JP2011003498A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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亮 井上
Takefumi Okumura
壮文 奥村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery improved in the deteriorating characteristic thereof by restricting the generation of HF (hydrogen fluoride) in electrolyte when keeping the lithium ion secondary battery under a condition at a high temperature.SOLUTION: This lithium ion secondary battery includes: a positive electrode capable of absorbing/discharging lithium ion; a negative electrode capable of absorbing/discharging lithium ion; a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode; and organic electrolyte. The organic electrolyte includes: a plurality of solvents; an additive; and electrolyte. As the additive, a compound represented by formula (1) is included. (In the formula (1), R, Rand Rare each any one of hydrogen, 1-3C alkyl group, fluorine, and 1-3C fluorinated alkyl group).

Description

本発明はリチウムイオン二次電池に関し、特に高温保存時の劣化を抑制したリチウムイオン二次電池の構造に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly to a structure of a lithium ion secondary battery in which deterioration during storage at high temperature is suppressed.

環境保護、省エネルギーの観点から、エンジンとモーターを動カ源として併用したハイブリッド電気自動車(HEV)が開発、製品化されている。また、将来的には、電気プラグから電力を供給できるシステムを有するプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)の開発が進められている。このハイブリッド自動車のエネルギー源には、電気を繰返し充電放電可能な二次電池が使用される。   From the viewpoint of environmental protection and energy saving, a hybrid electric vehicle (HEV) that uses an engine and a motor as a power source has been developed and commercialized. In the future, a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) having a system capable of supplying electric power from an electric plug is being developed. A secondary battery capable of repeatedly charging and discharging electricity is used as an energy source of the hybrid vehicle.

なかでもリチウムイオン二次電池は、ニッケル水素電池を含む他の二次電池に比べ、その動作電圧が高く、高い出力を得やすい点で有力な電池であり、今後、ハイブリッド自動車の電源として益々重要性が増すと考えられる。   In particular, lithium ion secondary batteries are more powerful than other secondary batteries, including nickel-metal hydride batteries, because they have a higher operating voltage and are easier to obtain higher output, and will become increasingly important as power sources for hybrid vehicles in the future. It is thought that the nature increases.

ハイブリッド自動車用電源のリチウムイオン二次電池は、通常LiCoO、LiNiO、LiMn、LiFeO等のリチウム含有遷移金属複合酸化物から成る正極と、黒鉛等から成る負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータと、溶媒、添加剤、電解質を含む電解液で構成されている。 A lithium-ion secondary battery for a hybrid vehicle power source is generally composed of a positive electrode made of a lithium-containing transition metal composite oxide such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 , a negative electrode made of graphite, and the like. And an electrolytic solution containing a solvent, an additive, and an electrolyte.

リチウムイオン二次電池用の電解質としては、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩を溶解したものが用いられている。なかでも高い電気伝導性を有する、LiPFを電解質の主成分とすることが多い。 As an electrolyte for a lithium ion secondary battery, a lithium salt such as lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) or lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used. Of these, LiPF 6 having high electrical conductivity is often the main component of the electrolyte.

しかしながら、LiPFを用いた場合、二次電池の製造時又は使用中に、電池内に存在する、または侵入する微量の水分とLiPFが反応し、フッ化水素(HF)が発生する。具体的には、LiPFが熱によって解離(LiPF→LiF+PF)し、そのときに生じるPFが水と反応してHFを生成する。このHFは電池容器や集電体の金属材料を溶解、腐食させ、また、正極活物質を溶解して遷移金属を溶出させる。更に負極活物質表面に金属を含んだ不活性な被膜SEI(Solid Electrolyte Interface)層を形成してLiイオンの作用を阻害して電池劣化の原因となることが知られている。この様な電池特性の劣化は、電解質中でLiPFの熱分解が僅かに生じた場合でも起こり、また、電池の長期保存、連続充放電時において顕著に起こり、二次電池の致命的欠陥となる。リチウムイオン二次電池の容量劣化の原因として、保存特性劣化と連続充放電特性劣化という二つのモードがある。連続充放電特性劣化とは、充放電サイクルを繰り返すことにより発生する容量劣化であり、サイクル数に依存する。保存特性劣化とは、充電状態の電池に発生する容量劣化であり、充電量に依存する。そのため、連続充放電特性劣化と保存特性劣化における劣化抑制方法はそれぞれ異なる。以上のように、LiPFを電解質として用いた場合、高温環境下においては、電池内の構成材料に悪影響を与える副反応が起こりやすいという問題があった。 However, when LiPF 6 is used, a small amount of moisture present in or entering the battery reacts with LiPF 6 during production or use of the secondary battery, and hydrogen fluoride (HF) is generated. Specifically, LiPF 6 is dissociated by heat (LiPF 6 → LiF + PF 5 ), and PF 5 generated at that time reacts with water to generate HF. This HF dissolves and corrodes the metal material of the battery container and the current collector, and dissolves the positive electrode active material to elute the transition metal. Furthermore, it is known that an inactive film SEI (Solid Electrolyte Interface) layer containing a metal is formed on the surface of the negative electrode active material to inhibit the action of Li + ions and cause deterioration of the battery. Such deterioration of the battery characteristics occurs even when a slight thermal decomposition of LiPF 6 occurs in the electrolyte, and occurs remarkably during long-term storage and continuous charge / discharge of the battery. Become. There are two modes of capacity deterioration of a lithium ion secondary battery: storage characteristic deterioration and continuous charge / discharge characteristic deterioration. The continuous charge / discharge characteristic deterioration is a capacity deterioration caused by repeating a charge / discharge cycle and depends on the number of cycles. The storage characteristic deterioration is a capacity deterioration generated in a battery in a charged state and depends on a charge amount. For this reason, the deterioration suppressing methods for continuous charge / discharge characteristic deterioration and storage characteristic deterioration are different. As described above, when LiPF 6 is used as an electrolyte, there is a problem that side reactions that adversely affect the constituent materials in the battery are likely to occur in a high temperature environment.

そのため、リチウムイオン二次電池において、電池の長期保存、連続充放電時に発生するHFによる劣化を抑制するため、電解液中に種々の添加剤を添加することが試みられている。例えば、特許文献1では、電解液に1,4,8,11‐テトラアザシクロテトラデカン(TACTD)を添加することにより、LiPFの熱分解により生成するHFを中和除去することを提案している。電池の容量と、電池の充放電サイクル数の関係が示されており、TACTDを適量添加することにより充放電による電池の容量劣化を抑制し、保存特性を改善することができるとされている。特許文献2では、N‐メチル‐2‐ピロリドン(NMP)を非水電解質に添加することにより、電解質の熱分解時に発生するガスの発生を抑え、高温保存による電池特性の劣化を抑制させることができるとしている。また非特許文献1では、電解質の組成と保存特性の関係を調べている。LiPF、EC、及びDMCから構成される電解液に、ビニレンカーボネート(VC)を2wt%添加することで、60℃高温環境下の劣化を抑制できるとされている。 Therefore, in a lithium ion secondary battery, in order to suppress deterioration due to HF generated during long-term storage and continuous charging / discharging of the battery, it has been attempted to add various additives to the electrolytic solution. For example, Patent Document 1 proposes to neutralize and remove HF produced by thermal decomposition of LiPF 6 by adding 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (TACTD) to the electrolyte. Yes. The relationship between the capacity of the battery and the number of charge / discharge cycles of the battery is shown. By adding an appropriate amount of TACTD, it is said that the capacity deterioration of the battery due to charge / discharge can be suppressed and the storage characteristics can be improved. In Patent Document 2, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is added to a non-aqueous electrolyte to suppress the generation of gas generated during the thermal decomposition of the electrolyte and to suppress deterioration of battery characteristics due to high-temperature storage. I can do it. Non-Patent Document 1 examines the relationship between the electrolyte composition and storage characteristics. It is said that deterioration in a high temperature environment at 60 ° C. can be suppressed by adding 2 wt% of vinylene carbonate (VC) to an electrolytic solution composed of LiPF 6 , EC, and DMC.

特開平9−245832号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-245832 特開2003−297424号公報JP 2003-297424 A

Journal of The Electrochemical Society,151(10)A1659‐A1669(2004)Journal of The Electrochemical Society, 151 (10) A1659-A1669 (2004)

しかしながら、特許文献1の方法では、水分と、LiPFの解離により生じるPFが存在する限り再びHFを生成し、有機電解液中のHF量は時間の経過とともに再び増加することが懸念される。 However, in the method of Patent Document 1, HF is generated again as long as moisture and PF 5 generated by the dissociation of LiPF 6 are present, and there is a concern that the amount of HF in the organic electrolyte increases again with time. .

また、充放電時の二次電池では、負極表面付近においては還元作用が非常に強く、一方の正極表面付近においては酸化作用が非常に強い。そのため、これら電極表面における電解液、及び電解質の分解等の劣化反応による電池の劣化が問題になる。劣化反応のために電池容量が低下し、特に高温環境下では劣化反応が促進されるという問題があった。特許文献2の方法では、NMPは耐酸化性が低いため正極と副反応を起こし、電池の内部抵抗を上昇させ、劣化が生じることが懸念される。   Moreover, in the secondary battery at the time of charging / discharging, the reducing action is very strong near the negative electrode surface, and the oxidizing action is very strong near one positive electrode surface. Therefore, the deterioration of the battery due to a deterioration reaction such as the decomposition of the electrolyte solution and the electrolyte on the electrode surface becomes a problem. The battery capacity is reduced due to the deterioration reaction, and there is a problem that the deterioration reaction is accelerated particularly in a high temperature environment. In the method of Patent Document 2, since NMP has low oxidation resistance, it causes a side reaction with the positive electrode, which raises the internal resistance of the battery and may cause deterioration.

非特許文献1では前記のような添加剤によって、従来に比べ、高温環境下での電池の寿命ははるかに向上したが、電池容量の保存性能は不十分である。   In Non-Patent Document 1, the additive as described above has greatly improved the battery life in a high temperature environment as compared with the conventional one, but the storage capacity of the battery capacity is insufficient.

以上のような背景の下、本発明の目的は、上記の問題を解決できる、新たなリチウムイオン二次電池を提供することにある。特に高温保存時の劣化を抑制したリチウムイオン二次電池を提供することにある。   Under the background as described above, an object of the present invention is to provide a new lithium ion secondary battery that can solve the above-described problems. In particular, an object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery in which deterioration during storage at high temperature is suppressed.

本発明は、上記目的を達成するため、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、電解液とを有するリチウムイオン二次電池において、
前記電解液が、溶媒と、添加剤と、電解質とを含み、
前記添加剤として、(式1)で表されるリン化合物
In order to achieve the above object, the present invention provides a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution In a lithium ion secondary battery having
The electrolytic solution includes a solvent, an additive, and an electrolyte,
As said additive, the phosphorus compound represented by (Formula 1)

Figure 2011003498
Figure 2011003498

(式中、R、R、Rは、水素、炭素数1〜3のアルキル基、フッ素、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基のいずれかを表わす。)
を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池を提供する。
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, fluorine, or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
A lithium ion secondary battery is provided.

また、本発明は上記目的を達成するため、上記の本発明に係るリチウムイオン二次電池において、以下のような実施態様を含む。
前記添加剤が、トリス(2,2,2‐トリフルオロエチル)フォスファイト(TTFP)、トリス(2,2,2‐ジフルオロエチル)フォスファイト、トリス(2,2,2‐フルオロエチル)フォスファイト、トリス(2‐フルオロエチル‐2‐ジフルオロエチル‐2‐トリフルオロエチル)フォスファイト及びエチルフォスファイトからなる群から選ばれる1つ以上である。
前記添加剤の濃度が、前記溶媒と前記電解質からなる溶液全重量に対して0.01〜5wt%である。
前記溶媒として、(式2)で表される環状カーボネート
In order to achieve the above object, the present invention includes the following embodiments in the lithium ion secondary battery according to the present invention.
The additive is tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite (TTFP), tris (2,2,2-difluoroethyl) phosphite, tris (2,2,2-fluoroethyl) phosphite 1 or more selected from the group consisting of tris (2-fluoroethyl-2-difluoroethyl-2-trifluoroethyl) phosphite and ethyl phosphite.
The concentration of the additive is 0.01 to 5 wt% with respect to the total weight of the solution composed of the solvent and the electrolyte.
As said solvent, the cyclic carbonate represented by (Formula 2)

Figure 2011003498
Figure 2011003498

(式中、R、R、R、Rは水素および炭素数1〜3のアルキル基のいずれかを表わす。)と、
(式3)で表される鎖状カーボネート
(Wherein R 4 , R 5 , R 6 and R 7 represent any one of hydrogen and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms);
Chain carbonate represented by Formula 3

Figure 2011003498
Figure 2011003498

(式中、R、Rは水素および炭素数1〜3のアルキル基のいずれかを表わす。)
を含む。
前記電解質が、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)で表されるリチウム塩を含む。
前記正極が、LiMnM1M2(式中、M1がCo、Niから選ばれる少なくとも1種、M2がCo、Ni、Al、B、Fe、Mg、Crから選ばれる少なくとも1種、x+y+z=1、0.2≦x≦0.6、0.2≦y≦0.6、0.05≦z≦0.4)で表されるリチウム遷移金属酸化物を含む。
前記環状カーボネートが、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートの少なくとも一つを含み、前記鎖状カーボネートが、ジメチルカーボネート又はエチルメチルカーボネートの少なくとも一つを含む。
前記環状カーボネートがエチレンカーボネートであって、前記鎖状カーボネートがジメチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートである。
前記電解質の濃度が、前記溶媒と前記添加剤の総量に対して0.5mol/l〜2mol/lである。
(In the formula, R 8 and R 9 each represent hydrogen and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
including.
The electrolyte includes a lithium salt represented by lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ).
The positive electrode is, in LiMn x M1 y M2 z O 2 ( wherein, at least one M1 is Co, chosen from Ni, at least one M2 is Co, Ni, Al, B, Fe, Mg, selected from Cr, x + y + z = 1, 0.2 ≦ x ≦ 0.6, 0.2 ≦ y ≦ 0.6, 0.05 ≦ z ≦ 0.4).
The cyclic carbonate contains at least one of ethylene carbonate or propylene carbonate, and the chain carbonate contains at least one of dimethyl carbonate or ethyl methyl carbonate.
The cyclic carbonate is ethylene carbonate, and the chain carbonate is dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.
The concentration of the electrolyte is 0.5 mol / l to 2 mol / l with respect to the total amount of the solvent and the additive.

本発明によれば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩を溶解した電解質を使用するリチウムイオン二次電池において、リチウム塩の熱分解により起こる高温保存時の劣化を抑制し、リチウムイオン二次電池の寿命を向上することができる。 According to the present invention, in a lithium ion secondary battery using an electrolyte in which a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved, the deterioration during high temperature storage caused by thermal decomposition of the lithium salt is suppressed, The life of the lithium ion secondary battery can be improved.

本発明が適用される捲回型リチウムイオン二次電池の片側断面模式図である。It is a one-side cross-section schematic diagram of the winding type lithium ion secondary battery to which the present invention is applied.

本発明者らは、添加剤として使用するトリス(2,2,2‐トリフルオロエチル)フォスファイト(TTFP)などのリン化合物が、LiPFの熱分解によって発生するPFをトラップすることに有効であることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施の形態に限定されるものではない。 The inventors of the present invention are effective in trapping PF 5 generated by thermal decomposition of LiPF 6 by a phosphorus compound such as tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite (TTFP) used as an additive. As a result, the present invention was completed. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiment taken up here.

図1は、本発明が適用されるリチウムイオン二次電池の一実施形態を示すもので、捲回型リチウムイオン二次電池の片側断面模式図を示している。   FIG. 1 shows one embodiment of a lithium ion secondary battery to which the present invention is applied, and shows a schematic cross-sectional side view of a wound lithium ion secondary battery.

この二次電池は、電極反応物質としてリチウムを用いるものである。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の負極電池缶13の内部に、一対の帯状の正極3と帯状の負極6とセパレータ7とが捲回された捲回電極群を有し、正極3及び負極6は、セパレータ7を介して対向配置され、電解液が注入されている。   This secondary battery uses lithium as an electrode reactant. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and is a winding in which a pair of strip-shaped positive electrode 3, strip-shaped negative electrode 6 and separator 7 are wound inside a substantially hollow cylindrical negative electrode battery can 13. It has an electrode group, the positive electrode 3 and the negative electrode 6 are arranged to face each other with a separator 7 interposed therebetween, and an electrolyte is injected.

負極電池缶13は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。負極電池缶13の内部には、捲回電極群を挟むように捲回周面に対して垂直に一対の正極絶縁材10及び負極絶縁材11がそれぞれ配置されている。   The negative electrode battery can 13 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. A pair of positive electrode insulating material 10 and negative electrode insulating material 11 are arranged inside the negative electrode battery can 13 so as to be perpendicular to the wound peripheral surface so as to sandwich the wound electrode group.

負極電池缶13の開放端部には、正極電池蓋12が、ガスケット14を介してカシメられることにより取り付けられており、負極電池缶13の内部は密閉されている。正極電池蓋12は、例えば、負極電池缶13と同様の材料により構成されている。   A positive electrode battery lid 12 is attached to the open end of the negative electrode battery can 13 by caulking through a gasket 14, and the inside of the negative electrode battery can 13 is sealed. The positive battery lid 12 is made of the same material as the negative battery can 13, for example.

捲回電極群の正極3には、例えばアルミニウム(Al)などからなる正極リード8が接続されており、負極6には、例えばニッケル(Ni)などからなる負極リード9が接続されている。正極リード8は、正極電池蓋12と電気的に接続さており、負極リード9は、負極電池缶13に溶接され電気的に接続されている。   A positive electrode lead 8 made of, for example, aluminum (Al) is connected to the positive electrode 3 of the wound electrode group, and a negative electrode lead 9 made of, for example, nickel (Ni) is connected to the negative electrode 6. The positive electrode lead 8 is electrically connected to the positive electrode battery lid 12, and the negative electrode lead 9 is welded and electrically connected to the negative electrode battery can 13.

以下に、電池の正極、負極、電解液について説明する。
(正極)
まず、正極について説明する。正極活物質、導電材及びバインダ等を含む正極ペーストを正極集電体1の表面に塗布して得ることができる。
Below, the positive electrode of a battery, a negative electrode, and electrolyte solution are demonstrated.
(Positive electrode)
First, the positive electrode will be described. A positive electrode paste containing a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and the like can be applied to the surface of the positive electrode current collector 1.

正極活物質、導電材と黒鉛、バインダを用いて、乾燥時の固形分重量を考慮し、溶剤を用いて、正極材ペーストを調製する。この正極材ペーストを、正極集電体1として用いたアルミ箔に塗布した後、80℃で乾燥し、加圧ローラーでプレスし、120℃で乾燥して正極電極層2を正極集電体1に形成する。   A positive electrode material paste is prepared using a positive electrode active material, a conductive material, graphite, and a binder in consideration of the solid weight during drying and using a solvent. After applying this positive electrode material paste to the aluminum foil used as the positive electrode current collector 1, it was dried at 80 ° C., pressed with a pressure roller, and dried at 120 ° C. to form the positive electrode layer 2 as the positive electrode current collector 1. To form.

なお、正極材料には、組成式LiMnM1M2(式中、M1は、Co、Niから選ばれる少なくとも1種、M2は、Co、Ni、Al、B、Fe、Mg、Crから選ばれる少なくとも1種であり、x+y+z=1、0.2≦x≦0.6、0.2≦y≦0.6、0.05≦z≦0.4)で表されるものが好ましい。
特に、
LiMn0.4Ni0.4Co0.2、LiMn1/3Ni1/3Co1/3、LiMn0.3Ni0.4Co0.3、LiMn0.35Ni0.3Co0.3Al0.05、LiMn0.35Ni0.3Co0.30.05、LiMn0.35Ni0.3Co0.3Fe0.05、LiMn0.35Ni0.3Co0.3Mg0.05
などを用いることができる。なお、これらを一般的に正極活物質と称する場合がある。組成中、Niを多くすると容量が大きくなり、Coを多くすると低温での出力が大きくなり、Mnを多くすると材料コストを抑制できる。特に、LiMn1/3Ni1/3Co1/3は、低温特性とサイクル安定性が高く、ハイブリット自動車(HEV)用リチウム電池材料として好適である。また、添加元素は、サイクル特性を安定させるのに効果がある。他に、一般式LiMPO(M:Fe又はMn、0.01≦x≦0.4)やLiMn1−xPO(M:Mn以外の2価のカチオン、0.01≦x≦0.4)である空間群Pnmaの対称性を有する斜方晶のリン酸化合物であっても良い。
The positive electrode material includes a composition formula LiMn x M1 y M2 z O 2 (wherein M1 is at least one selected from Co and Ni, and M2 is Co, Ni, Al, B, Fe, Mg, Cr) And at least one selected from x + y + z = 1, 0.2 ≦ x ≦ 0.6, 0.2 ≦ y ≦ 0.6, 0.05 ≦ z ≦ 0.4) is preferable. .
In particular,
LiMn 0.4 Ni 0.4 Co 0.2 O 2 , LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 , LiMn 0.3 Ni 0.4 Co 0.3 O 2 , LiMn 0.35 Ni 0.3 Co 0.3 Al 0.05 O 2 , LiMn 0.35 Ni 0.3 Co 0.3 B 0.05 O 2 , LiMn 0.35 Ni 0.3 Co 0.3 Fe 0.05 O 2 , LiMn 0.35 Ni 0.3 Co 0.3 Mg 0.05 O 2
Etc. can be used. In some cases, these are generally referred to as positive electrode active materials. In the composition, when Ni is increased, the capacity is increased, when Co is increased, the output at a low temperature is increased, and when Mn is increased, the material cost can be suppressed. In particular, LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 has high low-temperature characteristics and high cycle stability, and is suitable as a lithium battery material for hybrid vehicles (HEV). In addition, the additive element is effective in stabilizing the cycle characteristics. In addition, the general formula LiM x PO 4 (M: Fe or Mn, 0.01 ≦ x ≦ 0.4) or LiMn 1-x M x PO 4 (M: divalent cation other than Mn, 0.01 ≦ It may be an orthorhombic phosphate compound having symmetry of the space group Pnma where x ≦ 0.4).

正極バインダは、正極を構成する材料と正極用集電体を密着させるものであればよく、例えば、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキシドなどの単独重合体又は共重合体、スチレン−ブタジエンゴムなどを挙げることができる。   The positive electrode binder may be any material as long as the material constituting the positive electrode and the current collector for the positive electrode are in close contact with each other. For example, a homopolymer or copolymer such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, acrylonitrile, ethylene oxide, styrene- Examples thereof include butadiene rubber.

導電材は、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー及び金属炭化物などのカーボン材料であり、それぞれ単独でも混合して用いても良い。
(負極)
続いて、負極について説明する。負極6は、負極活物質、導電材及び結着剤などを混合して得られた負極ペーストを、負極集電体4の表面に塗布し、負極活電極層5を設けて得ることができる。
The conductive material is, for example, a carbon material such as carbon black, graphite, carbon fiber, and metal carbide, and each may be used alone or in combination.
(Negative electrode)
Subsequently, the negative electrode will be described. The negative electrode 6 can be obtained by applying a negative electrode paste obtained by mixing a negative electrode active material, a conductive material and a binder to the surface of the negative electrode current collector 4 and providing the negative electrode active electrode layer 5.

負極材料、導電材、バインダを用いて、乾燥時の固形分重量を考慮し、溶剤を用いて、負極材ペーストを調製する。この負極材ペーストを、負極集電体4として用いた銅箔に塗布し、80℃で乾燥し、加圧ローラーでプレスし、120℃で乾燥して負極電極層5を負極集電体4に形成する。   Using a negative electrode material, a conductive material, and a binder, a solid content weight at the time of drying is taken into consideration, and a negative electrode material paste is prepared using a solvent. The negative electrode material paste is applied to the copper foil used as the negative electrode current collector 4, dried at 80 ° C., pressed with a pressure roller, and dried at 120 ° C. to form the negative electrode layer 5 on the negative electrode current collector 4. Form.

なお、負極材料としては、天然黒鉛や、天然黒鉛に乾式のCVD(Chemical Vapor Deposition)法や湿式のスプレイ法で形成される被膜を形成した複合炭素質材料、エポキシやフェノール等の樹脂原料若しくは石油や石炭から得られるピッチ系材料を原料として焼成して造られる人造黒鉛、非晶質炭素材料などの炭素質材料、又は、リチウムと化合物を形成することでリチウムを吸蔵放出できるリチウム金属、リチウムと化合物を形成して結晶間隙に挿入されることでリチウムを吸蔵放出できる珪素、ゲルマニウム(Ge)やスズ(Sn)などの第四族元素の酸化物若しくは窒化物を用いることができる。なお、これらを一般的に負極活物質と称する場合がある。特に、炭素質材料は、導電性が高く、低温特性、サイクル安定性の面から優れた材料である。炭素質材料の中では、炭素網面層間隔d002の広い材料が急速充放電や低温特性に優れ、好適である。しかし、d002が広い材料は、充電の初期での容量低下や充放電効率が低いことがあるので、d002は0.39nm以下が好ましい。このような炭素質材料を、擬似異方性炭素と称する場合がある。更に、電極を構成するには黒鉛質、非晶質、活性炭などの導電性の高い炭素質材料を混合しても良い。 The negative electrode material may be natural graphite, a composite carbonaceous material in which a film formed by a dry CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a wet spray method is formed on natural graphite, a resin raw material such as epoxy or phenol, or petroleum. And carbonaceous materials such as artificial graphite and amorphous carbon materials produced by firing from pitch-based materials obtained from coal and coal, or lithium metal that can occlude and release lithium by forming a compound with lithium, lithium and Silicon, an oxide or nitride of a Group 4 element such as germanium (Ge) or tin (Sn) that can occlude and release lithium by forming a compound and inserting it into the crystal gap can be used. In some cases, these are generally referred to as negative electrode active materials. In particular, the carbonaceous material is a material having high conductivity, and excellent in terms of low temperature characteristics and cycle stability. Among the carbonaceous materials, a material having a wide carbon network plane interval d002 is excellent in rapid charge / discharge and low temperature characteristics, and is preferable. However, since a material with a wide d 002 may have a reduced capacity and a low charge / discharge efficiency at the initial stage of charging, the d 002 is preferably 0.39 nm or less. Such a carbonaceous material is sometimes referred to as pseudo-anisotropic carbon. Furthermore, a carbonaceous material having high conductivity such as graphite, amorphous, activated carbon or the like may be mixed to constitute the electrode.

負極バインダは、負極を構成する材料と負極用集電体を密着させるものであればよく、例えば、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキシドなどの単独重合体又は共重合体、スチレン−ブタジエンゴムなどを挙げることができる。   The negative electrode binder may be any material as long as the material constituting the negative electrode and the negative electrode current collector are in close contact with each other. For example, a homopolymer or copolymer such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, acrylonitrile, ethylene oxide, styrene- Examples thereof include butadiene rubber.

導電剤は、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー及び金属炭化物などのカーボン材料であり、それぞれ単独でも混合して用いても良い。
(電解液)
次に電解液について説明する。電解液は、溶媒と、添加剤と、電解質から構成される。
The conductive agent is, for example, a carbon material such as carbon black, graphite, carbon fiber, and metal carbide, and each may be used alone or in combination.
(Electrolyte)
Next, the electrolytic solution will be described. The electrolytic solution is composed of a solvent, an additive, and an electrolyte.

原理的に広い電圧範囲で作動させることが可能なリチウムイオン二次電池の電解液には、耐電圧特性が必要であり、有機化合物を溶媒とする有機電解液が用いられている。電解質としてリチウム塩を有し、溶媒としてカーボネートを有する電解液が高導電率化でき、広い電位窓を有する点で、リチウムイオン二次電池用の電解液として広く用いられている。   The electrolytic solution of a lithium ion secondary battery that can be operated in a wide voltage range in principle is required to have a withstand voltage characteristic, and an organic electrolytic solution using an organic compound as a solvent is used. An electrolyte having a lithium salt as an electrolyte and carbonate as a solvent can be made highly conductive, and is widely used as an electrolyte for a lithium ion secondary battery in that it has a wide potential window.

リチウム塩とカーボネート溶媒とからなる電解液はリチウムイオン二次電池の負極表面で反応することが知られている。これらの電極反応を抑制し、電池の長期保存、連続充放電においても高耐性な電池にするために、しばしば電解液に溶媒よりも高い還元反応電位をもった添加剤を加える。これらの添加剤は、それ自身が還元分解し、電極表面に不活性な被膜(SEI)を形成する。そしてその電極表面上に形成された被膜が継続した電極反応を抑制する。   It is known that an electrolytic solution composed of a lithium salt and a carbonate solvent reacts on the negative electrode surface of a lithium ion secondary battery. In order to suppress these electrode reactions and make the battery highly resistant to long-term storage and continuous charge / discharge of the battery, an additive having a reduction reaction potential higher than that of the solvent is often added to the electrolyte. These additives themselves undergo reductive decomposition to form an inert film (SEI) on the electrode surface. And the film formed on the electrode surface suppresses the continued electrode reaction.

電解質としては、LiPFは、品質の安定性が高く、カーボネート溶媒中ではイオン伝導性が高いことから好ましい。電解質の濃度は、溶媒と添加剤の総量に対して0.5mol/l〜2mol/lであることが好ましい。この濃度が低過ぎると、有機電解液の電気伝導率が不十分となる場合があり、濃度が高過ぎると、粘度上昇のため電気伝導率が低下し、有機電解液を用いたリチウムイオン二次電池の性能が低下する場合がある。 As an electrolyte, LiPF 6 is preferable because of its high quality stability and high ion conductivity in a carbonate solvent. The concentration of the electrolyte is preferably 0.5 mol / l to 2 mol / l with respect to the total amount of the solvent and the additive. If this concentration is too low, the electrical conductivity of the organic electrolyte may be insufficient. If the concentration is too high, the electrical conductivity will decrease due to an increase in viscosity, and the lithium ion secondary using the organic electrolyte will be reduced. Battery performance may be reduced.

添加剤としては、式(1)で表されるようなリン化合物を用いることができる。式(1)のリン化合物は、リン(P)原子が非共有電子対を持つため反応性が高く、LiPFの分解により生じる成分と化合しやすい。LiPFの解離により生じるPFをトラップするリン化合物として、具体的にはトリス(2,2,2‐トリフルオロエチル)フォスファイト(TTFP)が挙げられる。他に、トリス(2,2,2‐ジフルオロエチル)フォスファイト、トリス(2,2,2‐フルオロエチル)フォスファイト、トリス(2‐フルオロエチル‐2‐ジフルオロエチル‐2‐トリフルオロエチル)フォスファイト、エチルフォスファイトなどを用いることができる。化合物は溶媒に対して組成比率が、0.01wt%〜5wt%であることが好ましい。さらに望ましくは、0.1wt%〜2wt%が好ましい。組成比率が高いと電解液の抵抗を高くしてしまうおそれがある。 As the additive, a phosphorus compound represented by the formula (1) can be used. The phosphorus compound of the formula (1) has high reactivity because the phosphorus (P) atom has an unshared electron pair, and easily combines with components generated by the decomposition of LiPF 6 . Specific examples of the phosphorus compound that traps PF 5 generated by the dissociation of LiPF 6 include tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite (TTFP). In addition, tris (2,2,2-difluoroethyl) phosphite, tris (2,2,2-fluoroethyl) phosphite, tris (2-fluoroethyl-2-difluoroethyl-2-trifluoroethyl) phosphite Fight, ethyl phosphite, etc. can be used. The compound preferably has a composition ratio of 0.01 wt% to 5 wt% with respect to the solvent. More desirably, 0.1 wt% to 2 wt% is preferable. If the composition ratio is high, the resistance of the electrolytic solution may be increased.

溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、プロピレンカーボネート等の非プロトン性有機系溶媒、あるいはこれらの2種以上の混合有機化合物の溶媒が用いられている。リチウムイオン二次電池は、充放電サイクル中の放電特性、低温時および大電流放電時の放電特性が良好であること、長期保存、あるいは長期高温保存したときの容量保存特性が良好であること等が望まれ、これらを満足する有機電解液が要求されている。上記の諸要求を満たすためには、1種類の化合物のみからなる溶媒を用いるのでは困難であり、2種以上の化合物を混合して溶媒として用いる必要がある。   As the solvent, an aprotic organic solvent such as ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), or propylene carbonate, or a solvent of two or more mixed organic compounds is used. Lithium ion secondary batteries have good discharge characteristics during charge / discharge cycles, low temperature and high current discharge characteristics, long-term storage, and long-term high-temperature storage characteristics. Therefore, there is a demand for an organic electrolyte that satisfies these requirements. In order to satisfy the above various requirements, it is difficult to use a solvent composed of only one kind of compound, and it is necessary to mix two or more kinds of compounds and use them as a solvent.

具体的には、(式2)で表される、リチウム塩の解離度を向上し、イオン伝導性を向上させる、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)などが挙げられる。これらのうち誘電率が最も高くリチウム塩の解離度を向上でき、高イオン伝導な電解液を提供できるECが好ましい。また、(式3)で表される、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC),ジエチルカーボネート(DEC),メチルプロピルカーボネート(MPC)、エチルプロピルカーボネート(EPC)等を用いることができる。   Specifically, the degree of dissociation of the lithium salt represented by (Formula 2) is improved and ion conductivity is improved, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and the like. Is mentioned. Of these, EC is preferred because it has the highest dielectric constant, can improve the dissociation degree of the lithium salt, and can provide a highly ionic conductive electrolyte. Further, dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), methyl propyl carbonate (MPC), ethyl propyl carbonate (EPC) and the like represented by (Formula 3) can be used.

DMCは、相溶性の高い溶媒であり、EC等と混合して用いるのに好適である。DECは、DMCよりも融点が低く、−30℃の低温特性を改善するのには好適である。EMCは、分子構造が非対称であり、融点も低いので低温特性を改善するのには好適である。その中でも広い温度範囲で電池特性を確保できるECとDMCの混合溶媒が好ましい。   DMC is a highly compatible solvent and is suitable for use by mixing with EC or the like. DEC has a melting point lower than that of DMC, and is suitable for improving low temperature characteristics at −30 ° C. EMC is suitable for improving low-temperature characteristics because of its asymmetric molecular structure and low melting point. Among them, a mixed solvent of EC and DMC that can ensure battery characteristics in a wide temperature range is preferable.

本発明に係るリチウムイオン二次電池の高温保存特性の向上について確認するため、以下のような実験を行った。
(実施例1)
図1の捲回型電池を以下の通り作製した。まず、正極活物質として
LiMn1/3Ni1/3Co1/3を用い、導電材としてカーボンブラック(CB1)と黒鉛(GF1)を用い、バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いて、乾燥時の固形分重量を、
LiMn1/3Ni1/3Co1/3:CB1:GF1:PVDF=86:9:2:3の比となるように、溶剤としてNMP(N‐メチルピロリドン)を用いて、正極材ペーストを調製した。この正極材ペーストを、正極集電体1として用いたアルミ箔に塗布し、80℃で乾燥し、加圧ローラーでプレスし、120℃で乾燥して正極電極層2を正極集電体1に形成した。
In order to confirm the improvement of the high-temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery according to the present invention, the following experiment was conducted.
(Example 1)
The wound battery of FIG. 1 was produced as follows. First, LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 is used as the positive electrode active material, carbon black (CB1) and graphite (GF1) are used as the conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is used as the binder. , Solid weight when dry,
Using positive electrode material using NMP (N-methylpyrrolidone) as a solvent so that the ratio of LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2 : CB1: GF1: PVDF = 86: 9: 2: 3 A paste was prepared. The positive electrode material paste is applied to the aluminum foil used as the positive electrode current collector 1, dried at 80 ° C., pressed with a pressure roller, and dried at 120 ° C. to form the positive electrode layer 2 as the positive electrode current collector 1. Formed.

次に、負極材料としてd002が0.387nmの難黒鉛化性炭素を用い、導電材としてカーボンブラック(CB2)を用い、バインダとしてPVDFを用いて、乾燥時の固形分重量を、擬似異方性炭素:CB1:PVDF=88:5:7の比となるように、溶剤としてNMPを用いて、負極材ペーストを調製した。 Next, non-graphitizable carbon with d 002 of 0.387 nm is used as the negative electrode material, carbon black (CB2) is used as the conductive material, PVDF is used as the binder, and the solid content weight during drying is simulated anisotropic A negative electrode material paste was prepared using NMP as a solvent so as to have a ratio of carbon: CB1: PVDF = 88: 5: 7.

この負極材ペーストを、負極集電体4として用いた銅箔に塗布し、80℃で乾燥し、加圧ローラーでプレスし、120℃で乾燥して負極電極層5を負極集電体4に形成した。   The negative electrode material paste is applied to the copper foil used as the negative electrode current collector 4, dried at 80 ° C., pressed with a pressure roller, and dried at 120 ° C. to form the negative electrode layer 5 on the negative electrode current collector 4. Formed.

作製した電極間にセパレータ7を挟み込み、捲回群を形成し、負極電池缶13に挿入した。さらに電解液を注液し、カシメることで捲回型電池を作製した。電解液には、EC:DMC:EMC=20:40:40の体積組成比で混合した混合溶媒に、電解質としてリチウム塩LiPFを1mol/l溶解したものに、前記混合溶媒と電解質塩とからなる溶液全重量に対し0.8wt%のトリス(2,2,2‐トリフルオロエチル)フォスファイト(TTFP)を添加した。
(比較例1)
実施例1の比較として、添加剤を使用しない電池を作製した。その他の作製条件は実施例1と同じである。
(比較例2)
実施例1の比較として、添加剤にビニレンカーボネート(VC)を0.8wt%添加した電池を作製した。その他の作製条件は実施例1と同じである。
The separator 7 was sandwiched between the produced electrodes to form a wound group and inserted into the negative battery can 13. Further, an electrolytic solution was injected and crimped to produce a wound battery. In the electrolyte solution, a solution obtained by dissolving 1 mol / l of a lithium salt LiPF 6 as an electrolyte in a mixed solvent mixed at a volume composition ratio of EC: DMC: EMC = 20: 40: 40, from the mixed solvent and the electrolyte salt. 0.8 wt% of tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite (TTFP) was added to the total weight of the resulting solution.
(Comparative Example 1)
As a comparison with Example 1, a battery using no additive was produced. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.
(Comparative Example 2)
As a comparison with Example 1, a battery was prepared by adding 0.8 wt% of vinylene carbonate (VC) as an additive. Other manufacturing conditions are the same as those in Example 1.

表1に、実施例1、比較例1、比較例2で作製した電解液を、70℃の環境下において14日間保存したときの、各電解液中のHFの含有量(μg/l)を示す。   Table 1 shows the HF content (μg / l) in each electrolytic solution when the electrolytic solutions prepared in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were stored in an environment of 70 ° C. for 14 days. Show.

表1より、TTFPが添加されていない比較例1、2の電解液と比較して、TTFPが添加されている実施例1の電解液の方が、保存後のHFの増加量が少ない。すなわち、TTFPにより、HFの生成反応が抑制されたといえる。このことから、電解液が高温環境下で長期間保存された場合でも、TTFPの添加によってHF生成量を抑制できることが実証された。HFが発生する原因は、電池内の水分と、LiPFの解離により生じるPFが反応するためである。電池製造工程において、完全に電池内から水分を除去することは困難であるが、TTFPはLiPFの解離により生じるPFをトラップするため、電池内に水分が残存している場合でもHFの発生を抑制することが出来る。HF生成量が抑制できるため、高温下において劣化反応が抑制されるので、高温特性の優れたリチウムイオン二次電池となる。 From Table 1, compared with the electrolyte solution of Comparative Examples 1 and 2 to which TTFP is not added, the electrolyte solution of Example 1 to which TTFP is added has a smaller increase in HF after storage. That is, it can be said that TTFP suppressed the HF production reaction. This demonstrates that the amount of HF produced can be suppressed by adding TTFP even when the electrolyte is stored for a long period of time in a high temperature environment. The reason why HF is generated is that the moisture in the battery reacts with PF 5 generated by the dissociation of LiPF 6 . In the battery manufacturing process, it is difficult to completely remove moisture from the inside of the battery. However, since TTFP traps PF 5 generated by dissociation of LiPF 6 , generation of HF even when moisture remains in the battery. Can be suppressed. Since the amount of HF produced can be suppressed, the deterioration reaction is suppressed at high temperatures, so that a lithium ion secondary battery having excellent high temperature characteristics is obtained.

Figure 2011003498
Figure 2011003498

1…正極集電体、2…正極電極層、3…正極、4…負極集電体、5…負極電極層、6…負極、7…セパレータ、8…正極リード、9…負極リード、10…正極絶縁材、11…負極絶縁材、12…正極電池蓋、13…負極電池缶、14…ガスケット、100…リチウムイオン二次電池。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode collector, 2 ... Positive electrode layer, 3 ... Positive electrode, 4 ... Negative electrode collector, 5 ... Negative electrode layer, 6 ... Negative electrode, 7 ... Separator, 8 ... Positive electrode lead, 9 ... Negative electrode lead, 10 ... Positive electrode insulating material, 11 ... negative electrode insulating material, 12 ... positive electrode battery lid, 13 ... negative electrode battery can, 14 ... gasket, 100 ... lithium ion secondary battery.

Claims (9)

リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、電解液とを有するリチウムイオン二次電池において、
前記電解液が、溶媒と、添加剤と、電解質とを含み、
前記添加剤として、(式1)で表されるリン化合物
Figure 2011003498
(式中、R、R、Rは、水素、炭素数1〜3のアルキル基、フッ素、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基のいずれかを表わす。)
を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
In a lithium ion secondary battery having a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution,
The electrolytic solution includes a solvent, an additive, and an electrolyte,
As said additive, the phosphorus compound represented by (Formula 1)
Figure 2011003498
(In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, fluorine, or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
A lithium ion secondary battery comprising:
前記添加剤が、トリス(2,2,2‐トリフルオロエチル)フォスファイト、トリス(2,2,2‐ジフルオロエチル)フォスファイト、トリス(2,2,2‐フルオロエチル)フォスファイト、トリス(2‐フルオロエチル‐2‐ジフルオロエチル‐2‐トリフルオロエチル)フォスファイト及びエチルフォスファイトからなる群から選ばれる1つ以上であることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池。   The additive is tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphite, tris (2,2,2-difluoroethyl) phosphite, tris (2,2,2-fluoroethyl) phosphite, tris ( 2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the lithium ion secondary battery is at least one selected from the group consisting of (2-fluoroethyl-2-difluoroethyl-2-trifluoroethyl) phosphite and ethyl phosphite. 前記添加剤の濃度が、前記溶媒と前記電解質からなる溶液全重量に対して0.01〜5wt%であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。   2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein a concentration of the additive is 0.01 to 5 wt% with respect to a total weight of the solution including the solvent and the electrolyte. 前記溶媒として、(式2)で表される環状カーボネート
Figure 2011003498
(式中、R、R、R、Rは水素および炭素数1〜3のアルキル基のいずれかを表わす。)と、
(式3)で表される鎖状カーボネート
Figure 2011003498
(式中、R88、Rは水素および炭素数1〜3のアルキル基のいずれかを表わす。)
を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
As said solvent, the cyclic carbonate represented by (Formula 2)
Figure 2011003498
(Wherein R 4 , R 5 , R 6 and R 7 represent any one of hydrogen and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms);
Chain carbonate represented by Formula 3
Figure 2011003498
(In the formula, R 88 and R 9 each represent hydrogen and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
The lithium ion secondary battery according to claim 1, comprising:
前記電解質が、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)で表されるリチウム塩を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte contains a lithium salt represented by lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). 前記正極が、LiMnM1M2(式中、M1がCo、Niから選ばれる少なくとも1種、M2がCo、Ni、Al、B、Fe、Mg、Crから選ばれる少なくとも1種、x+y+z=1、0.2≦x≦0.6、0.2≦y≦0.6、0.05≦z≦0.4)で表されるリチウム遷移金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。 The positive electrode is LiMn x M1 y M2 z O 2 (wherein M1 is at least one selected from Co and Ni, M2 is at least one selected from Co, Ni, Al, B, Fe, Mg, Cr, x + y + z = 1, 0.2 ≦ x ≦ 0.6, 0.2 ≦ y ≦ 0.6, 0.05 ≦ z ≦ 0.4). The lithium ion secondary battery according to claim 1. 前記環状カーボネートが、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートの少なくとも一つを含み、前記鎖状カーボネートが、ジメチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項4に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary according to claim 4, wherein the cyclic carbonate contains at least one of ethylene carbonate and propylene carbonate, and the chain carbonate contains at least one of dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate. battery. 前記環状カーボネートがエチレンカーボネートであって、前記鎖状カーボネートがジメチルカーボネート又はエチルメチルカーボネートであることを特徴とする請求項4に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to claim 4, wherein the cyclic carbonate is ethylene carbonate, and the chain carbonate is dimethyl carbonate or ethyl methyl carbonate. 前記電解質の濃度が、前記溶媒と前記添加剤の総量に対して0.5mol/l〜2mol/lであることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。   2. The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein a concentration of the electrolyte is 0.5 mol / l to 2 mol / l with respect to a total amount of the solvent and the additive.
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