルピラジニウム、1−ブテニルピラジニウム、1−メトキシメチルピラジニウム、1−メトキシエチルピラジニウム等が、特に好ましい。   Among these, since viscosity tends to be low, 1-ethylpyrazinium, 1-propylpyrazinium, 1-butylpyrazinium, 1-pentylpyrazinium, 1-hexylpyrazinium, 1-allyl Pyrazinium, 1-butenylpyrazinium, 1-methoxymethylpyrazinium, 1-methoxyethylpyrazinium and the like are particularly preferable.

一般式(11)で表されるイミダゾリウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R36及びR39はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ビニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R35、R37、R38は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the imidazolium cations represented by the general formula (11), R 36 and R 39 are generally easy to form a room temperature molten salt, so that R 36 and R 39 are ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, and these Compounds in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with fluorine atoms, vinyl groups, allyl groups, butenyl groups, methoxymethyl groups, methoxyethyl groups, ethoxyethyl groups, methoxyethoxyethyl groups, ethoxyethoxyethyl groups, etc. R 35 , R 37 , and R 38 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチルー3−メチルイミダゾリウム、1−プロピルー3−メチルイミダゾリウム、1−ブチルー3−メチルイミダゾリウム、1−ペンチルー3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシルー3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1−エチルー3−プロピルイミダゾリウム、1−エチルー3−ブチルイミダゾリウム、1−エチルー3−ペンチルイミダゾリウム、1−エチルー3−ヘキシルイミダゾリウム、1,3−ジプロピルイミダゾリウム、1−プロピルー3−ブチルイミダゾリウム、1−プロピルー3−ペンチルイミダゾリウム、1−ヘキシルー3−ブチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1−エチルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−プロピルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ペンチルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ヘキシルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルー2−メチルイミダゾリウム、1−プロピルー2−メチルー3−エチルイミダゾリウム、1−ブチルー2−メチルー3−エチルイミダゾリウム、1−ペンチルー2−メチルー3−エチルイミダゾリウム、1−ヘキシルー2−メチルー3−エチルイミダゾリウム、1,2,3,4,5−ヘキサメチルイミダゾリウム、1―エチルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1―プロピルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1―ブチルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1―ペンチルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1―ヘキシルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、1−アリルー3−メチルイミダゾリウム、1−アリルー3−エチルイミダゾリウム、1−アリルー3−プロピルイミダゾリウム、1−アリルー3−ブチルイミダゾリウム、1−アリルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−アリルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1−ブテニルー3−メチルイミダゾリウム、1−ブテニルー3−エチルイミダゾリウム、1−ブテニルー3−プロピルイミダゾリウム、1−ブテニルー3−ブチルミダゾリウム、1−ブテニルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブテニルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー3−メチルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー3−エチルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー3−プロピルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー3−ブチルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−メトキシメチルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー3−メチルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー3−エチルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー3−プロピルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー3−ブチルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−メトキシエチルー2,3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-propyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-pentyl 3-methylimidazolium, 1-hexyl 3-methylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1-ethyl-3-propylimidazolium, 1-ethyl-3-butylimidazolium, 1-ethyl-3-pentylimidazolium, 1-ethyl-3-hexylimidazolium, 1,3-dipropylimidazolium, 1-propyl-3-butylimidazolium, 1-propyl-3-pentylimidazolium, 1-hexyl-3-butylimidazolium, 1,2,3 -Trimethylimidazolium, 1-ethyl 2,3-dimethylimidazolium, 1-propyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-pentyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-hexyl-2,3-dimethylimidazole 1,3-diethyl-2-methylimidazolium, 1-propyl-2-methyl-3-ethylimidazolium, 1-butyl-2-methyl-3-ethylimidazolium, 1-pentyl-2-methyl-3-ethylimidazolium, 1 -Hexyl 2-methyl-3-ethylimidazolium, 1,2,3,4,5-hexamethylimidazolium, 1-ethyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, 1-propyl-2,3,4 , 5-Tetramethylimidazolium, 1-butyl-2,3,4,5-tetramethyl Imidazolium, 1-pentyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, 1-hexyl 2,3,4,5-tetramethylimidazolium, and one or more of the hydrogen atoms in these alkyl groups are fluorine 1-allyl-3-methylimidazolium, 1-allyl-3-ethylimidazolium, 1-allyl-3-propylimidazolium, 1-allyl-3-butylimidazolium, 1-allyl-2,3-dimethyl Imidazolium, 1-allyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, 1-butenyl-3-methylimidazolium, 1-butenyl-3-ethylimidazolium, 1-butenyl-3-propylimidazolium, 1-butenyl-3 -Butyl imidazolium, 1-butenyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-butenyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, 1-methoxymethyl-3-methylimidazolium, 1-methoxymethyl-3-ethylimidazolium, 1-methoxymethyl-3-propylimidazolium, 1 -Methoxymethyl-3-butylimidazolium, 1-methoxymethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-methoxymethyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, 1-methoxyethyl-3-methylimidazolium 1-methoxyethyl-3-ethylimidazolium, 1-methoxyethyl-3-propylimidazolium, 1-methoxyethyl-3-butylimidazolium, 1-methoxyethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1- Methoxyethyl-2,3,4,5-tetramethylimidazolium, etc. Preferred.

一般式(12)で表されるオキサゾリウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R41はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ビニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R40、R42、R43は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the oxazolium cations represented by the general formula (12), since R 41 is generally easy to form a room temperature molten salt, R 41 is an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, vinyl group, allyl group, butenyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxyethoxyethyl group, ethoxyethoxyethyl group, and the like, R 40 , R 42 and R 43 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルオキサゾリウム、1−プロピルオキサゾリウム、1−ブチルオキサゾリウム、1−ペンチルオキサゾリウム、1−ヘキシルオキサゾリウム、1−アリルオキサゾリウム、1−ブテニルオキサゾリウム、1−メトキシメチルオキサゾリウム、1−メトキシエチルオキサゾリウム、1−エチルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−プロピルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−ブチルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−ペンチルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−ヘキシルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−アリルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−ブテニルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−メトキシメチルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム、1−メトキシエチルー2,4,5−トリメチルオキサゾリウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethyloxazolium, 1-propyloxazolium, 1-butyloxazolium, 1-pentyloxazolium, 1-hexyloxazolium, 1-allyl Oxazolium, 1-butenyloxazolium, 1-methoxymethyloxazolium, 1-methoxyethyloxazolium, 1-ethyl-2,4,5-trimethyloxazolium, 1-propyl-2,4,5 -Trimethyloxazolium, 1-butyl-2,4,5-trimethyloxazolium, 1-pentyl-2,4,5-trimethyloxazolium, 1-hexyl 2,4,5-trimethyloxazolium, 1- Allyl-2,4,5-trimethyloxazolium, 1-butenyl-2,4,5-trimethyloxazolium, 1-methyl Kishimechiru 2,4,5-trimethyl oxazolium, 1-methoxyethyl over 2,4,5-trimethyl oxazolium like are particularly preferred.

一般式(13)で表されるチアゾリウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R45はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ビニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R44、R46、R47は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the thiazolium cations represented by the general formula (13), R 45 is an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof because it generally easily forms a room temperature molten salt. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, vinyl group, allyl group, butenyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxyethoxyethyl group, ethoxyethoxyethyl group, and the like, R 44 , R 46 and R 47 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルチアゾリウム、1−プロピルチアゾリウム、1−ブチルチアゾリウム、1−ペンチルチアゾリウム、1−ヘキシルチアゾリウム、1−アリルチアゾリウム、1−ブテニルチアゾリウム、1−メトキシメチルチアゾリウム、1−メトキシエチルチアゾリウム、1−エチルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−プロピルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−ブチルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−ペンチルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−ヘキシルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−アリルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−ブテニルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−メトキシメチルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム、1−メトキシエチルー2,4,5−トリメチルチアゾリウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethylthiazolium, 1-propylthiazolium, 1-butylthiazolium, 1-pentylthiazolium, 1-hexylthiazolium, 1-ary Ruthiazolium, 1-butenylthiazolium, 1-methoxymethylthiazolium, 1-methoxyethylthiazolium, 1-ethyl-2,4,5-trimethylthiazolium, 1-propyl-2,4,5 -Trimethylthiazolium, 1-butyl-2,4,5-trimethylthiazolium, 1-pentyl-2,4,5-trimethylthiazolium, 1-hexyl 2,4,5-trimethylthiazolium, 1- Allyl-2,4,5-trimethylthiazolium, 1-butenyl-2,4,5-trimethylthiazolium, 1-methoxymethyl-2,4,5-trimethyl Ruchiazoriumu, 1-methoxyethyl over 2,4,5-trimethyl thiazolium, etc. are particularly preferred.

一般式(14)で表されるピラゾリウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R49はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ビニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R48、R50〜R52は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the pyrazolium cations represented by the general formula (14), R 49 is an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof because it is generally easy to form a room temperature molten salt. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, vinyl group, allyl group, butenyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxyethoxyethyl group, ethoxyethoxyethyl group, and the like, R 48 and R 50 to R 52 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルピラゾリウム、1−プロピルピラゾリウム、1−ブチルピラゾリウム、1−ペンチルピラゾリウム、1−ヘキシルピラゾリウム、1−アリルピラゾリウム、1−ブテニルピラゾリウム、1−メトキシメチルピラゾリウム、1−メトキシエチルピラゾリウム、1−エチルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−プロピルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−ブチルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−ペンチルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−ヘキシルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−アリルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−ブテニルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−メトキシメチルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、1−メトキシエチルー2,3,4,5−テトラメチルピラゾリウム、等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethylpyrazolium, 1-propylpyrazolium, 1-butylpyrazolium, 1-pentylpyrazolium, 1-hexylpyrazolium, 1-allyl Pyrazolium, 1-butenylpyrazolium, 1-methoxymethylpyrazolium, 1-methoxyethylpyrazolium, 1-ethyl-2,3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-propyl-2 3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-butyl-2,3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-pentyl-2,3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-hexyl , 3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-allyl-2,3,4,5-tetramethylpyrazolium, 1-butenyl-2,3,4,5-tetramethylpyrazoliu , 1-methoxymethyl-over 2,3,4,5-tetramethyl-pyrazolium, 1-methoxyethyl over 2,3,4,5-tetramethyl-pyrazolium, and the like, especially preferred.

一般式(15)で表されるトリアゾリウムカチオンの中でも、概して常温溶融塩を形成しやすいことから、R54はエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、及びこれらのアルキル基中の水素原子の1つ以上をフッ素原子に置換した化合物、ビニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基等であり、R53、R55、R56は水素原子又はメチル基であることが好ましい。 Among the triazolium cations represented by the general formula (15), since R 54 is generally easy to form a normal temperature molten salt, R 54 is an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an alkyl group thereof. A compound in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, vinyl group, allyl group, butenyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxyethoxyethyl group, ethoxyethoxyethyl group, and the like, R 53 , R 55 and R 56 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

この中でも、粘性率が低くなりやすいことから、1−エチルトリアゾリウム、1−プロピルトリアゾリウム、1−ブチルトリアゾリウム、1−ペンチルトリアゾリウム、1−ヘキシルトリアゾリウム、1−アリルトリアゾリウム、1−ブテニルトリアゾリウム、1−メトキシメチルトリアゾリウム、1−メトキシエチルトリアゾリウム、1−エチルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−プロピルー2,3,4,5−テトラメチトリアゾリウム、1−ブチルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−ペンチルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−ヘキシルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−アリルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−ブテニルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−メトキシメチルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム、1−メトキシエチルー2,3,4,5−テトラメチルトリアゾリウム等が、特に好ましい。   Among these, since the viscosity tends to be low, 1-ethyltriazolium, 1-propyltriazolium, 1-butyltriazolium, 1-pentyltriazolium, 1-hexyltriazolium, 1-allyl Triazolium, 1-butenyltriazolium, 1-methoxymethyltriazolium, 1-methoxyethyltriazolium, 1-ethyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-propyl-2 3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-butyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-pentyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-hexyl , 3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-allyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-butenyl-2,3,4 Particularly preferred are 5-tetramethyltriazolium, 1-methoxymethyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium, 1-methoxyethyl-2,3,4,5-tetramethyltriazolium and the like. .

一般式(2)で表される構造を有する四級アンモニウム塩のアニオンとしては特に限定はないが、前記リチウム塩のアニオン又は前記一般式(1)で表される構造を有する三級スルホニウム塩のアニオンと同様のものが好ましいものとして挙げられる。   The anion of the quaternary ammonium salt having the structure represented by the general formula (2) is not particularly limited, but the anion of the lithium salt or the tertiary sulfonium salt having the structure represented by the general formula (1). The thing similar to an anion is mentioned as a preferable thing.

[一般式(3)で表される化合物]
一般式(3)で表される4級ホスホニウムカチオン構造におけるR、R、R10及びR11は互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、R、R、R10及びR11としては、一般式(1)における「R、R及びR」と同様の、鎖状アルキル基;環状アルキル基;アルケニル基;アルキニル基;ハロゲン化アルキル基;アルキル置換基を有していてもよいフェニル基等のアリール基;アラルキル基;トリアルキルシリル基;カルボニル基含有アルキル基;エーテル基含有アルキル基;スルホニル基含有アルキル基等を挙げることができる。また、好ましい具体的な基も、前記一般式(1)における「R、R及びR」と同様である。
[Compound represented by formula (3)]
R 8 , R 9 , R 10 and R 11 in the quaternary phosphonium cation structure represented by the general formula (3) are organic groups having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other, As R 8 , R 9 , R 10 and R 11 , the same chain alkyl group as in “R 1 , R 2 and R 3 ” in the general formula (1); a cyclic alkyl group; an alkenyl group; an alkynyl group; a halogen Alkyl groups; aryl groups such as phenyl groups optionally having an alkyl substituent; aralkyl groups; trialkylsilyl groups; carbonyl group-containing alkyl groups; ether group-containing alkyl groups; sulfonyl group-containing alkyl groups Can do. Preferred specific groups are also the same as “R 1 , R 2 and R 3 ” in the general formula (1).

ただし、R、R、R10及びR11の2つないし4つは互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R10及びR11は、前記置換基に加えて、酸素、窒素、硫黄、リン元素等のヘテロ元素による飽和若しくは不飽和結合で置換基が結合していてもよい。 However, two to four of R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring structure, and R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are the substituents described above. In addition to the above, the substituent may be bonded by a saturated or unsaturated bond with a hetero element such as oxygen, nitrogen, sulfur, or phosphorus element.

更に、一般式(3)の4級ホスホニウムカチオン構造において、R、R、R10及びR11のうち2つの有機基が実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「P」原子との間が二重結合で結ばれている構造も、一般式(3)に含まれる。すなわち、R、R、R10及びR11のうち2つが合体してアルキリデン基となっている場合も、一般式(3)に含まれる。 Furthermore, in the quaternary phosphonium cation structure of the general formula (3), two organic groups of R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are actually one organic group, and the one organic group and A structure in which a “P + ” atom is connected by a double bond is also included in the general formula (3). That is, the case where two of R 8 , R 9 , R 10 and R 11 are combined to form an alkylidene group is also included in the general formula (3).

からR10の中でも、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリル基、エーテル基含有アルキル基が、該ホスホニウム塩の分子間相互作用の軽減により、概して融点が低い塩を形成しやすいことから好ましい。 Among R 8 to R 10 , an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, an allyl group, or an ether group-containing alkyl group is generally a salt having a low melting point by reducing the intermolecular interaction of the phosphonium salt. It is preferable because it is easy to form.

この中でも、粘性率が低下しやすいことから、トリエチルブチルホスホニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルヘキシルホスホニウム、トリエチルヘプチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、ジエチルプロピルブチルホスホニウム、ジエチルプロピルペンチルホスホニウム、ジエチルプロピルヘキシルホスホニウム、ジエチルプロピルヘプチルホスホニウム、ジエチルプロピルオクチルホスホニウム、ジエチルブチルペンチルホスホニウム、ジエチルブチルヘキシルホスホニウム、ジエチルブチルヘプチルホスホニウム、ジエチルブチルオクチルホスホニウム、ジエチルペンチルヘキシルホスホニウム、ジエチルペンチルヘプチルホスホニウム、ジエチルペンチルオクチルホスホニウム、ジエチルヘキシルヘプチルホスホニウム、ジエチルヘキシルオクチルホスホニウム、ジエチルヘプチルオクチルホスホニウム、ジエチルジオクチルホスホニウム、エチルジプロピルブチルホスホニウム、エチルジプロピルペンチルホスホニウム、エチルジプロピルヘキシルホスホニウム、エチルジプロピルヘプチルホスホニウム、エチルジプロピルオクチルホスホニウム、エチルプロピルジブチルホスホニウム、エチルプロピルブチルペンチルホスホニウム、エチルプロピルブチルヘキシルホスホニウム、エチルプロピルブチルヘプチルホスホニウム、エチルプロピルブチルペオクチルホスホニウム、エチルプロピルジペンチルホスホニウム、エチルプロピルペンチルヘキシルホスホニウム、エチルプロピルペンチルヘプチルホスホニウム、エチルプロピルペンチルオクチルホスホニウム、エチルプロピルジヘキシルホスホニウム、エチルプロピルヘキシルヘプチルホスホニウム、エチルプロピルヘキシルオクチルホスホニウム、エチルプロピルジヘプチルホスホニウム、エチルプロピルヘプチルオクチルホスホニウム、エチルプロピルジオクチルホスホニウム、エチルトリブチルホスホニウム、エチルジブチルペンチルホスホニウム、エチルジブチルヘキシルホスホニウム、エチルジブチルヘプチルホスホニウム、エチルジブチルオクチルホスホニウム、エチルブチルジペンチルホスホニウム、エチルブチルペンチルヘキシルホスホニウム、エチルブチルペンチルヘプチルホスホニウム、エチルブチルペンチルオクチルホスホニウム、エチルブチルジヘキシルホスホニウム、エチルブチルヘキシルヘプチルホスホニウム、エチルブチルヘキシルオクチルホスホニウム、エチルブチルヘプチルオクチルホスホニウム、エチルブチルジオクチルホスホニウム、エチルトリペンチルホスホニウム、エチルジペンチルヘキシルホスホニウム、エチルジペンチルヘプチルホスホニウム、エチルジペンチルオクチルホスホニウム、エチルペンチルジヘキシルホスホニウム、エチルペンチルヘキシルヘプチルホスホニウム、エチルペンチルヘキシルオクチルホスホニウム、エチルペンチルジヘプチルホスホニウム、エチルペンチルヘプチルオクチルホスホニウム、エチルペンチルジオクチルホスホニウム、エチルトリヘキシルホスホニウム、エチルジヘキシルヘプチルホスホニウム、エチルジヘキシルオクチルホスホニウム、エチルヘキシルジヘプチルホスホニウム、エチルヘキシルヘプチルオクチルホスホニウム、エチルヘキシルジオクチルホスホニウム、エチルトリヘプチルホスホニウム、エチルジヘプチルオクチルホスホニウム、エチルヘプチルジオクチルホスホニウム、エチルトリオクチルホスホニウム、トリプロピルブチルホスホニウム、トリプロピルペンチルホスホニウム、トリプロピルヘキシルホスホニウム、トリプロピルヘプチルホスホニウム、トリプロピルオクチルホスホニウム、ジプロピルジブチルホスホニウム、ジプロピルブチルペンチルホスホニウム、ジプロピルブチルヘキシルホスホニウム、ジプロピルブチルヘプチルホスホニウム、ジプロピルブチルオクチルホスホニウム、ジプロピルジペンチルホスホニウム、ジプロピルペンチルヘキシルホスホニウム、ジプロピルペンチルヘプチルホスホニウム、ジプロピルペンチルオクチルホスホニウム、ジプロピルジヘキシルホスホニウム、ジプロピルヘキシルヘプチルホスホニウム、ジプロピルヘキシルオクチルホスホニウム、ジプロピルジヘプチルホスホニウム、ジプロピルヘプチルオクチルホスホニウム、ジプロピルジオクチルホスホニウム、プロピルトリブチルホスホニウム、プロピルジブチルペンチルホスホニウム、プロピルジブチルヘキシルホスホニウム、プロピルジブチルヘプチルホスホニウム、プロピルジブチルオクチルホスホニウム、プロピルブチルジペンチルホスホニウム、プロピルブチルペンチルヘキシルホスホニウム、プロピルブチルペンチルヘプチルホスホニウム、プロピルブチルペンチルオクチルホスホニウム、プロピルブチルジヘプチルホスホニウム、プロピルブチルヘプチルオクチルホスホニウム、プロピルブチルジオクチルホスホニウム、プロピルトリペンチルホスホニウム、プロピルジペンチルヘキシルホスホニウム、プロピルジペンチルヘプチルホスホニウム、プロピルジペンチルヘオクチルホスホニウム、プロピルペンチルヘキシルヘプチルホスホニウム、プロピルペンチルヘキシルオクチルホスホニウム、プロピルペンチルジヘプチルホスホニウム、プロピルペンチルヘプチルオクチルホスホニウム、プロピルペンチルジオクチルホスホニウム、プロピルトリヘキシルホスホニウム、プロピルジヘキシルヘプチルホスホニウム、プロピルジヘキシルオクチルホスホニウム、プロピルヘキシルジヘプチルホスホニウム、プロピルヘキシルヘプチルオクチルホスホニウム、プロピルヘキシルジオクチルホスホニウム、プロピルトリヘプチルホスホニウム、プロピルジヘプチルオクチルホスホニウム、プロピルヘプチルジオクチルホスホニウム、プロピルトリオクチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、トリブチルペンチルホスホニウム、トリブチルヘキシルホスホニウム、トリブチルヘプチルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム、テトラペンチルホスホニウム、トリペンチルヘキシルホスホニウム、トリペンチルヘプチルホスホニウム、トリペンチルオクチルホスホニウム、テトラヘキシルホスホニウム、トリヘキシルヘプチルホスホニウム、トリヘキシルオクチルホスホニウム、テトラヘプチルホスホニウム、トリヘプチルオクチルホスホニウム、テトラオクチルホスホニウム等、又は、これらのアルキル基中の水素原子を1つ以上フッ素原子に置換した化合物、トリエチルアリルホスホニウム、トリエチルブテニルホスホニウム、トリプロピルアリルホスホニウム、トリプロピルブテニルホスホニウム、トリブチルアリルホスホニウム、トリブチルブテニルホスホニウム、トリエチルメトキシエチルホスホニウム、トリエチルメトキシエトキシエチルホスホニウム、トリプロピルメトキシエチルホスホニウム、トリプロピルメトキシエトキシエチルホスホニウム、トリブチルメトキシエチルホスホニウム、トリブチルメトキシエトキシエチルホスホニウムがより好ましい。   Among these, since the viscosity tends to decrease, triethylbutylphosphonium, triethylpentylphosphonium, triethylhexylphosphonium, triethylheptylphosphonium, triethyloctylphosphonium, diethylpropylbutylphosphonium, diethylpropylpentylphosphonium, diethylpropylhexylphosphonium, diethylpropylheptyl Phosphonium, diethylpropyloctylphosphonium, diethylbutylpentylphosphonium, diethylbutylhexylphosphonium, diethylbutylheptylphosphonium, diethylbutyloctylphosphonium, diethylpentylhexylphosphonium, diethylpentylheptylphosphonium, diethylpentyloctylphosphonium, diethylhexylhept Ruphosphonium, diethylhexyloctylphosphonium, diethylheptyloctylphosphonium, diethyldioctylphosphonium, ethyldipropylbutylphosphonium, ethyldipropylpentylphosphonium, ethyldipropylhexylphosphonium, ethyldipropylheptylphosphonium, ethyldipropyloctylphosphonium, ethylpropyldibutyl Phosphonium, ethylpropylbutylpentylphosphonium, ethylpropylbutylhexylphosphonium, ethylpropylbutylheptylphosphonium, ethylpropylbutylpeoctylphosphonium, ethylpropyldipentylphosphonium, ethylpropylpentylhexylphosphonium, ethylpropylpentylheptylphosphonium, ethylpropylpenty Octyl phosphonium, ethyl propyl dihexyl phosphonium, ethyl propyl hexyl heptyl phosphonium, ethyl propyl hexyl octyl phosphonium, ethyl propyl diheptyl phosphonium, ethyl propyl heptyl octyl phosphonium, ethyl propyl dioctyl phosphonium, ethyl tributyl phosphonium, ethyl dibutyl pentyl phosphonium, ethyl dibutyl hexyl phosphonium , Ethyl dibutyl heptyl phosphonium, ethyl dibutyl octyl phosphonium, ethyl butyl dipentyl phosphonium, ethyl butyl pentyl hexyl phosphonium, ethyl butyl pentyl heptyl phosphonium, ethyl butyl pentyl octyl phosphonium, ethyl butyl dihexyl phosphonium, ethyl butyl hexyl heptyl Ruphosphonium, ethyl butylhexyl octyl phosphonium, ethyl butyl heptyl octyl phosphonium, ethyl butyl dioctyl phosphonium, ethyl tripentyl phosphonium, ethyl dipentyl hexyl phosphonium, ethyl dipentyl heptyl phosphonium, ethyl dipentyl octyl phosphonium, ethyl pentyl dihexyl phosphonium, ethyl pentyl hexyl heptyl phosphonium , Ethylpentylhexyloctylphosphonium, ethylpentyldiheptylphosphonium, ethylpentylheptyloctylphosphonium, ethylpentyldioctylphosphonium, ethyltrihexylphosphonium, ethyldihexylheptylphosphonium, ethyldihexyloctylphosphonium, ethylhexyldiheptylphosphonium , Ethylhexyl heptyl octyl phosphonium, ethyl hexyl dioctyl phosphonium, ethyl triheptyl phosphonium, ethyl diheptyl octyl phosphonium, ethyl heptyl dioctyl phosphonium, ethyl trioctyl phosphonium, tripropyl butyl phosphonium, tripropyl pentyl phosphonium, tripropyl hexyl phosphonium, tripropyl heptyl Phosphonium, tripropyloctylphosphonium, dipropyldibutylphosphonium, dipropylbutylpentylphosphonium, dipropylbutylhexylphosphonium, dipropylbutylheptylphosphonium, dipropylbutyloctylphosphonium, dipropyldipentylphosphonium, dipropylpentylhexylphosphonium, dipropyl N-heptylphosphonium, dipropylpentyloctylphosphonium, dipropyldihexylphosphonium, dipropylhexylheptylphosphonium, dipropylhexyloctylphosphonium, dipropyldiheptylphosphonium, dipropylheptyloctylphosphonium, dipropyldioctylphosphonium, propyltributylphosphonium, propyl Dibutylpentylphosphonium, propyldibutylhexylphosphonium, propyldibutylheptylphosphonium, propyldibutyloctylphosphonium, propylbutyldipentylphosphonium, propylbutylpentylhexylphosphonium, propylbutylpentylheptylphosphonium, propylbutylpentyloctylphosphonium, propylbutyldiheptyl Ruphosphonium, propyl butyl heptyl octyl phosphonium, propyl butyl dioctyl phosphonium, propyl tripentyl phosphonium, propyl dipentyl hexyl phosphonium, propyl dipentyl heptyl phosphonium, propyl dipentyl hexyl phosphonium, propyl pentyl hexyl phosphonium, propyl pentyl hexyl octyl phosphonium, propyl pentyl di Heptylphosphonium, propylpentylheptyloctylphosphonium, propylpentyldioctylphosphonium, propyltrihexylphosphonium, propyldihexylheptylphosphonium, propyldihexyloctylphosphonium, propylhexyldiheptylphosphonium, propylhexylheptyloctylphosphonium Propylhexyl dioctyl phosphonium, propyl triheptyl phosphonium, propyl diheptyl octyl phosphonium, propyl heptyl dioctyl phosphonium, propyl trioctyl phosphonium, tetrabutyl phosphonium, tributyl pentyl phosphonium, tributyl hexyl phosphonium, tributyl heptyl phosphonium, tributyl octyl phosphonium, tetrapentyl Phosphonium, tripentylhexylphosphonium, tripentylheptylphosphonium, tripentyloctylphosphonium, tetrahexylphosphonium, trihexylheptylphosphonium, trihexyloctylphosphonium, tetraheptylphosphonium, triheptyloctylphosphonium, tetraoctylphosphonium, etc. Are compounds in which one or more hydrogen atoms in these alkyl groups are substituted with fluorine atoms, triethylallylphosphonium, triethylbutenylphosphonium, tripropylallylphosphonium, tripropylbutenylphosphonium, tributylallylphosphonium, tributylbutenylphosphonium, Triethylmethoxyethylphosphonium, triethylmethoxyethoxyethylphosphonium, tripropylmethoxyethylphosphonium, tripropylmethoxyethoxyethylphosphonium, tributylmethoxyethylphosphonium, tributylmethoxyethoxyethylphosphonium are more preferable.

この中でも、単位体積辺りのイオン数(すなわちイオン密度)が、常温溶融塩の特徴を損なわない程度に適切であり、かつ融点や粘性率とのバランスに優れることから、トリエチルブチルホスホニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルヘキシルホスホニウム、トリエチルヘプチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリプロピルブチルホスホニウム、トリプロピルペンチルホスホニウム、トリプロピルヘキシルホスホニウム、トリプロピルヘプチルホスホニウム、トリプロピルオクチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、トリブチルペンチルホスホニウム、トリブチルヘキシルホスホニウム、トリブチルヘプチルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム、テトラペンチルホスホニウム、トリペンチルヘキシルホスホニウム、トリペンチルヘプチルホスホニウム、トリペンチルオクチルホスホニウム、テトラヘキシルホスホニウム、トリヘキシルヘプチルホスホニウム、トリヘキシルオクチルホスホニウム、テトラヘプチルホスホニウム、トリヘプチルオクチルホスホニウム、テトラオクチルホスホニウム等、及びこれらのアルキル基中の水素原子を1つ以上フッ素原子に置換した化合物、トリエチルアリルホスホニウム、トリエチルブテニルホスホニウム、トリプロピルアリルホスホニウム、トリプロピルブテニルホスホニウム、トリブチルアリルホスホニウム、トリブチルブテニルホスホニウム、トリエチルメトキシエチルホスホニウム、トリエチルメトキシエトキシエチルホスホニウム、トリプロピルメトキシエチルホスホニウム、トリプロピルメトキシエトキシエチルホスホニウム、トリブチルメトキシエチルホスホニウム、トリブチルメトキシエトキシエチルホスホニウムが特に好ましい。   Among these, the number of ions per unit volume (that is, the ion density) is appropriate so as not to impair the characteristics of the room temperature molten salt, and has an excellent balance with the melting point and viscosity, so that triethylbutylphosphonium, triethylpentylphosphonium , Triethylhexylphosphonium, triethylheptylphosphonium, triethyloctylphosphonium, tripropylbutylphosphonium, tripropylpentylphosphonium, tripropylhexylphosphonium, tripropylheptylphosphonium, tripropyloctylphosphonium, tetrabutylphosphonium, tributylpentylphosphonium, tributylhexylphosphonium, Tributyl heptyl phosphonium, tributyl octyl phosphonium, tetrapentyl phosphonium, tripe Tylhexylphosphonium, tripentylheptylphosphonium, tripentyloctylphosphonium, tetrahexylphosphonium, trihexylheptylphosphonium, trihexyloctylphosphonium, tetraheptylphosphonium, triheptyloctylphosphonium, tetraoctylphosphonium, etc., and hydrogen atoms in these alkyl groups Compounds substituted with one or more fluorine atoms, triethylallylphosphonium, triethylbutenylphosphonium, tripropylallylphosphonium, tripropylbutenylphosphonium, tributylallylphosphonium, tributylbutenylphosphonium, triethylmethoxyethylphosphonium, triethylmethoxyethoxyethylphosphonium , Tripropylmethoxyethylphosphonic , Tripropylamine methoxyethoxyethyl phosphonium, tributyl methoxyethyl phosphonium, tributyl methoxyethoxyethyl phosphonium is particularly preferred.

一般式(3)で表される構造を有する四級ホスホニウム塩のアニオンとしては特に限定はないが、前記リチウム塩のアニオン、前記一般式(1)で表される構造を有する三級スルホニウム塩のアニオン又は前記一般式(2)で表される構造を有する四級アンモニウム塩のアニオンと同様のものが好ましいものとして挙げられる。   The anion of the quaternary phosphonium salt having the structure represented by the general formula (3) is not particularly limited, but the anion of the lithium salt or the tertiary sulfonium salt having the structure represented by the general formula (1). The thing similar to the anion or the anion of the quaternary ammonium salt which has a structure represented by the said General formula (2) is mentioned as a preferable thing.

本発明における非水系電解液中の非水系溶媒は、本発明の効果を損ねない範囲で、従来から非水系電解液の溶媒として公知のものを含有していてもよい。その場合、公知の非水系電解液の溶媒の中から適宜選択して用いることができる。例えば、常温溶融塩と鎖状カーボネート類、常温溶融塩と環状カーボネート類、常温溶融塩と環状エステル類、常温溶融塩と環状スルホン類、常温溶融塩とフッ素化鎖状エーテル類、常温溶融塩とフッ素化鎖状カーボネート類、常温溶融塩と分子量500から3000程度のポリシロキサン類、常温溶融塩と分子量700から3000程度のポリエーテル類、常温溶融塩とリン酸エステル類等を主体とする組み合わせが好ましいものとして挙げられる。   The non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte solution in the present invention may contain a conventionally known solvent for the non-aqueous electrolyte solution as long as the effects of the present invention are not impaired. In that case, it can be used by appropriately selecting from known non-aqueous electrolyte solutions. For example, room temperature molten salts and chain carbonates, room temperature molten salts and cyclic carbonates, room temperature molten salts and cyclic esters, room temperature molten salts and cyclic sulfones, room temperature molten salts and fluorinated chain ethers, room temperature molten salts and Combinations mainly composed of fluorinated chain carbonates, room temperature molten salts and polysiloxanes having a molecular weight of about 500 to 3000, room temperature molten salts and polyethers having a molecular weight of about 700 to 3000, room temperature molten salts and phosphate esters, etc. It is mentioned as preferable.

常温溶融塩が、リチウム塩及び後述する「モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩」以外の非水系電解液成分に対して、0.01質量%以上、100質量%以下含有されていることが好ましい。「リチウム塩及び『モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩』以外の非水系電解液成分」とは、例えば、鎖状若しくは環状カーボネート類、鎖状若しくは環状エステル類、鎖状若しくは環状スルホン類、鎖状若しくは環状エーテル類、それらのフッ素化物類、ポリシロキサン類、ポリエーテル類等の「高沸点溶媒や不燃性溶媒」等が挙げられる。また、後述する非水系溶媒が挙げられる。   The ambient temperature molten salt is contained in an amount of 0.01% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte component other than the lithium salt and “monofluorophosphate and difluorophosphate” described later. preferable. “Non-aqueous electrolyte components other than lithium salt and“ monofluorophosphate, difluorophosphate ”” include, for example, linear or cyclic carbonates, linear or cyclic esters, linear or cyclic sulfones, Examples thereof include “high-boiling solvents and nonflammable solvents” such as chain or cyclic ethers, fluorinated compounds thereof, polysiloxanes, and polyethers. Moreover, the nonaqueous solvent mentioned later is mentioned.

常温溶融塩の含有量は、上記の成分全体に対して、50質量%以上、100質量%以下がより好ましく、60質量%以上、95質量%以下が特に好ましく、70質量%以上、90質量%以下が更に好ましい。常温溶融塩が少なすぎる場合には、非水系電解液に不燃性や高熱安定性等の安全性効果が得られない場合があり、一方、多すぎる場合は、常温溶融塩の構造によっては粘性が高すぎてイオン導電率が低下したり、セパレータや正極・負極中に該非水系電解液が浸透しにくくなる場合がある。   The content of the ambient temperature molten salt is more preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, particularly preferably 60% by mass or more and 95% by mass or less, and more preferably 70% by mass or more and 90% by mass with respect to the entire component. The following is more preferable. If there is too little room temperature molten salt, the non-aqueous electrolyte may not be able to obtain safety effects such as non-flammability and high thermal stability, while if it is too much, the viscosity may vary depending on the structure of the room temperature molten salt. If it is too high, the ionic conductivity may decrease, or the non-aqueous electrolyte may not easily penetrate into the separator, the positive electrode, and the negative electrode.

本発明において、常温溶融塩を含有する非水系溶媒の好ましい組合せの1つは、常温溶融塩と環状カーボネート類を主体とする組合せである。中でも、非水系溶媒に占める常温溶融塩の割合が、50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上であり、通常95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下のものである。この非水系溶媒の組み合わせを用いると、常温溶融塩のみを非水系電解液溶媒として用いた時に比べて非水系電解液の粘性率が低下し、かつ環状カーボネートに負極表面上に良好な被膜を形成する効果があるため、これを用いて作製された電池の高電流密度での充放電容量やサイクル特性が良くなるので好ましい。   In the present invention, one preferred combination of the non-aqueous solvent containing a room temperature molten salt is a combination mainly composed of a room temperature molten salt and a cyclic carbonate. Among them, the ratio of the room temperature molten salt in the non-aqueous solvent is 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and usually 95% by mass or less, preferably 90% by mass or less, more Preferably it is 85 mass% or less. When this non-aqueous solvent combination is used, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is lower than when only room temperature molten salt is used as the non-aqueous electrolyte solution solvent, and a good film is formed on the negative electrode surface on the cyclic carbonate. Therefore, it is preferable because a charge / discharge capacity and cycle characteristics at a high current density of a battery produced using the same are improved.

常温溶融塩と「環状カーボネート類や環状エステル類、環状スルホン類」の好ましい組み合わせの具体例としては、例えば、常温溶融塩とエチレンカーボネート、常温溶融塩とプロピレンカーボネート、常温溶融塩とフルオロエチレンカーボネート、常温溶融塩とブチレンカーボネート、常温溶融塩とγ−ブチロラクトン、常温溶融塩とγ−バレロラクトン、常温溶融塩とスルホラン、常温溶融塩とフルオロスルホラン等が挙げられる。   Specific examples of preferred combinations of the room temperature molten salt and “cyclic carbonates, cyclic esters, and cyclic sulfones” include, for example, room temperature molten salt and ethylene carbonate, room temperature molten salt and propylene carbonate, room temperature molten salt and fluoroethylene carbonate, Room temperature molten salt and butylene carbonate, room temperature molten salt and γ-butyrolactone, room temperature molten salt and γ-valerolactone, room temperature molten salt and sulfolane, room temperature molten salt and fluorosulfolane, and the like.

また、他の好ましい組合せの1つは、常温溶融塩とフッ素化鎖状エーテル類を主体とする組合せである。中でも、非水系溶媒に占める常温溶融塩の割合が、50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上であり、通常95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下のものである。この非水系溶媒の組み合わせを用いると、常温溶融塩が有する不燃性を損なうことなく、常温溶融塩のみを非水系電解液の溶媒として用いた時に比べて、非水系電解液の粘性率が低下し、更に正極や負極の細孔内に非水系電解液が浸透しやすくなるため、これを用いて作製された電池の高電流密度での充放電容量が向上するので好ましい。   Another preferable combination is a combination mainly composed of a room temperature molten salt and a fluorinated chain ether. Among them, the ratio of the room temperature molten salt in the non-aqueous solvent is 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and usually 95% by mass or less, preferably 90% by mass or less, more Preferably it is 85 mass% or less. When this combination of non-aqueous solvents is used, the viscosity of the non-aqueous electrolyte decreases as compared with the case where only the normal temperature molten salt is used as the solvent of the non-aqueous electrolyte without impairing the nonflammability of the normal temperature molten salt. Furthermore, since the non-aqueous electrolyte solution easily penetrates into the pores of the positive electrode and the negative electrode, the charge / discharge capacity at a high current density of a battery produced using this is improved, which is preferable.

常温溶融塩とフッ素化鎖状エーテル類の好ましい組み合わせの具体例としては、例えば、常温溶融塩とノナフルオロブチルメチルエーテル、常温溶融塩とノナフルオロブチルエチルエーテル、常温溶融塩とトリフルオロエトキシエトキシメタン、常温溶融塩とトリフルオロエトキシエトキシエタン、常温溶融塩とヘキサフルオロエトキシエトキシメタン、常温溶融塩とヘキサフルオロエトキシエトキシエタン等が挙げられる。   Specific examples of preferred combinations of room temperature molten salts and fluorinated chain ethers include, for example, room temperature molten salts and nonafluorobutyl methyl ether, room temperature molten salts and nonafluorobutyl ethyl ether, room temperature molten salts and trifluoroethoxyethoxymethane. Room temperature molten salt and trifluoroethoxyethoxyethane, room temperature molten salt and hexafluoroethoxyethoxymethane, room temperature molten salt and hexafluoroethoxyethoxyethane, and the like.

常温溶融塩とリン酸エステル類の好ましい組み合わせの具体例としては、例えば、常温溶融塩とリン酸トリメチル、常温溶融塩とリン酸トリエチル、常温溶融塩とリン酸ジメチルエチル、常温溶融塩とリン酸メチルジエチル、常温溶融塩とリン酸トリストリフルオロエチル、常温溶融塩とリン酸エチレンメチル、常温溶融塩とリン酸エチレンエチル、常温溶融塩とリン酸トリヘキシル、常温溶融塩とリン酸トリオクチル等が挙げられる。   Specific examples of preferable combinations of room temperature molten salt and phosphate esters include, for example, room temperature molten salt and trimethyl phosphate, room temperature molten salt and triethyl phosphate, room temperature molten salt and dimethylethyl phosphate, room temperature molten salt and phosphoric acid Methyl diethyl, room temperature molten salt and tristrifluoroethyl phosphate, room temperature molten salt and ethylene methyl phosphate, room temperature molten salt and ethylene ethyl phosphate, room temperature molten salt and trihexyl phosphate, room temperature molten salt and trioctyl phosphate, etc. It is done.

<1−3.モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩>
本発明における非水系電解液は、上記したリチウム塩及び常温溶融塩に加えて、「モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩」を含有する。
<1-3. Monofluorophosphate, Difluorophosphate>
The nonaqueous electrolytic solution in the present invention contains “monofluorophosphate and / or difluorophosphate” in addition to the above-described lithium salt and room temperature molten salt.

モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩のカウンターカチオンとしては特に限定はないが、Li、Na、K、Mg、Ca、Fe、Cu等の金属元素の他、一般式(1)で表される3級スルホニウム、一般式(2)で表される4級アンモニウム、一般式(3)で表される4級ホスホニウムが挙げられる。ここで、一般式(1)〜(3)で表されるカウンターカチオンは、前記常温溶融塩で用いられる構造と同様である。   The counter cation of monofluorophosphate and difluorophosphate is not particularly limited, but is represented by the general formula (1) in addition to metal elements such as Li, Na, K, Mg, Ca, Fe, and Cu. Examples include tertiary sulfonium, quaternary ammonium represented by the general formula (2), and quaternary phosphonium represented by the general formula (3). Here, the counter cation represented by the general formulas (1) to (3) has the same structure as that used in the room temperature molten salt.

これらのカウンターカチオン中でも、非水系電解液電池に用いたときの電池特性の点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム又は3級スルホニウム、4級アンモニウム、4級ホスホニウムが好ましく、リチウムが特に好ましい。   Among these counter cations, lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, tertiary sulfonium, quaternary ammonium, and quaternary phosphonium are preferable, and lithium is particularly preferable from the viewpoint of battery characteristics when used in a non-aqueous electrolyte battery. .

また、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩の中でも、ジフルオロリン酸塩が、電池のサイクル特性、高温保存特性等の点で好ましく、ジフルオロリン酸リチウムが特に好ましい。また、これらの化合物は非水系溶媒中で合成されたものを実質的にそのまま用いてもよく、別途合成して実質的に単離されたものを非水系溶媒中又は非水系電解液中に添加してもよい。   Among monofluorophosphates and difluorophosphates, difluorophosphate is preferable from the viewpoint of battery cycle characteristics, high-temperature storage characteristics, and the like, and lithium difluorophosphate is particularly preferable. In addition, those compounds synthesized in a non-aqueous solvent may be used as they are, or those synthesized separately and substantially isolated are added in a non-aqueous solvent or a non-aqueous electrolyte. May be.

本発明の非水系電解液全体に対する「モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩」の配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液全体に対して、それらの合計で、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常20質量%以下、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下の濃度で含有させる。多すぎる場合は、低温において析出して電池特性を低下させる場合があり、一方、少なすぎる場合は、サイクル特性、高温保存特性等の向上効果が著しく低下する場合がある。ただし、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩が常温溶融塩を兼ねる場合は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常100質量%以下、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、特に好ましくは85質量%以下の濃度で含有させる。多すぎる場合は非水系電解液の粘性が増大してイオン導電率が低下したり、セパレータや正極・負極へ浸透しにくくなる場合がある。一方、少なすぎる場合は、前記同様に低温特性やサイクル特性、高温保存特性等の向上効果が著しく低下する場合がある。   There is no limit to the amount of “monofluorophosphate and / or difluorophosphate” added to the entire non-aqueous electrolyte of the present invention, and it is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The total amount of the electrolyte is generally 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 20% by mass or less, preferably 10%. It is contained at a concentration of not more than mass%, more preferably not more than 5 mass%. If it is too much, it may be deposited at low temperatures to deteriorate the battery characteristics. On the other hand, if it is too small, the effect of improving the cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc. may be significantly reduced. However, when the monofluorophosphate and / or difluorophosphate also serves as a room temperature molten salt, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, Further, it is usually contained at a concentration of 100% by mass or less, preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 85% by mass or less. If the amount is too large, the viscosity of the non-aqueous electrolyte may increase and the ionic conductivity may decrease, or it may be difficult to penetrate the separator, the positive electrode, and the negative electrode. On the other hand, if the amount is too small, the effect of improving the low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc. may be significantly reduced as described above.

<1−4.他の化合物>
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を損ねない範囲で、「他の化合物」を含有することができる。かかる「他の化合物」としては、従来公知の負極被膜形成剤、正極保護剤、過充電防止剤、助剤等の種々の化合物が挙げられる。
<1-4. Other compounds>
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention can contain “other compounds” as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such “other compounds” include various compounds such as conventionally known negative electrode film forming agents, positive electrode protective agents, overcharge inhibitors, and auxiliary agents.

<1−4−1.負極被膜形成剤>
負極被膜形成剤を含有させることにより、負極におけるリチウムイオンの反応の可逆性を向上させ、充放電容量や充放電効率、サイクル特性を向上させることができる。負極被膜形成剤としては、例えば、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート等が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<1-4-1. Negative electrode film-forming agent>
By including the negative electrode film forming agent, the reversibility of the lithium ion reaction in the negative electrode can be improved, and the charge / discharge capacity, charge / discharge efficiency, and cycle characteristics can be improved. As the negative electrode film forming agent, for example, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate and the like are preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

非水系電解液中におけるこれらの負極被膜形成剤の含有割合は特に限定はないが、非水系電解液全体に対し、それぞれ、0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、上限は、12質量%以下、好ましくは10質量%以下、更に好ましくは8質量%以下である。   The content ratio of these negative electrode film forming agents in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably, based on the whole non-aqueous electrolyte solution. Is 0.2 mass% or more, and the upper limit is 12 mass% or less, preferably 10 mass% or less, more preferably 8 mass% or less.

<1−4−2.正極保護剤>
正極保護剤を含有させることにより、高温保存後の容量維持やサイクル特性を向上させることができる。正極保護剤としては、亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、プロパンスルトン、ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン等が好ましい。これらは2種類以上併用してもよい。
<1-4-2. Positive electrode protective agent>
By containing a positive electrode protective agent, capacity maintenance after high temperature storage and cycle characteristics can be improved. As the positive electrode protective agent, ethylene sulfite, propylene sulfite, propane sultone, butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan and the like are preferable. Two or more of these may be used in combination.

非水系電解液中におけるこれら正極保護剤の含有割合は特に限定はないが、非水系電解液全体に対し、それぞれ、0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、上限は、5質量%以下、好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。   The content ratio of these positive electrode protective agents in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0% with respect to the whole non-aqueous electrolyte solution. The upper limit is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less.

<1−4−3.過充電防止剤>
過充電防止剤を含有させることにより、過充電等のときに電池の破裂・発火を抑制することができる。
<1-4-3. Overcharge prevention agent>
By containing an overcharge preventing agent, rupture / ignition of the battery can be suppressed during overcharge or the like.

過充電防止剤の具体例としては、例えば、
ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニル等の部分水素化体、
シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;
2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分フッ素化物;
2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物;
等が挙げられる。
As a specific example of the overcharge inhibitor, for example,
Partially hydrogenated compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, terphenyl, etc.
Aromatic compounds such as cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran;
Partially fluorinated products of the aromatic compounds such as 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene;
Fluorinated anisole compounds such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole;
Etc.

これらの中でビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは2種類以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼンやt−アミルベンゼンとの組み合わせや、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれるものと、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれるものとを併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。   Of these, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran are preferable. Two or more of these may be used in combination. When two or more types are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, terphenyl partially hydrogenated product, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene The balance between overcharge prevention characteristics and high-temperature storage characteristics is obtained by using a combination selected from oxygen-free aromatic compounds such as t-amylbenzene and oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran. From the point of view, it is preferable.

非水系電解液中における過充電防止剤の割合は、非水系電解液全体に対して通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、特に好ましくは0.3質量%以上、最も好ましくは0.5質量%以上であり、上限は、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。この下限より低濃度では過充電防止剤の効果がほとんど発現しない。逆に濃度が高すぎると高温保存特性等の電池の特性が低下する傾向がある。   The ratio of the overcharge inhibitor in the non-aqueous electrolyte is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, most preferably with respect to the whole non-aqueous electrolyte. Preferably it is 0.5 mass% or more, and an upper limit is 5 mass% or less normally, Preferably it is 3 mass% or less, Most preferably, it is 2 mass% or less. When the concentration is lower than this lower limit, the effect of the overcharge inhibitor hardly appears. On the other hand, if the concentration is too high, battery characteristics such as high-temperature storage characteristics tend to deteriorate.

<1−4−4.助剤>
助剤の具体例としては、例えば、
エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;
無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;
2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;スルホレン、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;
1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物等が挙げられる。
<1-4-4. Auxiliary>
Specific examples of the auxiliary agent include, for example,
Carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate;
Succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, phenylsuccinic anhydride, etc. Carboxylic acid anhydrides of
Spiro compounds such as 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane and 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; sulfolene, dimethylsulfone , Sulfur-containing compounds such as diphenylsulfone, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide;
Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide;
Examples thereof include hydrocarbon compounds such as heptane, octane, nonane, decane and cycloheptane, and fluorine-containing aromatic compounds such as fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene and benzotrifluoride.

これらは2種類以上併用して用いてもよい。非水系電解液中におけるこれらの助剤の割合は、非水系電解液全体に対して通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上であり、上限は、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。この下限より低濃度では助剤の効果がほとんど発現しない。逆に濃度が高すぎると高負荷放電特性等の電池の特性が低下する傾向がある。   Two or more of these may be used in combination. The ratio of these auxiliaries in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more with respect to the whole non-aqueous electrolyte. The upper limit is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. By adding these auxiliaries, capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high temperature storage can be improved. When the concentration is lower than this lower limit, the effect of the auxiliary agent hardly appears. Conversely, if the concentration is too high, battery characteristics such as high-load discharge characteristics tend to deteriorate.

<1−5.非水系電解液の調製>
本発明における非水系電解液は、リチウム塩、常温溶融塩、モノフルオロリン酸塩類又はジフルオロリン酸塩類、並びに、必要に応じて「他の化合物」を、互いに溶解することにより調製することができる。非水系電解液の調製に際しては、各原料は、非水系電解液とした場合の水分を低減させるため予め脱水しておくことが好ましい。通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下まで脱水するのがよい。また、非水系電解液調製後に、脱水、脱酸処理等を実施してもよい。
<1-5. Preparation of non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution in the present invention can be prepared by dissolving a lithium salt, a room temperature molten salt, a monofluorophosphate salt or a difluorophosphate salt, and if necessary, “other compounds”. . In preparing the non-aqueous electrolyte solution, each raw material is preferably dehydrated in advance in order to reduce the water content when the non-aqueous electrolyte solution is used. Usually, it is good to dehydrate to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, particularly preferably 10 ppm or less. Moreover, you may implement dehydration, a deoxidation process, etc. after non-aqueous electrolyte solution preparation.

本発明の非水系電解液は、非水系電解液電池の中でも二次電池用、例えばリチウム二次電池用の電解液として用いるのに好適である。以下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液電池について説明する。   The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is suitable for use as an electrolyte solution for secondary batteries, for example, lithium secondary batteries, among non-aqueous electrolyte batteries. Hereinafter, a non-aqueous electrolyte battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention will be described.

[2.非水系電解液電池]
本発明の非水系電解液電池は、イオンを吸蔵及び放出し得る負極及び正極と、前記の本発明の非水系電解液とを備えるものである。
[2. Non-aqueous electrolyte battery]
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention comprises a negative electrode and a positive electrode that can occlude and release ions, and the non-aqueous electrolyte of the present invention.

<2−1.電池構成>
本発明の非水系電解液電池は、負極及び非水系電解液以外の構成については、従来公知の非水系電解液電池と同様であり、通常は、本発明の非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。従って、本発明の非水系電解液電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
<2-1. Battery configuration>
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is the same as the conventionally known non-aqueous electrolyte battery except for the negative electrode and the non-aqueous electrolyte, and is usually impregnated with the non-aqueous electrolyte of the present invention. A positive electrode and a negative electrode are laminated via a porous film (separator), and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

<2−2.非水系電解液>
非水系電解液としては、上述の本発明の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
<2-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, the above-described non-aqueous electrolyte of the present invention is used. In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is also possible to mix and use other nonaqueous electrolyte solution with respect to the nonaqueous electrolyte solution of this invention.

<2−3.負極>
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。
<2-3. Negative electrode>
The negative electrode active material used for the negative electrode is described below. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, alloy-based materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like.

<2−3−1.炭素質材料>
負極活物質として用いられる炭素質材料としては、
(1)天然黒鉛、
(2)人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を400から3200℃の範囲で1回以上熱処理した炭素質材料、
(3)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる結晶性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、
(4)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる配向性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、
から選ばれるものが初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスが良く好ましい。また、(1)〜(4)の炭素質材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-3-1. Carbonaceous material>
As a carbonaceous material used as a negative electrode active material,
(1) natural graphite,
(2) a carbonaceous material obtained by heat-treating an artificial carbonaceous material and an artificial graphite material at least once in the range of 400 to 3200 ° C .;
(3) a carbonaceous material in which the negative electrode active material layer is composed of at least two types of carbonaceous materials having different crystallinity and / or has an interface in contact with the different crystalline carbonaceous materials,
(4) a carbonaceous material in which the negative electrode active material layer is composed of carbonaceous materials having at least two or more different orientations and / or has an interface in contact with the carbonaceous materials having different orientations;
Is preferably a good balance between initial irreversible capacity and high current density charge / discharge characteristics. Moreover, the carbonaceous materials (1) to (4) may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

上記(2)の人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質の具体的な例としては、天然黒鉛、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ、あるいはこれらピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物、及びこれらの炭化物、又は炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液及びこれらの炭化物等が挙げられる。   Specific examples of the artificial carbonaceous material and the artificial graphite material of (2) above include natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch, or those obtained by oxidizing these pitches, Needle coke, pitch coke and carbon materials partially graphitized thereof, furnace black, acetylene black, organic pyrolysis products such as pitch-based carbon fibers, carbonizable organic materials, and these carbides or carbonizable organic materials Examples thereof include solutions dissolved in low-molecular organic solvents such as benzene, toluene, xylene, quinoline, and n-hexane, and carbides thereof.

なお、上記の炭化可能な有機物の、具体的な例としては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ、或いは乾留液化油等の石炭系重質油、常圧残油、減圧残油の直流系重質油、原油、ナフサ等の熱分解時に副生するエチレンタール等分解系石油重質油、更にアセナフチレン、デカシクレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素、フェナジンやアクリジン等の窒素原子含有複素環式化合物、チオフェン、ビチオフェン等の硫黄原子含有複素環式化合物、ビフェニル、テルフェニル等のポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、これらのものの不溶化処理品、含窒素性のポリアクニロニトリル、ポリピロール等の有機高分子、含硫黄性のポリチオフェン、ポリスチレン等の有機高分子、セルロース、リグニン、マンナン、ポリガラクトウロン酸、キトサン、サッカロースに代表される多糖類等の天然高分子、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド等の熱可塑性樹脂、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。   Specific examples of the above carbonizable organic substances include coal tar pitch from soft pitch to hard pitch, or heavy coal-based oil such as dry distillation liquefied oil, normal pressure residual oil, reduced pressure residual DC. Heavy oils such as ethylene tar produced as a by-product during pyrolysis of heavy oils such as heavy oil, crude oil, naphtha, etc., and aromatic hydrocarbons such as acenaphthylene, decacyclene, anthracene, phenanthrene, and nitrogen atom-containing complexes such as phenazine and acridine Cyclic compounds, heterocyclic compounds containing sulfur atoms such as thiophene and bithiophene, polyphenylenes such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, insolubilized products of these, nitrogen-containing polyacrylonitrile Organic polymers such as polypyrrole, organic polymers such as sulfur-containing polythiophene and polystyrene Natural polymers such as polysaccharides such as saccharose, cellulose, lignin, mannan, polygalacturonic acid, chitosan, saccharose, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide and polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide Examples thereof include thermosetting resins such as resins.

<2−3−2.炭素質負極の構成、物性、調製方法>
炭素質材料についての性質や炭素質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、非水系電解液電池については、次に示す(1)〜(18)の何れか1項又は複数項を同時に満たしていることが望ましい。
<2-3-2. Configuration, physical properties, preparation method of carbonaceous negative electrode>
Regarding the properties of the carbonaceous material, the negative electrode containing the carbonaceous material, the electrodeification method, the current collector, and the non-aqueous electrolyte battery, any one or more of (1) to (18) shown below It is desirable to satisfy

(1)X線パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、0.335nm以上であることが好ましく、また、通常0.360nm以下であり、0.350nm以下が好ましく、0.345nm以下が更に好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上であることが好ましく、中でも1.5nm以上であることが更に好ましい。
(1) X-ray parameters The d-value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method of carbonaceous materials is preferably 0.335 nm or more. It is 360 nm or less, preferably 0.350 nm or less, and more preferably 0.345 nm or less. Further, the crystallite size (Lc) of the carbonaceous material obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, and more preferably 1.5 nm or more.

(2)灰分
炭素質材料中に含まれる灰分は、炭素質材料の全質量に対して、1質量%以下、中でも0.5質量%以下、特に0.1質量%以下が好ましく、下限としては1ppm以上であることが好ましい。
(2) Ash content The ash content in the carbonaceous material is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less, based on the total mass of the carbonaceous material. It is preferably 1 ppm or more.

灰分の重量割合が上記の範囲を上回ると、充放電時の非水系電解液との反応による電池性能の劣化が無視できなくなる場合がある。また、上記範囲を下回ると、製造に多大な時間とエネルギーと汚染防止のための設備とを必要とし、コストが上昇する場合がある。   When the weight ratio of ash exceeds the above range, deterioration of battery performance due to reaction with the non-aqueous electrolyte during charge / discharge may not be negligible. On the other hand, if it falls below the above range, the production requires a lot of time, energy and equipment for preventing contamination, which may increase the cost.

(3)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)が、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上が更に好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましく、25μm以下が特に好ましい。
(3) Volume-based average particle size The volume-based average particle size of the carbonaceous material is usually a volume-based average particle size (median diameter) determined by a laser diffraction / scattering method of 1 μm or more, preferably 3 μm or more, It is more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less.

体積基準平均粒径が上記範囲を下回ると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損失を招くことになる場合がある。また、上記範囲を上回ると、塗布により電極を作製する際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。   If the volume-based average particle size is below the above range, the irreversible capacity may increase, leading to loss of initial battery capacity. On the other hand, when the above range is exceeded, when an electrode is produced by coating, an uneven coating surface tends to be formed, which may be undesirable in the battery production process.

体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、本発明の炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。   The volume-based average particle size is measured by dispersing carbon powder in a 0.2% by weight aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and laser diffraction / scattering particle size distribution. This is carried out using a meter (LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material of the present invention.

(4)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値が、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上が更に好ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下が更に好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(4) Raman R value, Raman half-value width As for the Raman R value of the carbonaceous material, a value measured by using an argon ion laser Raman spectrum method is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, preferably 1 or more is more preferable, and it is usually 1.5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が上記範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。すなわち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。一方、上記範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。   When the Raman R value is below the above range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there are cases where the number of sites where Li enters between layers decreases with charge / discharge. That is, charge acceptance may be reduced. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may lead to a decrease in load characteristics. On the other hand, if it exceeds the above range, the crystallinity of the particle surface is lowered, the reactivity with the non-aqueous electrolyte is increased, and the efficiency may be lowered and the gas generation may be increased.

また、炭素質材料の1580cm−1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm−1以上であり、15cm−1以上が好ましく、また、通常100cm−1以下であり、80cm−1以下が好ましく、60cm−1以下が更に好ましく、40cm−1以下が特に好ましい。 Further, the Raman half-width in the vicinity of 1580 cm −1 of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 10 cm −1 or more, preferably 15 cm −1 or more, and usually 100 cm −1 or less, and 80 cm −1 or less. Preferably, 60 cm −1 or less is more preferable, and 40 cm −1 or less is particularly preferable.

ラマン半値幅が上記範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。すなわち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。一方、上記範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。   If the Raman half width is less than the above range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there are cases where the number of sites where Li enters between layers decreases with charge and discharge. That is, charge acceptance may be reduced. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may lead to a decrease in load characteristics. On the other hand, if it exceeds the above range, the crystallinity of the particle surface is lowered, the reactivity with the non-aqueous electrolyte is increased, and the efficiency may be lowered and the gas generation may be increased.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm−1付近のピークPの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定し、その強度比R(R=I/I)を算出する。該測定で算出されるラマンR値を、本発明の炭素質材料のラマンR値と定義する。また、得られるラマンスペクトルの1580cm−1付近のピークPの半値幅を測定し、これを本発明の炭素質材料のラマン半値幅と定義する。 The measurement of the Raman spectrum, using a Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation Raman spectrometer), the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and while irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light, This is done by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam. The resulting Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A) Is calculated. The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the carbonaceous material of the present invention. Further, the half width of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 of the resulting Raman spectrum was measured, which is defined as the Raman half-value width of the carbonaceous material of the present invention.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15〜25mW
・分解能 :10〜20cm−1
・測定範囲 :1100cm−1〜1730cm−1
・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理、
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
Moreover, said Raman measurement conditions are as follows.
Argon ion laser wavelength: 514.5nm
・ Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10-20cm -1
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
・ Raman R value, Raman half width analysis: background processing,
-Smoothing processing: Simple average, 5 points of convolution

(5)BET比表面積
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、通常0.1m・g−1以上であり、0.7m・g−1以上が好ましく、1.0m・g−1以上が更に好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、通常100m・g−1以下であり、25m・g−1以下が好ましく、15m・g−1以下が更に好ましく、10m・g−1以下が特に好ましい。
(5) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the carbonaceous material, the value of the specific surface area measured using the BET method is usually 0.1 m 2 · g −1 or more, and 0.7 m 2 · g −1 or more. Is preferably 1.0 m 2 · g −1 or more, more preferably 1.5 m 2 · g −1 or more, and usually 100 m 2 · g −1 or less, and 25 m 2 · g −1 or less. It is preferably 15 m 2 · g −1 or less, more preferably 10 m 2 · g −1 or less.

BET比表面積の値がこの範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなり、安定性が低下する可能性がある。一方、この範囲を上回ると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい場合がある。   When the value of the BET specific surface area is less than this range, the acceptability of lithium is likely to deteriorate during charging when used as a negative electrode material, lithium is likely to precipitate on the electrode surface, and stability may be reduced. On the other hand, if it exceeds this range, when used as a negative electrode material, the reactivity with the non-aqueous electrolyte increases, gas generation tends to increase, and a preferable battery may be difficult to obtain.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明の炭素質材料のBET比表面積と定義する。   The specific surface area was measured by the BET method using a surface area meter (a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is used. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the carbonaceous material of the present invention.

(6)細孔径分布
炭素質材料の細孔径分布は、水銀圧入量の測定することによって算出される。水銀ポロシメトリー(水銀圧入法)を用いることで、炭素質材料の粒子内の空隙、粒子表面のステップによる凹凸、及び粒子間の接触面等による細孔が、直径0.01μm以上1μm以下の細孔に相当すると測定される炭素質材料が、通常0.01cm・g−1以上、好ましく
は0.05cm・g−1以上、より好ましくは0.1cm・g−1以上、また、通常0.6cm・g−1以下、好ましくは0.4cm・g−1以下、より好ましくは0.3cm・g−1以下の細孔径分布を有することが望ましい。
(6) Pore size distribution The pore size distribution of the carbonaceous material is calculated by measuring the mercury intrusion amount. By using mercury porosimetry (mercury intrusion method), fine pores with a diameter of 0.01 μm or more and 1 μm or less with voids in particles of carbonaceous material, irregularities due to steps on the particle surface, and contact surfaces between particles, etc. carbonaceous material to be measured to correspond to the holes, usually 0.01 cm 3 · g -1 or more, preferably 0.05 cm 3 · g -1 or more, more preferably 0.1 cm 3 · g -1 or more, It is usually desirable to have a pore size distribution of 0.6 cm 3 · g −1 or less, preferably 0.4 cm 3 · g −1 or less, more preferably 0.3 cm 3 · g −1 or less.

細孔径分布が上記範囲を上回ると、極板化時にバインダーを多量に必要となる場合がある。また、上記範囲を下回ると、高電流密度充放電特性が低下し、かつ充放電時の電極の膨張収縮の緩和効果が得られない場合がある。   If the pore size distribution exceeds the above range, a large amount of binder may be required when forming an electrode plate. On the other hand, if it falls below the above range, the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated, and the effect of relaxing the expansion and contraction of the electrode during charge / discharge may not be obtained.

また、水銀ポロシメトリー(水銀圧入法)により求められる、直径が0.01μm以上100μm以下の細孔に相当する、全細孔容積は、通常0.1cm・g−1以上であり、0.25cm・g−1以上が好ましく、0.4cm・g−1以上が更に好ましく、また、通常10cm・g−1以下であり、5cm・g−1以下が好ましく、2cm・g−1以下が更に好ましい。全細孔容積が上記範囲を上回ると、極板化時にバインダーを多量に必要となる場合がある。また、上記範囲を下回ると、極板化時に増粘剤や結着剤の分散効果が得られない場合がある。 Further, the total pore volume, which is obtained by mercury porosimetry (mercury intrusion method) and corresponds to pores having a diameter of 0.01 μm or more and 100 μm or less, is usually 0.1 cm 3 · g −1 or more, and 25 cm 3 · g -1 or more, more preferably 0.4 cm 3 · g -1 or higher, and is generally 10 cm 3 · g -1 or less, preferably 5 cm 3 · g -1 or less, 2 cm 3 · g -1 or less is more preferable. If the total pore volume exceeds the above range, a large amount of binder may be required when forming an electrode plate. On the other hand, if the amount is below the above range, the effect of dispersing the thickener or the binder may not be obtained when forming the electrode plate.

また、平均細孔径は、通常0.05μm以上であり、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上が更に好ましく、また、通常50μm以下であり、20μm以下が好ましく、10μm以下が更に好ましい。平均細孔径が上記範囲を上回ると、バインダーを多量に必要となる場合がある。また、上記範囲を下回ると、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。   The average pore diameter is usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less. If the average pore diameter exceeds the above range, a large amount of binder may be required. Moreover, when it is less than the above range, the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate.

水銀圧入量の測定は、水銀ポロシメトリー用の装置として、水銀ポロシメータ(オートポア9520:マイクロメリテックス社製)を用いて行う。前処理として、試料約0.2gを、パウダー用セルに封入し、室温、真空下(50μmHg以下)にて10分間脱気する。引き続き、4psia(約28kPa)に減圧し水銀を導入し、4psia(約28kPa)から40000psia(約280MPa)までステップ状に昇圧させた後、25psia(約170kPa)まで降圧させる。昇圧時のステップ数は80点以上とし、各ステップでは10秒の平衡時間の後、水銀圧入量を測定する。   The mercury intrusion is measured using a mercury porosimeter (Autopore 9520: manufactured by Micromeritex Corporation) as an apparatus for mercury porosimetry. As a pretreatment, about 0.2 g of a sample is sealed in a powder cell and deaerated for 10 minutes at room temperature under vacuum (50 μmHg or less). Subsequently, the pressure is reduced to 4 psia (about 28 kPa), mercury is introduced, the pressure is increased stepwise from 4 psia (about 28 kPa) to 40000 psia (about 280 MPa), and then the pressure is reduced to 25 psia (about 170 kPa). The number of steps at the time of pressure increase is 80 points or more, and the mercury intrusion amount is measured after an equilibration time of 10 seconds in each step.

このようにして得られた水銀圧入曲線からWashburnの式を用い、細孔径分布を算出する。なお、水銀の表面張力(γ)は485dyne・cm−1(1dyne=10μN)、接触角(ψ)は140°とする。平均細孔径には累積細孔体積が50%となるときの細孔径を用いる。 The pore size distribution is calculated from the mercury intrusion curve thus obtained using the Washburn equation. Note that the surface tension (γ) of mercury is 485 dyne · cm −1 ( 1 dyne = 10 μN), and the contact angle (ψ) is 140 °. As the average pore diameter, the pore diameter when the cumulative pore volume is 50% is used.

(7)円形度
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
(7) Circularity When the circularity is measured as a spherical degree of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.

炭素質材料の粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましく、また、0.1以上が好ましく、中でも0.5以上が好ましく、0.8以上がより好ましく、0.85以上が更に好ましく、0.9以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、円形度が大きいほど向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。   The circularity of the particles having a particle size of 3 to 40 μm in the range of the carbonaceous material is desirably closer to 1, and is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more, 0.85 or more is more preferable, and 0.9 or more is particularly preferable. High current density charge / discharge characteristics improve as the degree of circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be lowered for a short time.

円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行う。試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。該測定で求められる円形度を、本発明の炭素質材料の円形度と定義する。   The circularity is measured using a flow type particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). About 0.2 g of a sample was dispersed in a 0.2% by mass aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and irradiated with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute. The detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured in the range of 3 to 40 μm. The circularity determined by the measurement is defined as the circularity of the carbonaceous material of the present invention.

円形度を向上させる方法は、特に限定されないが、球形化処理を施して球形にしたものが、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理の例としては、せん断力、圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子をバインダー若しくは、粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法等が挙げられる。   The method for improving the degree of circularity is not particularly limited, but a spheroidized sphere is preferable because the shape of the interparticle void when the electrode body is formed is preferable. Examples of spheroidizing treatment include a method of mechanically approximating a sphere by applying a shearing force and a compressive force, a mechanical / physical processing method of granulating a plurality of fine particles by an adhesive force possessed by a binder or particles, etc. Is mentioned.

(8)真密度
炭素質材料の真密度は、通常1.4g・cm−3以上であり、1.6g・cm−3以上が好ましく、1.8g・cm−3以上が更に好ましく、2.0g・cm−3以上が特に好ましく、また、通常2.26g・cm−3以下である。真密度が、上記範囲を下回ると炭素の結晶性が低すぎて初期不可逆容量が増大する場合がある。なお、上記範囲の上限は、黒鉛の真密度の理論上限値である。
True density of (8) True Density carbonaceous material is usually 1.4 g · cm -3 or higher, preferably 1.6 g · cm -3 or more, more preferably 1.8 g · cm -3 or more, 2. 0 g · cm -3 or more are particularly preferred, also, usually less than 2.26 g · cm -3. When the true density is below the above range, the crystallinity of carbon is too low, and the initial irreversible capacity may increase. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit of the true density of graphite.

炭素質材料の真密度は、ブタノールを使用した液相置換法(ピクノメータ法)によって測定する。該測定で求められる値を、本発明の炭素質材料の真密度と定義する。   The true density of the carbonaceous material is measured by a liquid phase substitution method (pycnometer method) using butanol. The value obtained by the measurement is defined as the true density of the carbonaceous material of the present invention.

(9)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、通常0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上が好ましく、0.7g・cm−3以上が更に好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下が更に好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。タップ密度が、上記範囲を下回ると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、高容量の電池を得ることができない場合がある。また、上記範囲を上回ると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、粒子間の導電性が確保され難くなり、好ましい電池特性が得られにくい場合がある。
(9) Tap density The tap density of the carbonaceous material is usually 0.1 g · cm −3 or more, preferably 0.5 g · cm −3 or more, more preferably 0.7 g · cm −3 or more, and 1 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2 g · cm −3 or less is preferable, 1.8 g · cm −3 or less is more preferable, and 1.6 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the tap density is below the above range, the packing density is difficult to increase when used as a negative electrode, and a high-capacity battery may not be obtained. On the other hand, when the above range is exceeded, there are too few voids between particles in the electrode, it is difficult to ensure conductivity between the particles, and it may be difficult to obtain preferable battery characteristics.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の重量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明の炭素質材料のタップ密度として定義する。 The tap density is measured by passing through a sieve having an opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell and filling the sample to the upper end surface of the cell, and then measuring a powder density measuring device (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the weight of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the carbonaceous material of the present invention.

(10)配向比
炭素質材料の配向比は、通常0.005以上であり、0.01以上が好ましく、0.015以上が更に好ましく、また、通常0.67以下である。配向比が、上記範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(10) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less. When the orientation ratio is below the above range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し58.8MN・m−2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される配向比を、本発明の炭素質材料の配向比と定義する。 The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. Set the molding obtained by filling 0.47 g of the sample into a molding machine with a diameter of 17 mm and compressing it with 58.8 MN · m -2 so that it is flush with the surface of the sample holder for measurement. X-ray diffraction is measured. From the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbon, a ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated. The orientation ratio calculated by the measurement is defined as the orientation ratio of the carbonaceous material of the present invention.

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degree Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degree / measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 75 degrees ≦ 2θ ≦ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) plane: 52 degrees ≦ 2θ ≦ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(11)アスペクト比(粉)
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下が更に好ましい。アスペクト比が、上記範囲を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(11) Aspect ratio (powder)
The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more and usually 10 or less, preferably 8 or less, and more preferably 5 or less. If the aspect ratio exceeds the above range, streaking or a uniform coated surface cannot be obtained when forming an electrode plate, and the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the carbonaceous material.

アスペクト比の測定は、炭素質材料の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行う。厚さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個の黒鉛粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の炭素質材料粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。該測定で求められるアスペクト比(A/B)を、本発明の炭素質材料のアスペクト比と定義する。   The aspect ratio is measured by magnifying and observing the carbonaceous material particles with a scanning electron microscope. Carbonaceous material particles when three-dimensional observation is performed by selecting arbitrary 50 graphite particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less and rotating and tilting the stage on which the sample is fixed. The longest diameter A and the shortest diameter B orthogonal thereto are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) obtained by the measurement is defined as the aspect ratio of the carbonaceous material of the present invention.

(12)副材混合
副材混合とは、負極電極中及び/又は負極活物質中に性質の異なる炭素質材料が2種以上含有していることである。ここでいう性質とは、X線回折パラメータ、メジアン径、アスペクト比、BET比表面積、配向比、ラマンR値、タップ密度、真密度、細孔分布、円形度、灰分量の群から選ばれる1つ以上の特性を示す。
(12) Secondary material mixing The secondary material mixing means that two or more carbonaceous materials having different properties are contained in the negative electrode and / or the negative electrode active material. The properties referred to here are selected from the group consisting of X-ray diffraction parameters, median diameter, aspect ratio, BET specific surface area, orientation ratio, Raman R value, tap density, true density, pore distribution, circularity, and ash content. Shows more than one characteristic.

これらの副材混合の、特に好ましい例としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないこと、ラマンR値異なる炭素質材料を2種以上含有していること、及びX線パラメータが異なること等が挙げられる。   Particularly preferable examples of these secondary material mixtures include that the volume-based particle size distribution is not symmetrical when centered on the median diameter, contains two or more carbonaceous materials having different Raman R values, and The X-ray parameters are different.

副材混合の効果の1例として、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料が導電材として含有されることにより、電気抵抗を低減させることが挙げられる。   As an example of the effect of the auxiliary material mixing, carbonaceous materials such as graphite (natural graphite, artificial graphite and the like), carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke are contained as a conductive material. Reducing electrical resistance.

副材混合として導電材を混合する場合には、1種を単独で混合してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合してもよい。また、導電材の炭素質材料に対する混合比率は、通常0.1質量%以上、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常45質量%以下であり、40質量%が好ましい。混合比が、上記範囲を下回ると導電性向上の効果が得にくい場合がある。また、上記範囲を上回ると初期不可逆容量の増大を招く場合がある。   When mixing a conductive material as a secondary material mixture, one type may be mixed alone, or two or more types may be mixed in any combination and ratio. The mixing ratio of the conductive material to the carbonaceous material is usually preferably 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and usually 45% by mass or less. 40% by mass is preferred. If the mixing ratio is less than the above range, it may be difficult to obtain the effect of improving conductivity. On the other hand, exceeding the above range may increase the initial irreversible capacity.

(13)電極作製
電極の製造は、本発明の効果を著しく制限しない限り、公知の何れの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
(13) Electrode production Any known method can be used for producing an electrode as long as the effects of the present invention are not significantly limited. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do.

電池の非水系電解液注液工程直前の段階での片面あたりの負極活物質層の厚さは、通常15μm以上であり、20μm以上が好ましく、30μm以上が更に好ましく、また、通常150μm以下であり、120μm以下が好ましく、100μm以下が更に好ましい。負極活物質の厚さが、この範囲を上回ると、非水系電解液が集電体界面付近まで浸透しにくいため、高電流密度充放電特性が低下する場合があるためである。またこの範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合があるためである。また、負極活物質をロール成形してシート電極としてもよく、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。   The thickness of the negative electrode active material layer per side in the stage immediately before the non-aqueous electrolyte injection process of the battery is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and usually 150 μm or less. 120 μm or less is preferable, and 100 μm or less is more preferable. This is because if the thickness of the negative electrode active material exceeds this range, the non-aqueous electrolyte solution hardly penetrates to the vicinity of the current collector interface, and thus the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated. Further, if the ratio is below this range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease. Further, the negative electrode active material may be roll-formed to form a sheet electrode, or may be formed into a pellet electrode by compression molding.

(14)集電体
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
(14) Current collector As the current collector for holding the negative electrode active material, a known material can be arbitrarily used. Examples of the current collector for the negative electrode include metal materials such as copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.

また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、更に好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。   In addition, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, or the like when the current collector is a metal material. Among them, a metal thin film is preferable, and a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, and both can be used as a current collector.

また、銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。圧延法により作製した銅箔からなる集電体は、銅結晶が圧延方向に並んでいるため、負極を密に丸めても、鋭角に丸めても割れにくく、小型の円筒状電池に好適に用いることができる。   In addition, when the thickness of the copper foil is less than 25 μm, a copper alloy (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) having higher strength than pure copper can be used. A current collector made of a copper foil produced by a rolling method is suitable for use in a small cylindrical battery because the copper crystals are arranged in the rolling direction so that the negative electrode is hard to crack even if it is rounded sharply or rounded at an acute angle. be able to.

電解銅箔は、例えば、銅イオンが溶解された電解液中に金属製のドラムを浸漬し、これを回転させながら電流を流すことにより、ドラムの表面に銅を析出させ、これを剥離して得られるものである。上記の圧延銅箔の表面に、電解法により銅を析出させていてもよい。銅箔の片面又は両面には、粗面化処理や表面処理(例えば、厚さが数nm〜1μm程度までのクロメート処理、Ti等の下地処理等)がなされていてもよい。   For example, an electrolytic copper foil is prepared by immersing a metal drum in an electrolytic solution in which copper ions are dissolved, and flowing current while rotating the copper drum, thereby depositing copper on the surface of the drum and peeling it off. It is obtained. Copper may be deposited on the surface of the rolled copper foil by an electrolytic method. One side or both sides of the copper foil may be subjected to a roughening treatment or a surface treatment (for example, a chromate treatment having a thickness of about several nm to 1 μm, a base treatment such as Ti).

集電体基板には、更に次のような物性が望まれる。   The following physical properties are desired for the current collector substrate.

(14−1)平均表面粗さ(Ra)
JISB0601−1994に記載の方法で規定される集電体基板の負極活物質薄膜形成面の平均表面粗さ(Ra)は、特に制限されないが、通常0.05μm以上であり、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上が更に好ましく、また、通常1.5μm以下であり、1.3μm以下が好ましく、1.0μm以下が更に好ましい。集電体基板の平均表面粗さ(Ra)が、上記の範囲内であると、良好な充放電サイクル特性が期待できるためである。また、負極活物質薄膜との界面の面積が大きくなり、負極活物質薄膜との密着性が向上する。なお、平均表面粗さ(Ra)の上限値は特に制限されるものではないが、平均表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えるものは電池として実用的な厚みの箔としては一般に入手しにくいため、1.5μm以下のものが通常用いられる。
(14-1) Average surface roughness (Ra)
The average surface roughness (Ra) of the negative electrode active material thin film forming surface of the current collector substrate defined by the method described in JIS B0601-1994 is not particularly limited, but is usually 0.05 μm or more and 0.1 μm or more. Preferably, it is more preferably 0.15 μm or more, and is usually 1.5 μm or less, preferably 1.3 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. This is because when the average surface roughness (Ra) of the current collector substrate is within the above range, good charge / discharge cycle characteristics can be expected. Further, the area of the interface with the negative electrode active material thin film is increased, and the adhesion with the negative electrode active material thin film is improved. The upper limit value of the average surface roughness (Ra) is not particularly limited, but those having an average surface roughness (Ra) exceeding 1.5 μm are generally available as foils having a practical thickness as a battery. Since it is difficult, those of 1.5 μm or less are usually used.

(14−2)引張強度
引張強度とは、試験片が破断に至るまでに要した最大引張力を、試験片の断面積で割ったものである。本発明における引張強度は、JISZ2241(金属材料引張試験方法)に記載と同様な装置及び方法で測定される。
(14-2) Tensile strength The tensile strength is obtained by dividing the maximum tensile force required until the test piece breaks by the cross-sectional area of the test piece. The tensile strength in the present invention is measured by the same apparatus and method as described in JISZ2241 (metal material tensile test method).

集電体基板の引張強度は、特に制限されないが、通常100N・mm−2以上であり、250N・mm−2以上が好ましく、400N・mm−2以上が更に好ましく、500N・mm−2以上が特に好ましい。引張強度は、値が高いほど好ましいが、工業的入手可能性の観点から、通常1000N・mm−2以下である。引張強度が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う負極活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の亀裂を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができる。 The tensile strength of the current collector substrate is not particularly limited, is usually 100 N · mm -2 or more, preferably 250 N · mm -2 or more, more preferably 400 N · mm -2 or more, 500 N · mm -2 or more Particularly preferred. The tensile strength is preferably as high as possible, but is usually 1000 N · mm −2 or less from the viewpoint of industrial availability. If the current collector substrate has a high tensile strength, cracking of the current collector substrate due to expansion / contraction of the negative electrode active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained.

(14−3)0.2%耐力
0.2%耐力とは、0.2%の塑性(永久)歪みを与えるに必要な負荷の大きさであり、この大きさの負荷を加えた後に除荷しても0.2%変形していることを意味している。0.2%耐力は、引張り強度と同様な装置及び方法で測定される。
(14-3) 0.2% proof stress 0.2% proof stress is the magnitude of a load required to give a plastic (permanent) strain of 0.2%. It means that 0.2% deformation has occurred even when loaded. The 0.2% yield strength is measured with the same equipment and method as the tensile strength.

集電体基板の0.2%耐力は、特に制限されないが、通常30N・mm−2以上、好ましくは150N・mm−2以上、特に好ましくは300N・mm−2以上が望ましい。0.2%耐値は値が高いほど好ましいが、工業的入手可能性の観点から、通常900N・mm−2以下が望ましい。0.2%耐力が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う負極活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の塑性変形を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができる。 0.2% proof stress of the current collector substrate is not particularly limited, normally 30 N · mm -2 or more, preferably 150 N · mm -2 or more, particularly preferably 300N · mm -2 or more. The 0.2% resistance value is preferably as high as possible, but 900 N · mm −2 or less is usually desirable from the viewpoint of industrial availability. If the current collector substrate has a high 0.2% proof stress, plastic deformation of the current collector substrate due to expansion / contraction of the negative electrode active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained. Can do.

(14−4)集電体の厚さ
集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下が更に好ましい。集電体の厚さが、1μmより薄くなると、強度が低下するため塗布が困難となる場合がある。また、100μmより厚くなると、捲回等の電極の形を変形させる場合がある。なお、集電体は、メッシュ状でもよい。
(14-4) Thickness of current collector Although the thickness of the current collector is arbitrary, it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, 100 μm or less. Is preferably 50 μm or less. When the thickness of the current collector is thinner than 1 μm, the strength may be reduced, which may make application difficult. Moreover, when it becomes thicker than 100 micrometers, the shape of electrodes, such as winding, may be changed. The current collector may be mesh.

(15)集電体と負極活物質層の厚さの比
集電体と負極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以下が更に好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上が更に好ましく、1以上が特に好ましい。集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
(15) Ratio of thickness of current collector and negative electrode active material layer The ratio of the thickness of current collector and negative electrode active material layer is not particularly limited. The value of “material layer thickness) / (current collector thickness)” is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, more preferably 0.1 or more, and 0.4 or more. More preferred is 1 or more. When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer exceeds the above range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. On the other hand, below the above range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease.

(16)電極密度
負極活物質を電極化した際の電極構造は特には限定されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上が更に好ましく、1.3g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.9g・cm−3以下がより好ましく、1.8g・cm−3以下が更に好ましく、1.7g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲を上回ると、負極活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
(16) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more. 2 g · cm −3 or more is more preferable, 1.3 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2 g · cm −3 or less is preferable, 1.9 g · cm −3 or less is more preferable, and 1.8 g · cm. −3 or less is more preferable, and 1.7 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector exceeds the above range, the negative electrode active material particles are destroyed, and the initial irreversible capacity increases or non-aqueous system near the current collector / negative electrode active material interface. There is a case where high current density charge / discharge characteristics are deteriorated due to a decrease in permeability of the electrolytic solution. On the other hand, if the amount is less than the above range, the conductivity between the negative electrode active materials decreases, the battery resistance increases, and the capacity per unit volume may decrease.

(17)バインダー
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
(17) Binder The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte and the solvent used during electrode production.

具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, NBR ( Acrylonitrile / butadiene rubber), rubbery polymers such as ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / Thermoplastic elastomeric polymer such as butadiene / styrene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene Soft resinous polymers such as vinyl acetate copolymer and propylene / α-olefin copolymer; Fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer Polymers: Polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。   The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and conductive material used as necessary. Alternatively, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。   Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like.

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to add a dispersant or the like in addition to the thickener and slurry it using a latex such as SBR. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

負極活物質に対するバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上が更に好ましく、0.6質量%以上が特に好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲を上回ると、バインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。   The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 0.6% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, 15% by mass. The following is more preferable, 10 mass% or less is still more preferable, and 8 mass% or less is especially preferable. When the ratio of the binder with respect to a negative electrode active material exceeds the said range, the binder ratio from which the amount of binders does not contribute to battery capacity may increase, and the fall of battery capacity may be caused. On the other hand, below the above range, the strength of the negative electrode may be reduced.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましい。   In particular, when a rubbery polymer typified by SBR is contained as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and 0 .6% by mass or more is more preferable, and is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Moreover, when the main component contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride, the ratio to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and more preferably 3% by mass or more. Preferably, it is usually 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

更に増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。   Furthermore, when using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, Moreover, it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable, and 2 mass% or less is still more preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is less than the above range, applicability may be significantly reduced. Moreover, when it exceeds the said range, the ratio of the negative electrode active material which occupies for a negative electrode active material layer will fall, and the problem that the capacity | capacitance of a battery falls and the resistance between negative electrode active materials may increase.

(18)極板配向比
極板配向比は、通常0.001以上であり、0.005以上が好ましく、0.01以上が更に好ましく、また、通常0.67以下である。極板配向比が、上記範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の極板配向比の理論上限値である。
(18) Electrode orientation ratio The electrode orientation ratio is usually 0.001 or more, preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and usually 0.67 or less. When the electrode plate orientation ratio is below the above range, the high-density charge / discharge characteristics may be deteriorated. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit of the electrode plate orientation ratio of the carbonaceous material.

極板配向比の測定は、目的密度にプレス後の負極電極について、X線回折により電極の負極活物質配向比を測定することによって行なう。具体的手法は特に制限されないが、標準的な方法としては、X線回折により炭素の(110)回折と(004)回折のピークを、プロファイル関数として非対称ピアソンVIIを用いてフィッティングすることによりピーク分離を行ない、(110)回折と(004)回折のピークの積分強度を各々算出する。得られた積分強度から、(110)回折積分強度/(004)回折積分強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される電極の負極活物質配向比を、本発明の炭素質材料による電極の極板配向比と定義する。   The electrode plate orientation ratio is measured by measuring the orientation ratio of the negative electrode active material of the electrode by X-ray diffraction for the negative electrode after being pressed to the target density. The specific method is not particularly limited. As a standard method, peak separation is performed by fitting peaks of carbon (110) diffraction and (004) diffraction by X-ray diffraction using asymmetric Pearson VII as a profile function. The integrated intensities of the peaks of (110) diffraction and (004) diffraction are calculated. From the obtained integrated intensity, a ratio represented by (110) diffraction integrated intensity / (004) diffraction integrated intensity is calculated. The electrode negative electrode active material orientation ratio calculated by the measurement is defined as the electrode plate orientation ratio of the carbonaceous material of the present invention.

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :発散スリット=1度、受光スリット=0.1mm、散乱スリット=1度
・測定範囲、及び、ステップ角度/計測時間:
(110)面:76.5度≦2θ≦78.5度 0.01度/3秒
(004)面:53.5度≦2θ≦56.0度 0.01度/3秒
・試料調製 :硝子板に0.1mm厚さの両面テープで電極を固定
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
-Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator-Slit: Divergence slit = 1 degree, Receiving slit = 0.1 mm, Scattering slit = 1 degree-Measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 76.5 degrees ≦ 2θ ≦ 78.5 degrees 0.01 degrees / 3 seconds (004) plane: 53.5 degrees ≦ 2θ ≦ 56.0 degrees 0.01 degrees / 3 seconds Sample preparation: Fix the electrode to the glass plate with double-sided tape with a thickness of 0.1 mm

<2−3−3.金属化合物系材料、及び金属化合物系材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
負極活物質として用いられる金属化合物系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、燐化物等の化合物の何れであっても特に限定はされない。このような金属化合物としては、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn等の金属を含有する化合物が挙げられる。なかでも、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金であることが好ましく、13族又は14族の金属・半金属元素(すなわち炭素を除く)を含む材料あることがより好ましく、更には、ケイ素(Si)、スズ(Sn)又は鉛(Pb)(以下、これら3種の元素を「特定金属元素」という場合がある)の単体金属若しくはこれら原子を含む合金、又は、それらの金属(特定金属元素)の化合物であることが好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-3-3. Structure, physical properties, and preparation method of negative electrode using metal compound material and metal compound material>
As the metal compound-based material used as the negative electrode active material, if lithium can be occluded / released, a single metal or alloy that forms a lithium alloy, or an oxide, carbide, nitride, silicide, sulfide, Any compound such as phosphide is not particularly limited. Examples of such metal compounds include compounds containing metals such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, and Zn. Among these, a single metal or an alloy that forms a lithium alloy is preferable, and a material containing a group 13 or group 14 metal / metalloid element (that is, excluding carbon) is more preferable. Further, silicon (Si ), Tin (Sn) or lead (Pb) (hereinafter, these three elements may be referred to as “specific metal elements”), simple metals, alloys containing these atoms, or their metals (specific metal elements) It is preferable that it is a compound of these. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する負極活物質の例としては、何れか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物・炭化物・窒化物・珪化物・硫化物・燐化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能である。   Examples of the negative electrode active material having at least one kind of atom selected from the specific metal element include a single metal of any one specific metal element, an alloy composed of two or more specific metal elements, one type, or two or more types Alloys composed of specific metal elements and other one or more metal elements, compounds containing one or more specific metal elements, and oxides, carbides, nitrides, and the like of the compounds Examples include composite compounds such as silicides, sulfides, and phosphides. By using these simple metals, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, the capacity of the battery can be increased.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金、又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も例として挙げることができる。より具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。また例えばスズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、更に負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5〜6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。   Moreover, the compound which these complex compounds combined with several elements, such as a metal simple substance, an alloy, or a nonmetallic element, can also be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. For example, in the case of tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not operate as a negative electrode, and a nonmetallic element can also be used. .

これらの負極活物質の中でも、電池にしたときに単位重量当りの容量が大きいことから、何れか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素の合金、特定金属元素の酸化物や炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位重量当りの容量及び環境負荷の観点から好ましい。   Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit weight is large when a battery is formed, any one metal element of a specific metal element, an alloy of two or more specific metal elements, oxidation of a specific metal element In particular, silicon and / or tin metal simple substance, alloy, oxide, carbide, nitride and the like are preferable from the viewpoint of capacity per unit weight and environmental load.

また、金属単体又は合金を用いるよりは単位重量当りの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。
・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの酸化物。
・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの窒化物。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの炭化物。
In addition, although the capacity per unit weight is inferior to that of a single metal or an alloy, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferable because of excellent cycle characteristics.
The element ratio of silicon and / or tin to oxygen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin oxide of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
-Element ratio of silicon and / or tin and nitrogen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin nitride of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
The elemental ratio of silicon and / or tin to carbon is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin carbide of 3 or less, more preferably 1.1 or less.

なお、上述の負極活物質は、何れか1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In addition, any one of the above-described negative electrode active materials may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

本発明の非水系電解液電池における負極は、公知の何れの方法を用いて製造することが可能である。具体的に、負極の製造方法としては、例えば、上述の負極活物質に結着剤や導電材等を加えたものをそのままロール成型してシート電極とする方法や、圧縮成形してペレット電極とする方法も挙げられるが、通常は負極用の集電体(以下「負極集電体」という場合がある。)上に塗布法、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法が用いられる。この場合、上述の負極活物質に結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、これを負極集電体に塗布、乾燥した後にプレスして高密度化することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成する。   The negative electrode in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be manufactured using any known method. Specifically, as a manufacturing method of the negative electrode, for example, a method in which a negative electrode active material added with a binder or a conductive material is roll-formed as it is to form a sheet electrode, or a compression-molded pellet electrode and The above negative electrode is usually applied to a negative electrode current collector (hereinafter also referred to as “negative electrode current collector”) by a method such as a coating method, a vapor deposition method, a sputtering method, or a plating method. A method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing an active material is used. In this case, by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, etc. to the above-mentioned negative electrode active material to form a slurry, applying this to the negative electrode current collector, drying, and pressing to increase the density A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector.

負極集電体の材質としては、鋼、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス等が挙げられる。これらのうち、薄膜に加工し易いという点及びコストの点から、銅箔が好ましい。   Examples of the material of the negative electrode current collector include steel, copper alloy, nickel, nickel alloy, and stainless steel. Of these, copper foil is preferred from the viewpoint of easy processing into a thin film and cost.

負極集電体の厚さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。負極集電体の厚さが厚過ぎると、電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄過ぎると取り扱いが困難になることがあるためである。   The thickness of the negative electrode current collector is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less. This is because if the thickness of the negative electrode current collector is too thick, the capacity of the entire battery may be too low, and conversely if it is too thin, handling may be difficult.

なお、表面に形成される負極活物質層との結着効果を向上させるため、これら負極集電体の表面は、予め粗面化処理しておくことが好ましい。表面の粗面化方法としては、ブラスト処理、粗面ロールによる圧延、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線等を備えたワイヤーブラシ等で集電体表面を研磨する機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法等が挙げられる。   In addition, in order to improve the binding effect with the negative electrode active material layer formed on the surface, the surface of these negative electrode current collectors is preferably subjected to a roughening treatment in advance. Surface roughening methods include blasting, rolling with a rough surface roll, polishing cloth with a fixed abrasive particle, grinding wheel, emery buff, machine that polishes the current collector surface with a wire brush equipped with steel wire, etc. Examples thereof include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method.

また、負極集電体の重量を低減させて電池の重量当たりのエネルギー密度を向上させるために、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの負極集電体を使用することもできる。このタイプの負極集電体は、その開口率を変更することで、重量も自在に変更可能である。また、このタイプの負極集電体の両面に負極活物質層を形成させた場合、この穴を通してのリベット効果により、負極活物質層の剥離が更に起こり難くなる。しかし、開口率があまりに高くなった場合には、負極活物質層と負極集電体との接触面積が小さくなるため、かえって接着強度は低くなることがある。   Further, in order to reduce the weight of the negative electrode current collector and improve the energy density per weight of the battery, a perforated negative electrode current collector such as an expanded metal or a punching metal can be used. This type of negative electrode current collector can be freely changed in weight by changing its aperture ratio. Further, when a negative electrode active material layer is formed on both surfaces of this type of negative electrode current collector, the negative electrode active material layer is further less likely to peel due to the rivet effect through the hole. However, when the aperture ratio becomes too high, the contact area between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector becomes small, and thus the adhesive strength may be lowered.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常は負極材に対して結着剤、増粘剤等を加えて作製される。なお、本明細書における「負極材」とは、負極活物質と導電材とを合わせた材料を指すものとする。   The slurry for forming the negative electrode active material layer is usually prepared by adding a binder, a thickener and the like to the negative electrode material. In addition, the “negative electrode material” in this specification refers to a material in which a negative electrode active material and a conductive material are combined.

負極材中における負極活物質の含有量は、通常70質量%以上、特に75質量%以上、また、通常97質量%以下、特に95質量%以下であることが好ましい。負極活物質の含有量が少な過ぎると、得られる負極を用いた非水系電解液電池の容量が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に結着剤等の含有量が不足することにより、得られる負極の強度が不足する傾向にあるためである。なお、2以上の負極活物質を併用する場合には、負極活物質の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。   The content of the negative electrode active material in the negative electrode material is usually 70% by mass or more, particularly 75% by mass or more, and usually 97% by mass or less, and particularly preferably 95% by mass or less. If the content of the negative electrode active material is too small, the capacity of the non-aqueous electrolyte battery using the obtained negative electrode tends to be insufficient, and if it is too large, the content of the binder and the like is relatively insufficient. This is because the strength of the obtained negative electrode tends to be insufficient. When two or more negative electrode active materials are used in combination, the total amount of the negative electrode active materials may be set to satisfy the above range.

負極に用いられる導電材としては、銅やニッケル等の金属材料;黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。特に、導電材として炭素材料を用いると、炭素材料が活物質としても作用するため好ましい。負極材中における導電材の含有量は、通常3質量%以上、特に5質量%以上、また、通常30質量%以下、特に25質量%以下であることが好ましい。導電材の含有量が少な過ぎると導電性が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に負極活物質等の含有量が不足することにより、電池容量や強度が低下する傾向となるためである。なお、2以上の導電材を併用する場合には、導電材の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。   Examples of the conductive material used for the negative electrode include metal materials such as copper and nickel; carbon materials such as graphite and carbon black. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. In particular, it is preferable to use a carbon material as the conductive material because the carbon material acts as an active material. It is preferable that the content of the conductive material in the negative electrode material is usually 3% by mass or more, particularly 5% by mass or more, and usually 30% by mass or less, particularly 25% by mass or less. When the content of the conductive material is too small, the conductivity tends to be insufficient. When the content is too large, the content of the negative electrode active material or the like is relatively insufficient, which tends to decrease the battery capacity and strength. . Note that when two or more conductive materials are used in combination, the total amount of the conductive materials may satisfy the above range.

負極に用いられる結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や非水系電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン・ブタジエンゴム・イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。結着剤の含有量は、負極材100重量部に対して通常0.5重量部以上、特に1重量部以上、また、通常10重量部以下、特に8重量部以下であることが好ましい。結着剤の含有量が少な過ぎると得られる負極の強度が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に負極活物質等の含有量が不足することにより、電池容量や導電性が不足する傾向となるためである。なお、2以上の結着剤を併用する場合には、結着剤の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。   As the binder used for the negative electrode, any material can be used as long as it is a safe material with respect to the solvent and non-aqueous electrolyte used in manufacturing the electrode. Examples thereof include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, styrene / butadiene rubber / isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene-acrylic acid copolymer, and ethylene / methacrylic acid copolymer. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. The content of the binder is usually 0.5 parts by weight or more, particularly 1 part by weight or more, and usually 10 parts by weight or less, particularly 8 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the negative electrode material. When the content of the binder is too small, the strength of the obtained negative electrode tends to be insufficient. When the content is too large, the content of the negative electrode active material and the like is relatively insufficient, and thus the battery capacity and conductivity tend to be insufficient. It is because it becomes. In addition, when using two or more binders together, what is necessary is just to make it the total amount of a binder satisfy | fill the said range.

負極に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。増粘剤は必要に応じて使用すればよいが、使用する場合には、負極活物質層中における増粘剤の含有量が通常0.5質量%以上、5質量%以下の範囲で用いることが好ましい。   Examples of the thickener used for the negative electrode include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. The thickener may be used as necessary, but when used, the thickener content in the negative electrode active material layer is usually in the range of 0.5 mass% or more and 5 mass% or less. Is preferred.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、上記負極活物質に、必要に応じて導電材や結着剤、増粘剤を混合し、水系溶媒又は有機溶媒を分散媒として用いて調製される。水系溶媒としては、通常は水が用いられるが、エタノール等のアルコール類やN−メチルピロリドン等の環状アミド類等の水以外の溶媒を、水に対して30質量%以下程度の割合で併用することもできる。また、有機溶媒としては、通常、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類、アニソール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が挙げられ、中でも、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類等が好ましい。なお、これらは何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The slurry for forming the negative electrode active material layer is prepared by mixing the negative electrode active material with a conductive material, a binder, or a thickener as necessary, and using an aqueous solvent or an organic solvent as a dispersion medium. . As the aqueous solvent, water is usually used, but a solvent other than water such as alcohols such as ethanol and cyclic amides such as N-methylpyrrolidone is used in combination at a ratio of about 30% by mass or less with respect to water. You can also As the organic solvent, usually, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and aromatic carbonization such as anisole, toluene and xylene Examples thereof include alcohols such as hydrogens, butanol and cyclohexanol, among which cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are preferable. . Any one of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.

スラリーの粘度は、集電体上に塗布することが可能な粘度であれば、特に制限されない。塗布が可能な粘度となるように、スラリーの調製時に溶媒の使用量等を変えて、適宜調製すればよい。   The viscosity of the slurry is not particularly limited as long as it is a viscosity that can be applied onto the current collector. What is necessary is just to prepare suitably by changing the usage-amount of a solvent etc. at the time of preparation of a slurry so that it may become the viscosity which can be apply | coated.

得られたスラリーを上述の負極集電体上に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより、負極活物質層が形成される。塗布の手法は特に制限されず、それ自体既知の方法を用いることができる。乾燥の手法も特に制限されず、自然乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥等の公知の手法を用いることができる。   The obtained slurry is applied onto the above-described negative electrode current collector, dried, and then pressed to form a negative electrode active material layer. The method of application is not particularly limited, and a method known per se can be used. The drying method is not particularly limited, and a known method such as natural drying, heat drying, or reduced pressure drying can be used.

上記手法により負極活物質を電極化した際の電極構造は特には限定されないが、集電体上に存在している活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上が更に好ましく、1.3g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.9g・cm−3以下がより好ましく、1.8g・cm−3以下が更に好ましく、1.7g・cm−3以下が特に好ましい。 The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode by the above method is not particularly limited, but the density of the active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more, and 1.2 g · cm −3 or more is more preferable, 1.3 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2 g · cm −3 or less is preferable, 1.9 g · cm −3 or less is more preferable, and 1.8 g · cm −3 or less. Is more preferable, and 1.7 g · cm −3 or less is particularly preferable.

集電体上に存在している活物質の密度が、上記範囲を上回ると、活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。   When the density of the active material existing on the current collector exceeds the above range, the active material particles are destroyed, the initial irreversible capacity increases, and the non-aqueous electrolyte solution near the current collector / active material interface There is a case where high current density charge / discharge characteristics are deteriorated due to a decrease in permeability. On the other hand, below the above range, the conductivity between the active materials may be reduced, the battery resistance may be increased, and the capacity per unit volume may be reduced.

<2−3−4.リチウム含有金属複合酸化物材料、及びリチウム含有金属複合酸化物材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に限定はされないが、チタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する)が特に好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、非水系電解液電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
<2-3-4. Lithium-containing metal composite oxide material, and negative electrode configuration, physical properties, and preparation method using lithium-containing metal composite oxide material>
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but a lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is preferable. An oxide (hereinafter abbreviated as “lithium titanium composite oxide”) is particularly preferable. That is, it is particularly preferable to use a lithium titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte battery because the output resistance is greatly reduced.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンが、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。   In addition, lithium or titanium of the lithium titanium composite oxide is at least selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb. Those substituted with one element are also preferred.

上記金属酸化物が、一般式(16)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、一般式(16)中、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。   The metal oxide is a lithium titanium composite oxide represented by the general formula (16). In the general formula (16), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, It is preferable that 0 ≦ z ≦ 1.6 because the structure upon doping and dedoping of lithium ions is stable.

LiTi (16)
[一般式(16)中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす。]
Li x Ti y M z O 4 (16)
[In General Formula (16), M represents at least one element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb. ]

上記の一般式(16)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Among the compositions represented by the general formula (16),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
This structure is particularly preferable because of a good balance of battery performance.

上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3、(b)ではLiTi、(c)ではLi4/5Ti11/5である。また、Z≠0の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3O4が好ましいものとして挙げられる。 Particularly preferred representative compositions of the above compounds are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), Li 1 Ti 2 O 4 in (b), and Li 4/5 Ti 11/5 O in (c). 4 . As for the structure of Z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1 / 3O 4 is preferable.

本発明における負極活物質としてのリチウムチタン複合酸化物は、上記した要件に加えて、更に、下記の(1)〜(13)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1種を満たしていることが好ましく、2種以上を同時に満たすことが特に好ましい。   In addition to the above requirements, the lithium titanium composite oxide as the negative electrode active material in the present invention further satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shapes shown in the following (1) to (13). It is preferable to satisfy two or more at the same time.

(1)BET比表面積
負極活物質として用いられるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、0.5m・g−1以上が好ましく、0.7m・g−1以上がより好ましく、1.0m・g−1以上が更に好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、200m・g−1以下が好ましく、100m・g−1以下がより好ましく、50m・g−1以下が更に好ましく、25m・g−1以下が特に好ましい。
(1) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide used as the negative electrode active material, the specific surface area value measured using the BET method is preferably 0.5 m 2 · g −1 or more. 7 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.0 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.5 m 2 · g −1 or more is particularly preferred, and 200 m 2 · g −1 or less is preferred, 100 m 2 · g −1 or less is more preferred, 50 m 2 · g −1 or less is more preferred, and 25 m 2 · g −1 or less is particularly preferred.

BET比表面積が、上記範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の非水系電解液と接する反応面積が減少し、出力抵抗が増加する場合がある。一方、上記範囲を上回ると、チタンを含有する金属酸化物の結晶の表面や端面の部分が増加し、また、これに起因して、結晶の歪も生じるため、不可逆容量が無視できなくなり、好ましい電池が得られにくい場合がある。   When the BET specific surface area is less than the above range, the reaction area in contact with the non-aqueous electrolyte when used as the negative electrode material may decrease, and the output resistance may increase. On the other hand, if it exceeds the above range, the surface of the metal oxide crystal containing titanium and the portion of the end face increase, and due to this, crystal distortion also occurs, irreversible capacity cannot be ignored, which is preferable It may be difficult to obtain a battery.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明のリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積と定義する。   The specific surface area was measured by the BET method using a surface area meter (a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is used. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide of the present invention.

(2)体積基準平均粒径
リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)で定義される。
(2) Volume-based average particle diameter The volume-based average particle diameter of lithium-titanium composite oxide (secondary particle diameter when primary particles are aggregated to form secondary particles) is determined by laser diffraction / scattering method. It is defined by the obtained volume-based average particle diameter (median diameter).

リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径は、通常0.1μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、0.7μm以上が更に好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下が更に好ましく、25μm以下が特に好ましい。   The volume-based average particle size of the lithium titanium composite oxide is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.7 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, 30 μm. The following is more preferable, and 25 μm or less is particularly preferable.

体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、本発明の炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。   The volume-based average particle size is measured by dispersing a carbon powder in a 0.2% by mass aqueous solution (10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer. (LA-700 manufactured by Horiba Ltd.) is used. The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material of the present invention.

リチウムチタン複合酸化物の体積平均粒径が、上記範囲を下回ると、電極作製時に多量の結着剤が必要となり、結果的に電池容量が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、電極極板化時に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。   When the volume average particle size of the lithium titanium composite oxide is below the above range, a large amount of binder is required at the time of producing the electrode, and as a result, the battery capacity may decrease. On the other hand, if it exceeds the above range, an uneven coating surface tends to be formed when forming an electrode plate, which may be undesirable in the battery manufacturing process.

(3)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合においては、リチウムチタン複合酸化物の平均一次粒子径が、通常0.01μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.1μm以上が更に好ましく、0.2μm以上が特に好ましく、また、通常2μm以下であり、1.6μm以下が好ましく、1.3μm以下が更に好ましく、1μm以下が特に好ましい。体積基準平均一次粒子径が、上記範囲を上回ると、球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下したりするために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。また、上記範囲を下回ると、通常、結晶が未発達になるために充放電の可逆性が劣る等、二次電池の性能を低下させる場合がある。
(3) Average primary particle diameter When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the lithium titanium composite oxide is usually 0.01 μm or more, and 0.05 μm or more. Preferably, it is 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, and usually 2 μm or less, preferably 1.6 μm or less, more preferably 1.3 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less. When the volume-based average primary particle diameter exceeds the above range, it is difficult to form spherical secondary particles, which adversely affects the powder filling property and the specific surface area greatly decreases. There is a possibility that performance is likely to deteriorate. On the other hand, below the above range, there are cases where the performance of the secondary battery is lowered, for example, reversibility of charge / discharge is inferior because crystals are underdeveloped.

なお、一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、粒子が確認できる倍率、例えば10000〜100000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The primary particle diameter is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification at which particles can be confirmed, for example, a magnification of 10,000 to 100,000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is determined for any 50 primary particles. Obtained and obtained by taking an average value.

(4)形状
リチウムチタン複合酸化物の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられるが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。
(4) Shape As the shape of the lithium titanium composite oxide particles, a lump shape, a polyhedron shape, a sphere shape, an oval sphere shape, a plate shape, a needle shape, a column shape, etc., which are conventionally used, are used. Thus, it is preferable to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。そのため一次粒子のみの単一粒子活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐためである。   In general, an electrochemical element expands and contracts as the active material in the electrode expands and contracts as it is charged and discharged. Therefore, the active material is easily damaged due to the stress or the conductive path is broken. Therefore, the primary particles are aggregated to form secondary particles rather than a single particle active material consisting of only primary particles, so that the expansion and contraction stress is relieved and deterioration is prevented.

また、板状等軸配向性の粒子であるよりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作製する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。   In addition, spherical or oval spherical particles are less oriented during molding of the electrode than plate-like equiaxed particles, so there is less expansion and contraction of the electrode during charge and discharge, and an electrode is produced. The mixing with the conductive material is also preferable because it can be easily mixed uniformly.

(5)タップ密度
リチウムチタン複合酸化物のタップ密度は、0.05g・cm−3以上が好ましく、0.1g・cm−3以上がより好ましく、0.2g・cm−3以上が更に好ましく、0.4g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.8g・cm−3以下が好ましく、2.4g・cm−3以下が更に好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。タップ密度が、上記範囲を下回ると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、また粒子間の接触面積が減少するため、粒子間の抵抗が増加し、出力抵抗が増加する場合がある。また、上記範囲を上回ると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、非水系電解液の流路が減少することで、出力抵抗が増加する場合がある。
(5) Tap Density Tap density lithium-titanium composite oxide is preferably from 0.05 g · cm -3 or more, 0.1 g · cm -3 or more, and more preferably 0.2 g · cm -3 or more, 0.4 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2.8 g · cm −3 or less is preferable, 2.4 g · cm −3 or less is further preferable, and 2 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the tap density is less than the above range, the packing density is difficult to increase when used as a negative electrode, and the contact area between particles decreases, so that the resistance between particles increases and the output resistance may increase. On the other hand, if the above range is exceeded, the voids between the particles in the electrode may become too small, and the output resistance may increase due to a decrease in the flow path of the non-aqueous electrolyte solution.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の重量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明のリチウムチタン複合酸化物のタップ密度として定義する。 The tap density is measured by passing through a sieve having an opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell and filling the sample to the upper end surface of the cell, and then measuring a powder density measuring device (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the weight of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the lithium titanium composite oxide of the present invention.

(6)円形度
リチウムチタン複合酸化物の球形の程度として、円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
(6) Circularity When the circularity is measured as the spherical degree of the lithium titanium composite oxide, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”. It becomes.

リチウムチタン複合酸化物の円形度は、1に近いほど好ましく、通常0.10以上であり、0.80以上が好ましく、0.85以上が更に好ましく、0.90以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、円形度が大きいほどが向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。   The circularity of the lithium-titanium composite oxide is preferably as close to 1, and is usually 0.10 or more, preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, and particularly preferably 0.90 or more. High current density charge / discharge characteristics improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be lowered for a short time.

円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行なう。試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。該測定で求められる円形度を、本発明のリチウムチタン複合酸化物の円形度と定義する。   The circularity is measured using a flow type particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). About 0.2 g of a sample was dispersed in a 0.2% by mass aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and irradiated with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute. The detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured in the range of 3 to 40 μm. The circularity determined by the measurement is defined as the circularity of the lithium titanium composite oxide of the present invention.

(7)アスペクト比
リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比は、通常1以上、また、通常5以下であり、4以下が好ましく、3以下が更に好ましく、2以下が特に好ましい。アスペクト比が、上記範囲を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の理論下限値である。
(7) Aspect ratio The aspect ratio of the lithium titanium composite oxide is usually 1 or more and usually 5 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less. If the aspect ratio exceeds the above range, streaking or a uniform coated surface cannot be obtained when forming an electrode plate, and high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated for a short time. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide.

アスペクト比の測定は、リチウムチタン複合酸化物の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行なう。厚さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個の粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。該測定で求められるアスペクト比(A/B)を、本発明のリチウムチタン複合酸化物のアスペクト比と定義する。   The aspect ratio is measured by magnifying and observing lithium titanium composite oxide particles with a scanning electron microscope. Arbitrary 50 particles fixed on the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted for each, and the maximum particle size is obtained when three-dimensionally observed. The diameter A and the shortest diameter B perpendicular to it are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) obtained by the measurement is defined as the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide of the present invention.

(8)負極活物質の製造法
リチウムチタン複合酸化物の製造法としては、本発明の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
(8) Method for producing negative electrode active material The method for producing lithium-titanium composite oxide is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention. The method is used.

例えば、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質とLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を均一に混合し、高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 For example, a method of obtaining an active material by uniformly mixing a titanium source material such as titanium oxide and a source material of another element and a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 as necessary, and firing at a high temperature. Is mentioned.

特に球状又は楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられる。一例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. As an example, a titanium precursor material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to create a spherical precursor. There is a method in which the active material is obtained by recovering and drying it as necessary, and then adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 and baking at a high temperature.

また、別の例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 As another example, a titanium raw material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. A method of obtaining an active material by adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and the like to an elliptical spherical precursor and baking at a high temperature can be mentioned.

更に別の方法として、酸化チタン等のチタン原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 As yet another method, a titanium raw material such as titanium oxide, a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 and LiNO 3 and a raw material of another element as necessary are dissolved or pulverized in a solvent such as water. There is a method in which it is dispersed and dried by a spray dryer or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, which is then fired at a high temperature to obtain an active material.

また、これらの工程中に、Ti以外の元素、例えば、Al、Mn、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、C、Si、Sn、Agを、チタンを含有する金属酸化物構造中及び/又はチタンを含有する酸化物に接する形で存在していることも可能である。これらの元素を含有することで、電池の作動電圧、容量を制御することが可能となる。   Also, during these steps, elements other than Ti, such as Al, Mn, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, C, Si, Sn , Ag may be present in the metal oxide structure containing titanium and / or in contact with the oxide containing titanium. By containing these elements, the operating voltage and capacity of the battery can be controlled.

(9)電極作製
電極の製造は、公知の何れの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
(9) Electrode preparation Any known method can be used to manufacture the electrode. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do.

電池の非水系電解液注液工程直前の段階での片面あたりの負極活物質層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、上限は150μm以下、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下が望ましい。この範囲を上回ると、非水系電解液が集電体界面付近まで浸透しにくいため、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。またこの範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。また、負極活物質をロール成形してシート電極としてもよく、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。   The thickness of the negative electrode active material layer per side in the stage immediately before the non-aqueous electrolyte injection process of the battery is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and the upper limit is 150 μm or less, preferably 120 μm. Below, more preferably 100 μm or less. If it exceeds this range, the non-aqueous electrolyte solution hardly penetrates to the vicinity of the current collector interface, and thus the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. On the other hand, below this range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease. Further, the negative electrode active material may be roll-formed to form a sheet electrode, or may be formed into a pellet electrode by compression molding.

(10)集電体
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられ、中でも加工し易さとコストの点から特に銅又はアルミニウムが好ましい。
(10) Current collector As the current collector for holding the negative electrode active material, a known material can be arbitrarily used. Examples of the current collector for the negative electrode include metal materials such as copper, nickel, aluminum, stainless steel, and nickel-plated steel. Among these, copper or aluminum is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.

また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも好ましくは銅(Cu)及び/又はアルミニウム(Al)を含有する金属箔膜であり、より好ましくは銅箔、アルミニウム箔であり、更に好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。   The shape of the current collector includes, for example, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, and a foam metal when the current collector is a metal material. Among them, a metal foil film containing copper (Cu) and / or aluminum (Al) is preferable, copper foil and aluminum foil are more preferable, rolled copper foil by a rolling method, and electrolytic copper by an electrolytic method are more preferable. There are foils, both of which can be used as current collectors.

また、銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。またアルミニウム箔は、その比重が軽いことから、集電体として用いた場合に、電池の重量を減少させることが可能となり、好ましく用いることができる。   In addition, when the thickness of the copper foil is less than 25 μm, a copper alloy (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) having higher strength than pure copper can be used. Moreover, since the specific gravity of aluminum foil is light, when it is used as a current collector, the weight of the battery can be reduced and can be preferably used.

圧延法により作製した銅箔からなる集電体は、銅結晶が圧延方向に並んでいるため、負極を密に丸めても、鋭角に丸めても割れにくく、小型の円筒状電池に好適に用いることができる。   A current collector made of a copper foil produced by a rolling method is suitable for use in a small cylindrical battery because the copper crystals are arranged in the rolling direction so that the negative electrode is hard to crack even if it is rounded sharply or rounded at an acute angle. be able to.

電解銅箔は、例えば、銅イオンが溶解された電解液中に金属製のドラムを浸漬し、これを回転させながら電流を流すことにより、ドラムの表面に銅を析出させ、これを剥離して得られるものである。上記の圧延銅箔の表面に、電解法により銅を析出させていてもよい。銅箔の片面又は両面には、粗面化処理や表面処理(例えば、厚さが数nm〜1μm程度までのクロメート処理、Ti等の下地処理等)がなされていてもよい。   For example, an electrolytic copper foil is prepared by immersing a metal drum in an electrolytic solution in which copper ions are dissolved, and flowing current while rotating the copper drum, thereby depositing copper on the surface of the drum and peeling it off. It is obtained. Copper may be deposited on the surface of the rolled copper foil by an electrolytic method. One side or both sides of the copper foil may be subjected to a roughening treatment or a surface treatment (for example, a chromate treatment having a thickness of about several nm to 1 μm, a base treatment such as Ti).

また、集電体基板には、更に次のような物性が望まれる。
(10−1)平均表面粗さ(Ra)
JISB0601−1994に記載の方法で規定される集電体基板の活物質薄膜形成面の平均表面粗さ(Ra)は、特に制限されないが、通常0.01μm以上であり、0.03μm以上が好ましく、また、通常1.5μm以下であり、1.3μm以下が好ましく、1.0μm以下が更に好ましい。
Further, the following physical properties are desired for the current collector substrate.
(10-1) Average surface roughness (Ra)
The average surface roughness (Ra) of the active material thin film forming surface of the current collector substrate defined by the method described in JIS B0601-1994 is not particularly limited, but is usually 0.01 μm or more, preferably 0.03 μm or more. Further, it is usually 1.5 μm or less, preferably 1.3 μm or less, and more preferably 1.0 μm or less.

集電体基板の平均表面粗さ(Ra)が、上記の範囲内であると、良好な充放電サイクル特性が期待できるためである。また、活物質薄膜との界面の面積が大きくなり、負極活物質薄膜との密着性が向上するためである。なお、平均表面粗さ(Ra)の上限値は特に制限されるものではないが、平均表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えるものは電池として実用的な厚みの箔としては一般に入手しにくいため、1.5μm以下のものが通常用いられる。   This is because when the average surface roughness (Ra) of the current collector substrate is within the above range, good charge / discharge cycle characteristics can be expected. In addition, the area of the interface with the active material thin film is increased, and the adhesion with the negative electrode active material thin film is improved. The upper limit value of the average surface roughness (Ra) is not particularly limited, but those having an average surface roughness (Ra) exceeding 1.5 μm are generally available as foils having a practical thickness as a battery. Since it is difficult, those of 1.5 μm or less are usually used.

(10−2)引張強度
引張強度とは、試験片が破断に至るまでに要した最大引張力を、試験片の断面積で割ったものである。本発明における引張強度は、JISZ2241(金属材料引張試験方法)に記載と同様な装置及び方法で測定される。
(10-2) Tensile strength Tensile strength is obtained by dividing the maximum tensile force required until the test piece breaks by the cross-sectional area of the test piece. The tensile strength in the present invention is measured by the same apparatus and method as described in JISZ2241 (metal material tensile test method).

集電体基板の引張強度は、特に制限されないが、通常50N・mm−2以上であり、100N・mm−2以上が好ましく、150N・mm−2以上が更に好ましい。引張強度は、値が高いほど好ましいが、工業的入手可能性の観点から、通常1000N・mm−2以下が望ましい。引張強度が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の亀裂を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができる。 The tensile strength of the current collector substrate is not particularly limited, is generally 50 N · mm -2 or more, preferably 100 N · mm -2 or more, more preferably 150 N · mm -2 or more. The tensile strength is preferably as high as possible, but usually 1000 N · mm −2 or less is desirable from the viewpoint of industrial availability. If the current collector substrate has a high tensile strength, cracking of the current collector substrate due to expansion / contraction of the active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained.

(10−3)0.2%耐力
0.2%耐力とは、0.2%の塑性(永久)歪みを与えるに必要な負荷の大きさであり、この大きさの負荷を加えた後に除荷しても0.2%変形していることを意味している。0.2%耐力は、引張強度と同様な装置及び方法で測定される。
(10-3) 0.2% proof stress 0.2% proof stress is the size of a load necessary to give a plastic (permanent) strain of 0.2%. It means that 0.2% deformation has occurred even when loaded. The 0.2% yield strength is measured by the same apparatus and method as the tensile strength.

集電体基板の0.2%耐力は、特に制限されないが、通常30N・mm−2以上、好ましくは100N・mm−2以上、特に好ましくは150N・mm−2以上である。0.2%耐力は、値が高いほど好ましいが、工業的入手可能性の観点から、通常900N・mm−2以下が望ましい。0.2%耐力が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の塑性変形を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができるためである。 0.2% proof stress of the current collector substrate is not particularly limited, normally 30 N · mm -2 or more, preferably 100 N · mm -2 or more, particularly preferably 150 N · mm -2 or more. The 0.2% proof stress is preferably as high as possible, but usually 900 N · mm −2 or less is desirable from the viewpoint of industrial availability. If the current collector substrate has a high 0.2% proof stress, plastic deformation of the current collector substrate due to expansion / contraction of the active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained. This is because it can.

(10−4)集電体の厚さ
集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下が更に好ましい。集電体の厚さが、1μmより薄くなると、強度が低下するため塗布が困難となる場合がある。また、100μmより厚くなると、捲回等の電極の形を変形させる場合がある。なお、集電体は、メッシュ状でもよい。
(10-4) Thickness of current collector Although the thickness of the current collector is arbitrary, it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, 100 μm or less. Is preferably 50 μm or less. When the thickness of the current collector is thinner than 1 μm, the strength may be reduced, which may make application difficult. Moreover, when it becomes thicker than 100 micrometers, the shape of electrodes, such as winding, may be changed. The current collector may be mesh.

(11)集電体と活物質層の厚さの比
集電体と活物質層の厚さの比は特には限定されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、通常150以下であり、20以下が好ましく、10以下が更に好ましく、また、通常0.1以上であり、0.4以上が好ましく、1以上が更に好ましい。集電体と負極活性物質層の厚さの比が、上記範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
(11) Thickness ratio between current collector and active material layer The thickness ratio between the current collector and active material layer is not particularly limited, but “(the active material layer on one side immediately before non-aqueous electrolyte injection) The value of “thickness) / (current collector thickness)” is usually 150 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and usually 0.1 or more, preferably 0.4 or more. One or more is more preferable. When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer exceeds the above range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. On the other hand, below the above range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease.

(12)電極密度
負極活物質の電極化した際の電極構造は特には限定されないが、集電体上に存在している活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3がより好ましく、1.3g・cm−3以上が更に好ましく、1.5g・cm−3以上が特に好ましく、また、3g・cm−3以下が好ましく、2.5g・cm−3以下がより好ましく、2.2g・cm−3以下が更に好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している活物質の密度が、上記範囲を上回ると、集電体と負極活物質の結着が弱くなり、電極と活物質が乖離する場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大する場合がある。
(12) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited, but the density of the active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more, and 1.2 g・ Cm −3 is more preferable, 1.3 g · cm −3 or more is further preferable, 1.5 g · cm −3 or more is particularly preferable, 3 g · cm −3 or less is preferable, and 2.5 g · cm −3. The following is more preferable, 2.2 g · cm −3 or less is further preferable, and 2 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the active material present on the current collector exceeds the above range, the binding between the current collector and the negative electrode active material becomes weak, and the electrode and the active material may be separated. On the other hand, below the above range, the conductivity between the negative electrode active materials may decrease, and the battery resistance may increase.

(13)バインダー
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
(13) Binder The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte and the solvent used during electrode production.

具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Specific examples include resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, Rubber polymers such as NBR (acrylonitrile / butadiene rubber) and ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer and hydrogenated products thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / Thermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers and hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate , Soft resinous polymers such as ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, etc. And a polymer composition having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を、溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。   The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve or disperse the negative electrode active material, binder, thickener and conductive material used as necessary. Alternatively, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。特に水系溶媒を用いる場合、上述の増粘剤に併せて分散剤等を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethyl ether, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like. In particular, when an aqueous solvent is used, a dispersant or the like is added in addition to the above-described thickener, and a slurry is formed using a latex such as SBR. In addition, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

負極活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常20質量%以下であり、15質量%以下が好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲を上回ると、バインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量が低下する場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招き、電池作製工程上好ましくない場合がある。   The ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and usually 20% by mass or less, 15% by mass. % Or less is preferable, 10 mass% or less is more preferable, and 8 mass% or less is particularly preferable. When the ratio of the binder with respect to a negative electrode active material exceeds the said range, the binder ratio in which the amount of binders does not contribute to battery capacity may increase, and battery capacity may fall. On the other hand, if it is below the above range, the strength of the negative electrode is lowered, which may be undesirable in the battery production process.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には活物質に対する割合は、1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上が更に好ましく、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましい。   In particular, when a rubbery polymer represented by SBR is contained as a main component, the ratio of the binder to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and 6 mass% or more is still more preferable, and it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable, and 2 mass% or less is still more preferable. Further, when the main component contains a fluorine polymer represented by polyvinylidene fluoride, the ratio to the active material is 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, Usually, it is 15 mass% or less, 10 mass% or less is preferable, and 8 mass% or less is still more preferable.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

更に増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。   Further, when a thickener is used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, Usually, it is 5 mass% or less, 3 mass% or less is preferable, and 2 mass% or less is still more preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is less than the above range, applicability may be significantly reduced. Moreover, when it exceeds the said range, the ratio of the active material which occupies for a negative electrode active material layer will fall, the problem that the capacity | capacitance of a battery falls, and the resistance between negative electrode active materials may increase.

<2−4正極>
以下に本発明の非水系電解液電池に使用される正極について説明する。
<2-4 positive electrode>
The positive electrode used for the non-aqueous electrolyte battery of the present invention will be described below.

<2−4−1.正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について説明する。
<2-4-1. Cathode active material>
The positive electrode active material used for the positive electrode will be described below.

(1)組成
正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はないが、例えば、リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。
(1) Composition The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. For example, a material containing lithium and at least one transition metal is preferable. Specific examples include lithium transition metal composite oxides and lithium-containing transition metal phosphate compounds.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO、LiMn、LiMnO等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, etc. are preferable as the transition metal of the lithium transition metal composite oxide. Specific examples include lithium-cobalt composite oxides such as LiCoO 2 and LiNiO 2 . Lithium / nickel composite oxides, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 4 and other lithium / manganese composite oxides, Al, Ti , V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, and those substituted with other metals such as Si.

置換されたものの具体例としては、例えば、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiMn1.8Al0.2、LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。 As specific examples of the substituted ones, for example, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like.

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等のリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Si and the like substituted with other metals.

(2)表面被覆
上記の正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(以後、適宜「表面付着物質」という)が付着したものを用いることもできる。表面付着物質の例としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
(2) Surface coating A material having a composition different from that of the main constituent of the positive electrode active material (hereinafter referred to as “surface adhering substance” as appropriate) may be used on the surface of the positive electrode active material. . Examples of surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, Examples thereof include sulfates such as calcium sulfate and aluminum sulfate, and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により、正極活物質表面に付着させることができる。   These surface adhering substances are, for example, a method in which they are dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material and then dried, or a surface adhering substance precursor is dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material. Then, it can be made to adhere to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating or the like, a method of adding to the positive electrode active material precursor and firing simultaneously.

正極活物質の表面に付着している表面付着物質の質量は、正極活物質の質量に対して、通常0.1ppm以上であり、1ppm以上が好ましく、10ppm以上が更に好ましく、また、通常20%以下であり、10%以下が好ましく、5%以下が更に好ましい。   The mass of the surface adhering material adhering to the surface of the positive electrode active material is usually 0.1 ppm or more, preferably 1 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, and usually 20% with respect to the mass of the positive electrode active material. Or less, preferably 10% or less, more preferably 5% or less.

表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができる。しかし、付着量が上記範囲を下回ると、その効果は十分に発現せず、また上記範囲を上回ると、リチウムイオンの出入りを阻害するために抵抗が増加する場合があるため、上記範囲が好ましい。   The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. However, when the adhesion amount is less than the above range, the effect is not sufficiently exhibited. When the adhesion amount is more than the above range, the resistance may increase in order to inhibit the entry / exit of lithium ions, so the above range is preferable.

(3)形状
正極活物質粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられるが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状又は楕円球状であるものが好ましい。
(3) Shape As the shape of the positive electrode active material particles, a lump shape, a polyhedron shape, a sphere shape, an oval sphere shape, a plate shape, a needle shape, a column shape, etc., which are conventionally used, are used. It is preferable to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。従って、一次粒子のみの単一粒子活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐためである。   In general, an electrochemical element expands and contracts as the active material in the electrode expands and contracts as it is charged and discharged. Therefore, the active material is easily damaged due to the stress or the conductive path is broken. Therefore, the primary particles are aggregated to form secondary particles rather than a single particle active material having only primary particles, so that the stress of expansion and contraction is relieved and deterioration is prevented.

また、板状等軸配向性の粒子よりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作成する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。   In addition, spherical or oval spherical particles are less oriented at the time of forming the electrode than the plate-like equiaxially oriented particles, so there is less expansion and contraction of the electrode during charge and discharge, and when creating the electrode Also in the mixing with the conductive material, it is preferable because it is easily mixed uniformly.

(4)タップ密度
正極活物質のタップ密度は、通常1.3g・cm−3以上であり、1.5g・cm−3以上が好ましく、1.6g・cm−3以上が更に好ましく、1.7g・cm−3以上が特に好ましく、また、通常2.5g・cm−3以下であり、2.4g・cm−3以下が好ましい。
(4) Tap density The tap density of the positive electrode active material is usually 1.3 g · cm −3 or more, preferably 1.5 g · cm −3 or more, more preferably 1.6 g · cm −3 or more. 7 g · cm −3 or more is particularly preferable, usually 2.5 g · cm −3 or less, and preferably 2.4 g · cm −3 or less.

タップ密度の高い金属複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。従って、正極活物質のタップ密度が上記範囲を下回ると、正極活物質層形成時に必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。また、タップ密度は一般に大きいほど好ましく特に上限はないが、上記範囲を下回ると、正極活物質層内における非水系電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合がある。   By using a metal composite oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. Therefore, when the tap density of the positive electrode active material is lower than the above range, the amount of the dispersion medium necessary for forming the positive electrode active material layer increases, and the necessary amount of the conductive material and the binder increases. The filling rate of the positive electrode active material is limited, and the battery capacity may be limited. In general, the tap density is preferably as large as possible, but there is no particular upper limit. However, if the tap density is below the above range, diffusion of lithium ions in the positive electrode active material layer as a medium becomes rate-determining and load characteristics are likely to deteriorate. There is a case.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセル容積を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の重量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明の正極活物質のタップ密度として定義する。 The tap density is measured by passing a sieve having an opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell to fill the cell volume, and then using a powder density measuring instrument (for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). The tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the weight of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the positive electrode active material of the present invention.

(5)メジアン径d50
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いても測定することができる。
(5) Median diameter d50
The median diameter d50 (secondary particle diameter when primary particles are aggregated to form secondary particles) of the positive electrode active material particles should also be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer. Can do.

メジアン径d50は、通常0.1μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、1μm以上が更に好ましく、3μm以上が特に好ましく、また、通常20μm以下であり、18μm以下が好ましく、16μm以下が更に好ましく、15μm以下が特に好ましい。メジアン径d50が、上記範囲を下回ると、高嵩密度品が得られなくなる場合があり、上記範囲を上回ると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池特性の低下や、電池の正極作成すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等が生じる場合がある。   The median diameter d50 is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, particularly preferably 3 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 18 μm or less, more preferably 16 μm or less. 15 μm or less is particularly preferable. If the median diameter d50 is below the above range, a high bulk density product may not be obtained. If the median diameter d50 is above the above range, it takes time to diffuse lithium in the particles. That is, when an active material, a conductive material, a binder, or the like is slurried with a solvent and applied as a thin film, streaks may occur.

なお、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種類以上、任意の比率で混合することで、正極作成時の充填性を更に向上させることもできる。   In addition, the filling property at the time of positive electrode preparation can be further improved by mixing two or more types of positive electrode active materials having different median diameters d50 at an arbitrary ratio.

メジアン径d50の測定は、0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒にして、粒度分布計として堀場製作所社製LA−920用いて、5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24に設定して測定する。   The median diameter d50 is measured by using a 0.1% by mass sodium hexametaphosphate aqueous solution as a dispersion medium, and using LA-920 manufactured by HORIBA, Ltd. as a particle size distribution meter, the refractive index is adjusted to 1.24 after ultrasonic dispersion for 5 minutes. Set and measure.

(6)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合、正極活物質の平均一次粒子径は、通常0.01μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.08μm以上がより好ましく、0.1μm以上が特に好ましく、また、通常3μm以下であり、2μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.6μm以下が特に好ましい。上記範囲を上回ると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。また、上記範囲を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等、二次電池の性能を低下させる場合があるためである。
(6) Average primary particle diameter When primary particles aggregate to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is usually 0.01 μm or more, preferably 0.05 μm or more, and The thickness is more preferably 08 μm or more, particularly preferably 0.1 μm or more, and usually 3 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, and particularly preferably 0.6 μm or less. If the above range is exceeded, it may be difficult to form spherical secondary particles, which may adversely affect the powder filling property, or the specific surface area will be greatly reduced, which may increase the possibility that the battery performance such as output characteristics will deteriorate. is there. Further, if the value is below the above range, the performance of the secondary battery may be deteriorated, for example, the reversibility of charge / discharge is inferior because the crystal is not developed.

なお、平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The average primary particle diameter is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles and obtained by taking the average value. It is done.

(7)BET比表面積
正極活物質のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、通常0.2m・g−1以上であり、0.3m・g−1以上が好ましく、0.4m・g−1以上が更に好ましく、また、通常4.0m・g−1以下であり、2.5m・g−1以下が好ましく、1.5m・g−1以下が更に好ましい。BET比表面積の値が、上記範囲を下回ると、電池性能が低下しやすくなる。また、上記範囲を上回ると、タップ密度が上がりにくくなり、正極活物質形成時の塗布性が低下する場合がある。
(7) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the positive electrode active material, the value of the specific surface area measured using the BET method is usually 0.2 m 2 · g −1 or more, and 0.3 m 2 · g −1 or more. 0.4 m 2 · g −1 or more is more preferable, usually 4.0 m 2 · g −1 or less, preferably 2.5 m 2 · g −1 or less, and 1.5 m 2 · g −. 1 or less is more preferable. When the value of the BET specific surface area is below the above range, the battery performance tends to be lowered. Moreover, when it exceeds the said range, a tap density becomes difficult to raise and the applicability | paintability at the time of positive electrode active material formation may fall.

BET比表面積は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて測定する。試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定する。該測定で求められる比表面積を、本発明の陽極活物質のBET比表面積と定義する。   The BET specific surface area is measured using a surface area meter (a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken). The sample was preliminarily dried at 150 ° C. for 30 minutes under a nitrogen flow, and then a nitrogen helium mixed gas that was accurately adjusted so that the relative pressure of nitrogen with respect to atmospheric pressure was 0.3 was used. It is measured by the nitrogen adsorption BET one-point method by the flow method. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the anode active material of the present invention.

(8)正極活物質の製造法
正極活物質の製造法としては、本発明の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
(8) Method for Producing Positive Electrode Active Material The method for producing the positive electrode active material is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention, but there are several methods, which are common as methods for producing inorganic compounds. The method is used.

特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えばその1つとして、遷移金属硝酸塩、硫酸塩等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作製回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. For example, transition metal source materials such as transition metal nitrates and sulfates, and other element source materials as required. Is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to produce and recover a spherical precursor, which is dried as necessary, and then LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO There is a method in which an active material is obtained by adding a Li source such as 3 and baking at a high temperature.

また、別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In addition, as an example of another method, transition metal raw materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides and the like, and if necessary, raw materials of other elements are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. Then, it is dry-molded with a spray dryer or the like to obtain a spherical or oval spherical precursor, and a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 is added to the precursor and calcined at a high temperature to obtain an active material Is mentioned.

更に別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 Examples of other methods include transition metal source materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides, Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , and other elements as necessary. The raw material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and is then dried by a spray dryer or the like to form a spherical or elliptical precursor, which is fired at a high temperature to obtain an active material. Can be mentioned.

<2−4−2.電極構造と作製法>
以下に、本発明に使用される正極の構成及びその作製法について説明する。
<2-4-2. Electrode structure and fabrication method>
Below, the structure of the positive electrode used for this invention and its preparation method are demonstrated.

(1)正極の作製法
正極は、正極活物質粒子と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、公知の何れの方法で作製することができる。すなわち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成させることにより正極を得ることができる。
(1) Method for Producing Positive Electrode The positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles and a binder on a current collector. The production of the positive electrode using the positive electrode active material can be produced by any known method. That is, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener mixed in a dry form are pressure-bonded to a positive electrode current collector, or these materials are liquid media A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by applying it to a positive electrode current collector and drying it as a slurry by dissolving or dispersing in a slurry.

正極活物質の正極活物質層中の含有量は、通常10質量%以上、好ましくは30質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、また、通常99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が、上記範囲を下回ると、電気容量が不十分となる場合があるためである。また、上記範囲を上回ると、正極の強度が不足する場合があるためである。なお、本発明における正極活物質粉体は1種を単独で用いてもよく、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and usually 99.9% by mass or less, preferably 99% by mass. It is as follows. This is because if the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is less than the above range, the electric capacity may be insufficient. Moreover, it is because the intensity | strength of a positive electrode may be insufficient when it exceeds the said range. In addition, the positive electrode active material powder in this invention may be used individually by 1 type, and may use together 2 or more types of a different composition or different powder physical properties by arbitrary combinations and ratios.

(2)導電材
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(2) Conductive material As the conductive material, a known conductive material can be arbitrarily used. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; and carbonaceous materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、また、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。含有量が上記範囲よりも下回ると、導電性が不十分となる場合がある。また、上記範囲よりも上回ると、電池容量が低下する場合がある。   The conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less in the positive electrode active material layer. More preferably, it is used so as to contain 15% by mass or less. If the content is lower than the above range, the conductivity may be insufficient. Moreover, when it exceeds the said range, battery capacity may fall.

(3)結着剤
正極活物質層の製造に用いる結着剤は、非水系電解液や電極製造時用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に限定されない。
(3) Binder The binder used in the production of the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used during electrode production.

塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であればよいが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In the case of the coating method, any material can be used as long as it is dissolved or dispersed in the liquid medium used during electrode production. Specific examples include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, nitro Resin polymers such as cellulose; rubbery polymers such as SBR (styrene butadiene rubber), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber; styrene butadiene styrene block Copolymer or its hydrogenated product, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or its hydrogenated product, etc. Thermoplastic Stoma-like polymers; soft resin-like polymers such as syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride (PVdF), Examples include fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、1質量%以上が好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、通常80質量%以下であり、60質量%以下が好ましく、40質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。結着剤の割合が、上記範囲を下回ると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。また、上記範囲を上回ると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。   The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and usually 80% by mass or less, and 60% by mass. % Or less is preferable, 40% by mass or less is more preferable, and 10% by mass or less is particularly preferable. When the ratio of the binder is below the above range, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained, the positive electrode has insufficient mechanical strength, and battery performance such as cycle characteristics may be deteriorated. Moreover, when it exceeds the said range, it may lead to a battery capacity or electroconductivity fall.

(4)液体媒体
スラリーを形成するための液体媒体としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
(4) Liquid medium The liquid medium for forming the slurry may be a solvent capable of dissolving or dispersing the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used as necessary. For example, the type is not particularly limited, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系媒体の例としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体の例としては、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of organic media include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) and dimethylformamide And amides such as dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethyl sulfoxide. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(5)増粘剤
スラリーを形成するための液体媒体として水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。
(5) Thickener When using an aqueous medium as a liquid medium for forming a slurry, it is preferable to make a slurry using a thickener and a latex such as styrene butadiene rubber (SBR). A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry.

増粘剤としては、本発明の効果を著しく制限しない限り制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The thickener is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly limited. Specifically, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof Etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

更に増粘剤を使用する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下が望ましい。上記範囲を下回ると著しく塗布性が低下する場合があり、また上記範囲を上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する場合がある。   Further, when using a thickener, the ratio of the thickener to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, Usually, it is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less. If it falls below the above range, applicability may be remarkably reduced, and if it exceeds the above range, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer is lowered, the battery capacity is reduced, and the resistance between the positive electrode active materials. May increase.

(6)圧密化
塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.5g・cm−3以上が更に好ましく、2g・cm−3以上が特に好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3.5g・cm−3以下が更に好ましく、3g・cm−3以下が特に好ましい。
(6) Consolidation The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g · cm −3 or more, more preferably 1.5 g · cm −3 or more, particularly preferably 2 g · cm −3 or more, and preferably 4 g · cm −3 or less. 3.5 g · cm −3 or less is more preferable, and 3 g · cm −3 or less is particularly preferable.

正極活物質層の密度が、上記範囲を上回ると集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下する場合がある。また上記範囲を下回ると、活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大する場合がある。   If the density of the positive electrode active material layer exceeds the above range, the permeability of the non-aqueous electrolyte solution to the vicinity of the current collector / active material interface may decrease, and the charge / discharge characteristics at a high current density may decrease. Moreover, when less than the said range, the electroconductivity between active materials may fall and battery resistance may increase.

(7)集電体
正極集電体の材質としては特に制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素質材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
(7) Current collector The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbonaceous materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素質材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。   Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, foam metal, etc. A carbon thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape.

集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下が更に好ましい。薄膜が、上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足する場合がある。また、薄膜が上記範囲よりも厚いと、取り扱い性が損なわれる場合がある。   The thickness of the current collector is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thin film is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. Moreover, when a thin film is thicker than the said range, a handleability may be impaired.

<2−5.セパレータ>
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
<2-5. Separator>
Usually, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating the separator.

セパレータの材料や形状については特に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about the material and shape of a separator, A well-known thing can be arbitrarily employ | adopted unless the effect of this invention is impaired remarkably. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、更に好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As materials for the resin and the glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, glass filters and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. These materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

上記セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、10μm以上が更に好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下が更に好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。   The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less. If the separator is too thin than the above range, the insulating properties and mechanical strength may decrease. On the other hand, if it is thicker than the above range, not only battery performance such as rate characteristics may be lowered, but also the energy density of the entire non-aqueous electrolyte battery may be lowered.

更に、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上が更に好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、80%以下が更に好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。   Furthermore, when a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, Moreover, it is 90% or less normally, 85% or less is preferable and 80% or less is still more preferable. If the porosity is too smaller than the above range, the membrane resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. Moreover, when larger than the said range, it exists in the tendency for the mechanical strength of a separator to fall and for insulation to fall.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常1.0μm以下であり、0.5μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。   Moreover, although the average pore diameter of a separator is also arbitrary, it is 1.0 micrometer or less normally, 0.5 micrometer or less is preferable, and it is 0.05 micrometer or more normally. If the average pore diameter exceeds the above range, a short circuit tends to occur. On the other hand, below the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.

一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。   On the other hand, as the inorganic material, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Things are used.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。   As the form, a thin film shape such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing the inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, a porous layer may be formed by using alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm on both surfaces of the positive electrode and using a fluororesin as a binder.

<2−6.電池設計>
[電極群]
電極群は、前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のものの何れでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、更には、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。
<2-6. Battery design>
[Electrode group]
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed via the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape via the separator. Either may be used. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupation ratio) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less. . When the electrode group occupancy is below the above range, the battery capacity decreases. Also, if the above range is exceeded, the void space is small, the battery expands, and the member expands or the vapor pressure of the electrolyte liquid component increases and the internal pressure rises. In some cases, a gas release valve that lowers various characteristics such as storage at high temperature and the like, or releases the internal pressure to the outside is activated.

[集電構造]
集電構造は特に限定されるものではないが、本発明の非水系電解液による高電流密度の充放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
[Current collection structure]
The current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the high current density charge / discharge characteristics by the non-aqueous electrolyte of the present invention, the resistance of the wiring portion and the joint portion is reduced. A structure is preferred. Thus, when internal resistance is reduced, the effect of using the non-aqueous electrolyte solution of this invention is exhibited especially favorable.

電極群が前述の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が前述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。   In the case where the electrode group has the laminated structure described above, a structure formed by bundling the metal core portions of the electrode layers and welding them to the terminals is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to provide a plurality of terminals in the electrode to reduce the resistance. When the electrode group has the winding structure described above, the internal resistance can be lowered by providing a plurality of lead structures for the positive electrode and the negative electrode, respectively, and bundling the terminals.

前述の構造を最適化することにより、内部抵抗をできるだけ小さくすることができる。大電流で用いられる電池では、10kHz交流法で測定されるインピーダンス(以下、「直流抵抗成分」と略記する)を10ミリオーム(mΩ)以下にすることが好ましく、直流抵抗成分を5mΩ以下にすることがより好ましい。直流抵抗成分を0.1mΩ以下にすると出力特性が向上するが、用いられる集電構造材の占める比率が増え、電池容量が減少する場合がある。   By optimizing the above structure, the internal resistance can be made as small as possible. In a battery used at a high current, the impedance measured by the 10 kHz AC method (hereinafter abbreviated as “DC resistance component”) is preferably 10 milliohms (mΩ) or less, and the DC resistance component is 5 mΩ or less. Is more preferable. When the DC resistance component is 0.1 mΩ or less, the output characteristics are improved, but the ratio of the current collecting structure used increases and the battery capacity may decrease.

[外装ケース]
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に限定されるものではない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネートフィルム)が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
[Exterior case]
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte used. Specifically, a nickel-plated steel plate, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, a metal such as a magnesium alloy, or a laminated film (laminate film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, an aluminum or aluminum alloy metal or a laminate film is preferably used.

前記金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して前記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。前記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、前記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。   In the exterior case using the above metals, a laser-sealed, resistance-welded, ultrasonic welding is used to weld the metals together to form a sealed sealed structure, or a caulking structure using the above-mentioned metals via a resin gasket To do. Examples of the outer case using the laminate film include those having a sealed and sealed structure by heat-sealing resin layers. In order to improve the sealing performance, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a sealed structure, a metal and a resin are joined, so that a resin having a polar group or a modified group having a polar group introduced as an intervening resin is used. Resins are preferably used.

[保護素子]
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等が挙げられる。前記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
[Protective element]
As a protective element, PTC (Positive Temperature Coefficient), thermal fuse, thermistor, whose resistance increases when abnormal heat or excessive current flows, cut off current flowing in the circuit due to sudden rise in battery internal pressure or internal temperature at abnormal heat generation And the like (current cutoff valve). It is preferable to select a protective element that does not operate under normal use at a high current, and it is more preferable that the protective element has a design that does not cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.

[外装体]
本発明の非水系電解液電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
[Exterior body]
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body. There is no restriction | limiting in this exterior body, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, a well-known thing can be employ | adopted arbitrarily. Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.

また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。   The shape of the exterior body is also arbitrary, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

[作用]
本発明は、界面抵抗の低減効果や充放電サイクル向上効果等を有する「モノフルオロリン酸塩類やジフルオロリン酸塩類」を、常温溶融塩を用いた非水系電解液中に含有させる。本発明が、前記した効果を奏する作用・原理は明らかではないが、また、本発明は以下の作用・原理によって限定されるものではないが、以下のように考えられる。すなわち、モノフルオロリン酸塩類やジフルオロリン酸塩類は、非水系電解液を構成する化合物の中でも優先的に電極に作用し、電極界面に濃縮あるいは表面吸着する。これによって非水系電解液中への正極活物質の溶出を防いだり、充放電に伴う電極活物質の体積変化に由来する電子伝導パスの欠落を抑制したり、あるいはモノフルオロリン酸リチウムやジフルオロリン酸リチウムの場合には、電極表面のリチウム濃度を高める、といった機能が得られ、これらが界面抵抗の低減や充放電サイクルの向上といった効果を与えていると推定される。また、モノフルオロリン酸塩類やジフルオロリン酸塩類は無機物であり、これらの分解に由来する可燃性ガスの発生はない。
[Action]
In the present invention, “monofluorophosphates and difluorophosphates” having an effect of reducing interfacial resistance, an effect of improving charge / discharge cycles, and the like are contained in a nonaqueous electrolytic solution using a room temperature molten salt. Although the operation and principle of the present invention exhibiting the effects described above are not clear, the present invention is not limited by the following operation and principle, but is considered as follows. That is, monofluorophosphates and difluorophosphates preferentially act on the electrode among the compounds constituting the nonaqueous electrolytic solution, and are concentrated or adsorbed on the electrode interface. This prevents the elution of the positive electrode active material into the non-aqueous electrolyte, suppresses the loss of the electron conduction path resulting from the volume change of the electrode active material due to charge / discharge, or lithium monofluorophosphate or difluorophosphorus. In the case of lithium acid, the function of increasing the lithium concentration on the electrode surface is obtained, and it is presumed that these have the effect of reducing the interface resistance and improving the charge / discharge cycle. In addition, monofluorophosphates and difluorophosphates are inorganic substances, and there is no generation of combustible gas resulting from their decomposition.

更に、モノフルオロリン酸リチウムやジフルオロリン酸リチウムは、エチレンカーボネートのような環状カーボネートとジメチルカーボネートのような鎖状カーボネートを主たる構成成分とする汎用的な非水系電解液への溶解性が非常に低いが、常温溶融塩中には上記有機溶媒電解液に比べて多量に溶解させることができる。加えて、モノフルオロリン酸アニオンやジフルオロリン酸アニオンは、常温溶融塩のカウンターアニオンにすることもできる。このように、モノフルオロリン酸塩やジフルオロリン酸塩と常温溶融塩とを組み合わせることで、界面抵抗の低減や充放電サイクル特性の向上といった効果を、より顕著に、かつ相乗的に引き出すことができる。   Furthermore, lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate have very high solubility in general-purpose non-aqueous electrolytes composed mainly of cyclic carbonates such as ethylene carbonate and chain carbonates such as dimethyl carbonate. Although it is low, it can be dissolved in a large amount in the ambient temperature molten salt as compared with the organic solvent electrolyte. In addition, the monofluorophosphate anion and difluorophosphate anion can be used as a counter anion of a room temperature molten salt. Thus, by combining monofluorophosphate or difluorophosphate and room temperature molten salt, the effects of reducing interface resistance and improving charge / discharge cycle characteristics can be brought out more prominently and synergistically. it can.

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

下記実施例及び比較例で得られた電池の各評価方法を以下に示す。
[放電容量評価]
非水系電解液電池を、60℃において、0.1Cに相当する定電流で4.2Vまで充電した後、0.1Cの定電流で3Vまで放電した。これを20サイクル行って、初期放電容量を100とした場合の20サイクル後の放電容量(%)を求め、「サイクル後放電容量(%)」とした。ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、0.1Cとはその1/10の電流値を表す。
Each evaluation method of the battery obtained by the following Example and the comparative example is shown below.
[Discharge capacity evaluation]
The nonaqueous electrolyte battery was charged to 4.2 V at a constant current corresponding to 0.1 C at 60 ° C., and then discharged to 3 V at a constant current of 0.1 C. This was performed 20 cycles, and the discharge capacity (%) after 20 cycles when the initial discharge capacity was set to 100 was determined, and was defined as “post-cycle discharge capacity (%)”. Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.1C represents a current value of 1/10 thereof.

実施例1 Example 1

[非水系電解液の製造]
乾燥アルゴン雰囲気下、N−ブチル−N−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(以下、「BMPTFSI」と略記する)中に、十分に乾燥したリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(以下、「LiTFSI」と略記する)を、0.4mol/Lの割合となるように溶解した。更に、十分に乾燥したジフルオロリン酸リチウム(以下、「LiPO」と記載することがある)を、BMPTFSIとLiTFSIの混合物98重量部に対して、2重量部を溶解させて非水系電解液とした。
[Production of non-aqueous electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, fully dried lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (hereinafter referred to as “BMPTFSI”) in N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (hereinafter abbreviated as “BMPTFSI”). (Abbreviated as “LiTFSI”) was dissolved at a rate of 0.4 mol / L. Furthermore, 2 parts by weight of sufficiently dried lithium difluorophosphate (hereinafter sometimes referred to as “LiPO 2 F 2 ”) is dissolved in 98 parts by weight of a mixture of BMPTFSI and LiTFSI, and non-aqueous electrolysis is performed. Liquid.

[非水系電解液電池の製造]
正極活物質としてのコバルト酸リチウム(LiCoO)90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミ箔の片面に塗布して乾燥し、プレス機で厚さ80μmに圧延したものを、活物質層のサイズとして直径12.5mmの円盤状に打ち抜いて電極を作成し作用極とし、非水系電解液を含浸させたセパレータを介してリチウム箔を対極として構成されたコイン型リチウム二次電池である非水系電解液電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
[Manufacture of non-aqueous electrolyte batteries]
90% by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, an N-methylpyrrolidone solvent Mixed in to a slurry. The obtained slurry was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to a thickness of 80 μm with a press machine, and the electrode was punched into a disk shape having a diameter of 12.5 mm as the size of the active material layer. A non-aqueous electrolyte battery, which is a coin-type lithium secondary battery constructed using a lithium foil as a counter electrode through a separator impregnated with a non-aqueous electrolyte, was prepared and evaluated. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

実施例2
実施例1の非水系電解液において、BMPTFSIに代えて、N−ブチル−N,N,N−トリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(以下、「BTMATFSI」と略記する)を使用した以外、実施例1と同様にしてコイン型リチウム二次電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Example 2
In the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, N-butyl-N, N, N-trimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (hereinafter abbreviated as “BTMATFSI”) was used instead of BMPTFSI. In the same manner as in Example 1, a coin-type lithium secondary battery was produced and evaluated. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

実施例3
実施例1の非水系電解液において、BMPTFSIに代えて、N,N−ジメチル−N−メチル−N−メトキシエチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(以下、「DEMETFSI」と略記する)を使用した以外、実施例1と同様にしてコイン型リチウム二次電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Example 3
In the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, N, N-dimethyl-N-methyl-N-methoxyethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (hereinafter abbreviated as “DEMETFSI”) was used instead of BMPTFSI. A coin-type lithium secondary battery was produced and evaluated in the same manner as Example 1 except for the above. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

比較例1
BMPTFSI中に、十分に乾燥したLiTFSIを0.4mol/Lの割合となるように溶解して製造した非水系電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてコイン型リチウム二次電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Comparative Example 1
A coin-type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that a non-aqueous electrolyte prepared by dissolving LiTFSI sufficiently dried at a ratio of 0.4 mol / L was used in BMPTFSI. And evaluated. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

比較例2
BTMATFSI中に、十分に乾燥したLiTFSIを0.4mol/Lの割合となるように溶解して製造した非水系電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてコイン型リチウム二次電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Comparative Example 2
A coin-type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that a non-aqueous electrolyte prepared by dissolving LiTFSI sufficiently dried at a ratio of 0.4 mol / L in BTMATFSI was used. And evaluated. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

比較例3
DEMETFSI中に、十分に乾燥したLiTFSIを0.4mol/Lの割合となるように溶解して製造した非水系電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてコイン型リチウム二次電池を作製し、評価を行った。非水系電解液の成分を表1に示し、評価結果を表2に示す。
Comparative Example 3
A coin-type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that a non-aqueous electrolyte prepared by dissolving LiTFSI sufficiently dried at a ratio of 0.4 mol / L was used in DEMETFSI. And evaluated. Table 1 shows the components of the nonaqueous electrolytic solution, and Table 2 shows the evaluation results.

Figure 2008277001
Figure 2008277001

Figure 2008277001
Figure 2008277001

表2の結果から明らかなように、本発明に係る非水系電解液を用いた電池(実施例1〜3)は、充放電特性が高かった。一方、本発明に係る非水系電解液でないものを用いた電池(比較例1〜3)では、充放電特性が劣っていた。   As is clear from the results in Table 2, the batteries (Examples 1 to 3) using the non-aqueous electrolyte solution according to the present invention had high charge / discharge characteristics. On the other hand, in the battery (Comparative Examples 1-3) using what is not the non-aqueous electrolyte which concerns on this invention, the charge / discharge characteristic was inferior.

本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液電池は、高い容量を維持し、安全性等に優れているため、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ等を挙げることができる。   Since the nonaqueous electrolyte battery using the nonaqueous electrolyte of the present invention maintains a high capacity and is excellent in safety and the like, it can be used for various known applications. Specific examples include, for example, notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs. , Walkie Talkie, Electronic Notebook, Calculator, Memory Card, Portable Tape Recorder, Radio, Backup Power Supply, Motor, Car, Motorcycle, Motorbike, Bicycle, Lighting Equipment, Toy, Game Equipment, Clock, Electric Tool, Strobe, Camera, etc. Can be mentioned.

Claims (5)

リチウム塩と常温溶融塩とを含有してなる非水系電解液であって、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を非水系電解液中に含有することを特徴とする非水系電解液。   A non-aqueous electrolyte comprising a lithium salt and a room temperature molten salt, wherein the non-aqueous electrolyte contains a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate in the non-aqueous electrolyte. . 常温溶融塩が、一般式(1)で表される構造を有する三級スルホニウム塩、一般式(2)で表される構造を有する四級アンモニウム塩又は一般式(3)で表される構造を有する四級ホスホニウム塩である請求項1に記載の非水系電解液。
Figure 2008277001
[一般式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R及びRのうち、2つの有機基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。]
Figure 2008277001
[一般式(2)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R、R及びRのうちの2つないし4つの有機基は、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R及びRのうち2つの有機基は実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「N」原子との間が二重結合で結ばれていてもよい。]
Figure 2008277001
[一般式(3)中、R、R、R10及びR11は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の有機基を表す。ただし、R、R、R10及びR11のうちの2つないし4つの有機基は、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R、R、R10及びR11のうち2つの有機基は実際には1つの有機基であって、その1つの有機基と「P」原子との間が二重結合で結ばれていてもよい。]
The room temperature molten salt is a tertiary sulfonium salt having a structure represented by the general formula (1), a quaternary ammonium salt having a structure represented by the general formula (2), or a structure represented by the general formula (3). The nonaqueous electrolytic solution according to claim 1, which is a quaternary phosphonium salt.
Figure 2008277001
[In General Formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two organic groups of R 1 , R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a ring structure. ]
Figure 2008277001
[In General Formula (2), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two to four organic groups out of R 4 , R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring structure. R 4 , R 5 , R 6 and R 7 Of these, two organic groups are actually one organic group, and the organic group and the “N + ” atom may be linked by a double bond. ]
Figure 2008277001
[In General Formula (3), R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represents an organic group having 1 to 12 carbon atoms. However, two to four organic groups out of R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be bonded to each other to form a ring structure. R 8 , R 9 , R 10 and R 11 Of these, two organic groups are actually one organic group, and the one organic group and the “P + ” atom may be linked by a double bond. ]
モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩が、非水系電解液全体に対して、それらの合計量で、0.001質量%以上、100質量%以下含有されている請求項1又は請求項2に記載の非水系電解液。   The monofluorophosphate and / or difluorophosphate is contained in a total amount of 0.001% by mass or more and 100% by mass or less based on the total amount of the non-aqueous electrolyte solution. 2. A non-aqueous electrolyte solution according to 2. 常温溶融塩が、リチウム塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩以外の非水系電解液成分に対して、0.01質量%以上、100質量%以下含有されている請求項1ないし請求項3の何れかに記載の非水系電解液。   The room temperature molten salt is contained in an amount of 0.01% by mass or more and 100% by mass or less with respect to a non-aqueous electrolyte component other than lithium salt, monofluorophosphate, and difluorophosphate. 4. The non-aqueous electrolyte solution according to any one of 3. 少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極及び正極、並びに、非水系電解液を備えた非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、請求項1ないし請求項4の何れかの請求項に記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液電池。   A non-aqueous electrolyte battery comprising at least a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte solution is any one of claims 1 to 4. A non-aqueous electrolyte battery, characterized in that it is a non-aqueous electrolyte solution according to item 2.
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CN201910392658.4A CN110233290B (en) 2007-04-20 2008-04-18 Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
EP08751880.9A EP2166611B1 (en) 2007-04-20 2008-04-18 Nonaqueous electrolyte, and rechargeable battery with the nonaqueous electrolyte
US12/580,507 US9048508B2 (en) 2007-04-20 2009-10-16 Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary batteries employing the same
US13/536,254 US9231277B2 (en) 2007-04-20 2012-06-28 Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary batteries employing the same
US14/269,817 US9653754B2 (en) 2007-04-20 2014-05-05 Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary batteries employing the same

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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009054311A (en) * 2007-08-23 2009-03-12 Nippon Chem Ind Co Ltd Electrolyte composition for power storage device and power storage device using it
JP2010135088A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Mitsubishi Chemicals Corp Method of manufacturing nonaqueous electrolyte solution for secondary battery
JP2011014478A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Lithium air battery
JP2011122242A (en) * 2009-11-16 2011-06-23 Yokohama National Univ Method for recovering platinum group element and/or rare earth element, and device for recovering the platinum group element and the rare earth element
JP2011181611A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Sanyo Electric Co Ltd Solid electrolytic capacitor and manufacturing method of the same
WO2012120597A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 株式会社デンソー Nonaqueous electrolyte solution for batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
JP2012204100A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery including the same
US9028786B2 (en) 2008-12-02 2015-05-12 Stella Chemifa Corporation Production process of difluorophosphate, nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic secondary battery
WO2016031961A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Ionic liquid and plastic crystal
JP2018133285A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Tdk株式会社 Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery using the same
JP2019102154A (en) * 2017-11-29 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 Electrolyte solution for lithium secondary battery
RU2786631C1 (en) * 2019-07-31 2022-12-23 Иннолит Текнолоджи Аг (Ch/Ch) Battery cell
US11710849B2 (en) 2019-07-31 2023-07-25 Innolith Technology AG SO2-based electrolyte for a rechargeable battery cell, and rechargeable battery cells

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009054311A (en) * 2007-08-23 2009-03-12 Nippon Chem Ind Co Ltd Electrolyte composition for power storage device and power storage device using it
JP2010135088A (en) * 2008-12-02 2010-06-17 Mitsubishi Chemicals Corp Method of manufacturing nonaqueous electrolyte solution for secondary battery
US9028786B2 (en) 2008-12-02 2015-05-12 Stella Chemifa Corporation Production process of difluorophosphate, nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic secondary battery
US9203106B2 (en) 2008-12-02 2015-12-01 Mitsubishi Chemical Corporation Production process of difluorophosphate, nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic secondary battery
JP2011014478A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Lithium air battery
JP2011122242A (en) * 2009-11-16 2011-06-23 Yokohama National Univ Method for recovering platinum group element and/or rare earth element, and device for recovering the platinum group element and the rare earth element
JP2011181611A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Sanyo Electric Co Ltd Solid electrolytic capacitor and manufacturing method of the same
WO2012120597A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 株式会社デンソー Nonaqueous electrolyte solution for batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
US10186732B2 (en) 2011-03-04 2019-01-22 Denso Corporation Nonaqueous electrolyte solution for batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
JP2012204100A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery including the same
CN106715389A (en) * 2014-08-29 2017-05-24 国立研究开发法人产业技术综合研究所 Ionic liquid and plastic crystal
JPWO2016031961A1 (en) * 2014-08-29 2017-06-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Ionic liquids and plastic crystals
WO2016031961A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Ionic liquid and plastic crystal
CN106715389B (en) * 2014-08-29 2020-04-28 国立研究开发法人产业技术综合研究所 Ionic liquid and soft viscous crystal
JP2018133285A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Tdk株式会社 Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery using the same
JP2019102154A (en) * 2017-11-29 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 Electrolyte solution for lithium secondary battery
RU2786631C1 (en) * 2019-07-31 2022-12-23 Иннолит Текнолоджи Аг (Ch/Ch) Battery cell
US11710849B2 (en) 2019-07-31 2023-07-25 Innolith Technology AG SO2-based electrolyte for a rechargeable battery cell, and rechargeable battery cells
US11876170B2 (en) 2019-07-31 2024-01-16 Innolith Technology AG Rechargeable battery cell
US11901504B2 (en) 2019-07-31 2024-02-13 Innolith Technology AG Rechargeable battery cell having an SO2-based electrolyte
US11942594B2 (en) 2019-07-31 2024-03-26 Innolith Technology AG Rechargeable battery cell

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