JP2011040311A - Electrolyte for secondary battery, and lithium ion secondary battery - Google Patents

Electrolyte for secondary battery, and lithium ion secondary battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for a secondary battery capable of showing excellent cycle characteristics, and a lithium ion secondary battery using the electrolyte for the secondary battery. <P>SOLUTION: The electrolyte for the secondary battery includes a compound, which is a compound having a frame expressed with -(O-C<SB>m</SB>)<SB>n</SB>-O-, having at least one electron attracting group selected from a group of a monovalent electron attracting group (A) combined with a carbon atom, an electron attracting group (B) formed together with two or more carbon atoms in the compound, an electron attracting group (C) wherein -CH<SB>2</SB>- in the compound is replaced, and a monovalent electron attracting group (D) combined with an oxygen atom in the compound. The lithium ion secondary battery uses the electrolyte for the secondary battery. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、二次電池用電解液およびリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolytic solution for a secondary battery and a lithium ion secondary battery.

リチウム二次電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池には、電解液として可燃性の有機溶媒が用いられていたため、電池暴走時に着火、破裂等のおそれがあった。そこで、特定のハイドロフルオロエーテルを用いることで、該電解液を不燃化する試みがなされている。しかし、ハイドロフルオロエーテルを含む電解液は、リチウム塩の溶解度が充分でなかったり、リチウム塩の溶解度を高めるために高誘電率溶媒を併用すると容易に二相分離してしまったり、不燃性が不充分になってしまうことがあった。   Since secondary batteries such as lithium secondary batteries and lithium ion secondary batteries use a flammable organic solvent as an electrolyte, there is a risk of ignition or rupture during battery runaway. Therefore, attempts have been made to make the electrolyte nonflammable by using specific hydrofluoroethers. However, electrolytes containing hydrofluoroethers do not have sufficient lithium salt solubility, or can easily separate into two phases when used in combination with a high dielectric constant solvent in order to increase the solubility of the lithium salt, and are nonflammable. Sometimes it was enough.

そこで、より安定に不燃性を担保する電解液として、グライム系溶媒を含む電解液が提案されている。
LiN(CFSOと、溶媒としてグライム系溶媒を含む電解液(特許文献1)。
LiBFと、溶媒としてテトラグライムを含む電解液(特許文献2)。
Therefore, an electrolytic solution containing a glyme-based solvent has been proposed as an electrolytic solution that ensures nonflammability more stably.
An electrolytic solution containing LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and a glyme solvent as a solvent (Patent Document 1).
An electrolytic solution containing LiBF 4 and tetraglyme as a solvent (Patent Document 2).

一方、CFSON(Li)SOCF、およびFSON(Li)SOF等のリチウム塩は、グライム系溶媒のエーテル酸素と強い相互作用を形成して安定な1:1錯体を形成すること、および熱分析等の結果から該錯体はあたかも単一のイオン種としての挙動を示し、バーナーによる加熱によっても全く着火することはなかったことが報告されている。(非特許文献1、2)。
また、テトラグライムと、ホウフッ化リチウムを主体とする電解液を用いた有機電解液電池が示されている(特許文献3)。
さらに、グライム系溶媒と、アルキル(フルオロアルキル)エーテルと、環状カーボネートと、LiN(SO(CFF)(ただし、cは1〜5の整数である。)で表されるリチウム塩とを含む電解液が示されている(特許文献4)。
On the other hand, lithium salts such as CF 3 SO 2 N (Li) SO 2 CF 3 and FSO 2 N (Li) SO 2 F form a stable 1: 1 by forming a strong interaction with ether oxygen of the glyme solvent. From the results of formation of a complex and thermal analysis, it has been reported that the complex behaves as a single ionic species and was not ignited by heating with a burner. (Non-Patent Documents 1 and 2).
Moreover, an organic electrolyte battery using an electrolyte mainly composed of tetraglyme and lithium borofluoride is shown (Patent Document 3).
Further, lithium and glyme type solvent, an alkyl (fluoroalkyl) ether, a cyclic carbonate, LiN (SO 2 (CF 2 ) c F) 2 ( However, c is the is an integer of 1-5.) Represented by An electrolyte containing a salt is disclosed (Patent Document 4).

特開2004−87136号公報JP 2004-87136 A 特開2004−234983号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-234983 特開2001−273926号公報JP 2001-273926 A 特開2001−93572号公報JP 2001-93572 A

2006年第47回電池討論会講演要旨集 1F06Proceedings of the 47th Battery Symposium 2006 1F06 2008年第75回電気化学会講演要旨集 3D09Abstracts of the 75th Annual Meeting of the Electrochemical Society of Japan 3D09

しかし、グライム系溶媒を電解液に用いた二次電池は、グライム系溶媒を用いない二次電池に比べてサイクル特性が低下する問題があることに本発明者は気づいた。本発明は該問題を解決し、優れたサイクル特性を示す二次電池用電解液、および該二次電池用電解液を用いたリチウムイオン二次電池の提供を目的とする。   However, the present inventor has noticed that a secondary battery using a glyme-based solvent as an electrolytic solution has a problem that cycle characteristics are deteriorated as compared with a secondary battery not using a glyme-based solvent. An object of the present invention is to solve the problem and to provide an electrolyte solution for a secondary battery exhibiting excellent cycle characteristics and a lithium ion secondary battery using the electrolyte solution for the secondary battery.

前記課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
[1]リチウム塩と、下記化合物(1)とを含むことを特徴とする二次電池用電解液。
化合物(1):下式(1H)で表される化合物(1H)の炭素原子に結合する水素原子が置換した1価の電子吸引性基(A)、該化合物(1H)中の2以上の炭素原子とともに形成した電子吸引性基(B)、該化合物(1H)中の−CH−が置換された電子吸引性基(C)、および該化合物(1H)中のRH1またはRH2が置換した1価の電子吸引性基(D)からなる群から選ばれる1以上の電子吸引性基を有する化合物。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
[1] An electrolytic solution for a secondary battery comprising a lithium salt and the following compound (1).
Compound (1): a monovalent electron-withdrawing group (A) in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound (1H) represented by the following formula (1H) is substituted, two or more in the compound (1H) An electron-withdrawing group (B) formed with a carbon atom, an electron-withdrawing group (C) in which —CH 2 — in the compound (1H) is substituted, and R H1 or R H2 in the compound (1H) are A compound having one or more electron-withdrawing groups selected from the group consisting of substituted monovalent electron-withdrawing groups (D).

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、式(1H)中の記号は次の意味を示す。
m:1〜4の整数。
n:2〜10の整数。
H1およびRH2:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、該アルキル基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。または、RH1およびRH2は互いに連結して形成した、炭素数1〜5のアルキレン基、もしくは、該アルキレン基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。
[2]前記化合物(1H)が、下式(1H−1)で表される化合物(1H−1)である、前記[1]に記載の二次電池用電解液。
However, the symbol in Formula (1H) shows the following meaning.
m: an integer of 1 to 4.
n: An integer of 2 to 10.
R H1 and R H2 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a group having one or more oxygen atoms inserted between carbon-carbon atoms of the alkyl group. Alternatively, R H1 and R H2 are linked to each other, and are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a group in which one or more oxygen atoms are inserted between carbon-carbon atoms of the alkylene group.
[2] The electrolyte solution for a secondary battery according to [1], wherein the compound (1H) is a compound (1H-1) represented by the following formula (1H-1).

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、式(1H−1)中の記号は次の意味を示す。
n:前記化合物(1H)と同じ。
H10およびRH20:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、互いに連結して形成した炭素数1〜5のアルキレン基。
[3]前記電子吸引性基(A)が、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、π電子が不足した1価の芳香族基、またはπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基である、前記[1]または[2]に記載の二次電池用電解液。
[4]前記電子吸引性基(B)が、π電子が不足した2価の芳香族基、またはπ電子が不足した2価の芳香族ヘテロ環基である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[5]電子吸引性基(C)が、−C(=O)−、−SO−または−PO−である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[6]電子吸引性基(D)が、−C(=O)−、−SO−、または−PO−を結合末端に有する基;π電子が不足した1価の芳香族基;およびπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基、から選ばれる基である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[7]前記リチウム塩が、LiPF、LiBF、LiClO、Li(C、LiN(SO(CFF)(ただし、pは1〜5の整数である。)、FSON(Li)SOF、CFSOLi、および下式(2)で表される化合物(ただし、式中のqは1〜5の整数である。)からなる群から選ばれる1種以上のリチウム塩である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
However, the symbol in Formula (1H-1) shows the following meaning.
n: Same as the compound (1H).
R H10 and R H20 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms formed by linking each other.
[3] The electron withdrawing group (A) is a nitro group, a nitroso group, a cyano group, a monovalent aromatic group lacking π electrons, or a monovalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons. The electrolytic solution for a secondary battery according to [1] or [2].
[4] The above [1] to [3], wherein the electron withdrawing group (B) is a divalent aromatic group lacking π electrons or a divalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons. The electrolyte solution for secondary batteries in any one of.
[5] For the secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the electron-withdrawing group (C) is —C (═O) —, —SO 2 — or —PO 2 —. Electrolytic solution.
[6] a group in which the electron-withdrawing group (D) has —C (═O) —, —SO 2 —, or —PO 2 — at the bond end; a monovalent aromatic group lacking π electrons; and The electrolyte solution for secondary batteries according to any one of [1] to [5], which is a group selected from monovalent aromatic heterocyclic groups lacking π electrons.
[7] The lithium salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , Li (C 2 O 4 ) 2 , LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 (where p is an integer of 1 to 5) ), FSO 2 N (Li) SO 2 F, CF 3 SO 3 Li, and a compound represented by the following formula (2) (wherein q is an integer of 1 to 5). The electrolyte solution for secondary batteries according to any one of [1] to [6], wherein the electrolyte solution is one or more lithium salts selected from:

Figure 2011040311
Figure 2011040311

[8]前記化合物(1)の含有量が、前記リチウム塩の総量に対して0.2〜8.0倍モルである、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[9]ハイドロフルオロエーテルを含む、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[10]カーボネート系溶媒を含む、前記[1]〜[9]のいずれかに記載の二次電池用電解液。
[11]前記カーボネート系溶媒の量が、電解液中の全溶媒量を100体積%としたとき10体積%以下である、前記[10]に記載の二次電池用電解液。
[12]電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる材料または金属リチウムまたはリチウム合金からなる負極と、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる材料からなる正極と、前記[1]〜[11]のいずれかに記載の二次電池用電解液と、を有するリチウムイオン二次電池。
[13]充電電圧を3.4V以上(リチウム金属を基準とした電位)として用いる前記[12]に記載のリチウムイオン二次電池。
[8] The secondary battery according to any one of [1] to [7], wherein the content of the compound (1) is 0.2 to 8.0 times moles of the total amount of the lithium salt. Electrolyte.
[9] The electrolyte solution for a secondary battery according to any one of [1] to [8], including a hydrofluoroether.
[10] The electrolyte solution for a secondary battery according to any one of [1] to [9], including a carbonate solvent.
[11] The electrolyte solution for a secondary battery according to [10], wherein the amount of the carbonate-based solvent is 10% by volume or less when the total amount of the solvent in the electrolyte solution is 100% by volume.
[12] A material that can electrochemically occlude / release lithium ions or a negative electrode made of metallic lithium or a lithium alloy, a positive electrode made of a material that can electrochemically occlude / release lithium ions, and [1] to [11] A secondary battery electrolyte solution according to any one of the above.
[13] The lithium ion secondary battery according to [12], wherein the charging voltage is 3.4 V or higher (potential based on lithium metal).

本発明の二次電池用電解液は、特定の電子吸引性基を導入したエーテル溶媒を電解液として用いることにより、優れたサイクル特性を発揮する。
また、本発明は、該二次電池用電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供する。
The electrolyte solution for secondary batteries of the present invention exhibits excellent cycle characteristics by using an ether solvent into which a specific electron-withdrawing group is introduced as the electrolyte solution.
Moreover, this invention provides the lithium ion secondary battery using this electrolyte solution for secondary batteries.

本明細書においては、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の番号で表される化合物においても、同様に記載する。
[二次電池用電解液]
本発明の二次電池用電解液(以下、単に「電解液」という。)は、リチウム塩と、該リチウム塩を溶解する化合物(1)とを含む電解液である。該電解液は非水電解液であることが好ましい。非水電解液は、水を実質的に含まない溶媒と電解質を含む。非水電解液中の溶媒が仮に水を含んでいたとしても、水分量が該非水電解液を用いた二次電池の性能劣化がみられない程度の量である電解液である。非水電解液中に含まれる水分量は、電解液の総質量に対して0〜500質量ppmであることが好ましく、0〜100質量ppmであることがより好ましく、0〜50質量ppmであることが特に好ましい。
In the present specification, a compound represented by the formula (1) is referred to as a compound (1). The same applies to compounds represented by other numbers.
[Electrolyte for secondary battery]
The electrolytic solution for a secondary battery of the present invention (hereinafter simply referred to as “electrolytic solution”) is an electrolytic solution containing a lithium salt and a compound (1) that dissolves the lithium salt. The electrolytic solution is preferably a non-aqueous electrolytic solution. The nonaqueous electrolytic solution includes a solvent and an electrolyte that are substantially free of water. Even if the solvent in the non-aqueous electrolyte contains water, the amount of water is such that the performance of the secondary battery using the non-aqueous electrolyte is not deteriorated. The amount of water contained in the non-aqueous electrolyte is preferably 0 to 500 ppm by mass, more preferably 0 to 100 ppm by mass, and 0 to 50 ppm by mass with respect to the total mass of the electrolyte. It is particularly preferred.

(リチウム塩)
本発明におけるリチウム塩は、電解液中で解離してリチウムイオンを供給する電解質である。
リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、Li(C、Li(C)F、LiN(SO(CFF)(ただし、pは1〜5の整数を示す。)、FSON(Li)SOF、CFSOLiおよび下記化合物(2)(ただし、qは1〜5の整数を示す。)からなる群から選ばれる1種以上が挙げられる。これらのリチウム塩は、リチウムイオン二次電池用のリチウム塩として知られる化合物である。
リチウム塩は、LiPFおよび化合物(2)(ただし、qは1〜5の整数を示す。)からなる群から選ばれる1種以上であることが好ましい。
(Lithium salt)
The lithium salt in the present invention is an electrolyte that dissociates in an electrolytic solution and supplies lithium ions.
Lithium salt includes LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , Li (C 2 O 4 ) 2 , Li (C 2 O 4 ) F 2 , LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 (where p is indicates an integer of 1 to 5.), FSO 2 N (Li ) SO 2 F, CF 3 SO 3 Li and the following compound (2) (wherein, q is selected from the group consisting of indicating.) an integer from 1 to 5 1 type or more to be mentioned. These lithium salts are compounds known as lithium salts for lithium ion secondary batteries.
The lithium salt is preferably at least one selected from the group consisting of LiPF 6 and compound (2) (where q represents an integer of 1 to 5).

Figure 2011040311
Figure 2011040311

化合物(2)としては、下記化合物(2−1)〜(2−5)が挙げられる。   Examples of the compound (2) include the following compounds (2-1) to (2-5).

Figure 2011040311
Figure 2011040311

リチウム塩としては、LiPFの単独での使用、化合物(2)の1種または2種以上での使用、LiPFと化合物(2)との併用が好ましい。LiPFと化合物(2)とを併用する場合、LiPFのモル量(Ma)と化合物(2)のモル量(Mb)とのモル比(Mb/Ma)は、不燃性の電解液を高電導度にできる点、および、化学的に安定性の高い電解液にできる点から、(Mb/Ma)が0.01〜10であることが好ましく、0.05〜2.0であることがより好ましい。
他のリチウム塩と組み合わせの例としては、LiPFと、LiN(SO(CFF)、FSON(Li)SOFおよびCFSOLiからなる群から選ばれる1種以上との併用が挙げられる。また、LiBFまたはLiClOと、Li(C、LiN(SO(CFF)、FSON(Li)SOF、CFSOLiおよび化合物(2)からなる群から選ばれる1種以上との組み合わせの例が挙げられる。
LiPFとFSON(Li)SOFを併用する場合のLiPFのモル量(Ma)とFSON(Li)SOFのモル量(Mc)とのモル比(Mc/Ma)は、不燃性の電解液を高電導度にできる点、および、化学的に安定性の高い電解液にできる点から、(Mc/Ma)は0.01〜10であることが好ましく、0.05〜2.0であることがより好ましい。
As the lithium salt, use of LiPF 6 alone, use of one or more compounds (2), and combined use of LiPF 6 and compound (2) are preferable. When LiPF 6 and the compound (2) are used in combination, the molar ratio (Mb / Ma) between the molar amount (Ma) of LiPF 6 and the molar amount (Mb) of the compound (2) increases the nonflammable electrolyte. From the point of being able to make conductivity and the point of being able to make a chemically stable electrolytic solution, (Mb / Ma) is preferably 0.01 to 10, and preferably 0.05 to 2.0. More preferred.
Examples of combinations with other lithium salts are 1 selected from the group consisting of LiPF 6 and LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 , FSO 2 N (Li) SO 2 F and CF 3 SO 3 Li. The combined use with more than a seed is mentioned. In addition, LiBF 4 or LiClO 4 , Li (C 2 O 4 ) 2 , LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 , FSO 2 N (Li) SO 2 F, CF 3 SO 3 Li and a compound (2 Examples of combinations with one or more selected from the group consisting of:
LiPF 6 and FSO 2 N (Li) moles of LiPF 6 in the case of using the SO 2 F (Ma) and the molar amount of FSO 2 N (Li) SO 2 F (Mc) and the molar ratio of (Mc / Ma) Is preferably (Mc / Ma) from 0.01 to 10 because the non-flammable electrolyte can be made highly conductive and can be made a chemically stable electrolyte. It is more preferable that it is 05-2.0.

化合物(2)としては、電導度の高い電解液が得られやすい点から、qが2である化合物(2−2)が好ましい。
LiN(SO(CFF)としては、LiN(SO(CF(pが1である化合物)、LiN(SO(C(pが2である化合物)が好ましい。
As the compound (2), a compound (2-2) in which q is 2 is preferable from the viewpoint that an electrolytic solution having high conductivity is easily obtained.
As LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 , LiN (SO 2 (CF 3 ) 2 (a compound in which p is 1), LiN (SO 2 (C 2 F 5 ) 2 (p is 2) Compound) is preferred.

電解液中のリチウム塩の含有量は、電解液に用いる全溶媒量に対して、0.1〜3.0mol/Lであることが好ましく、0.5〜2.0mol/Lであることが特に好ましい。リチウム塩の含有量が0.1mol/L以上であれば、電導度の高い電解液が得られやすい。また、リチウム塩の含有量が3.0mol/L以下であれば、電解液中の化合物(1)、および必要に応じて用いる後述のハイドロフルオロエーテルにリチウム塩を溶解させやすい。   The lithium salt content in the electrolytic solution is preferably 0.1 to 3.0 mol / L, and preferably 0.5 to 2.0 mol / L, based on the total amount of solvent used in the electrolytic solution. Particularly preferred. When the content of the lithium salt is 0.1 mol / L or more, an electrolytic solution with high conductivity is easily obtained. Moreover, if content of lithium salt is 3.0 mol / L or less, it will be easy to dissolve lithium salt in the below-mentioned hydrofluoroether used in the compound (1) in electrolyte solution and as needed.

(化合物(1))
本発明の化合物(1)は、下記化合物(1H)の一部が、後述する電子吸引性基(A)〜(D)に置換された化合物である。化合物(1)は電子吸引性基(A)〜(D)を有することにより、本発明の電解液を用いた電池におけるサイクル特性、および、耐酸化性を向上させうる化合物である。本発明の電解液においては、化合物(1)は、その一部または全部が、リチウム塩と錯体を形成し、本発明の作用を発現していると考えられ、該作用が発現されるためには、nは2以上であることが好ましい。
(Compound (1))
The compound (1) of the present invention is a compound in which a part of the following compound (1H) is substituted with electron-withdrawing groups (A) to (D) described later. Compound (1) is a compound that can improve cycle characteristics and oxidation resistance in a battery using the electrolytic solution of the present invention by having electron-withdrawing groups (A) to (D). In the electrolytic solution of the present invention, the compound (1) is considered that part or all of the compound forms a complex with a lithium salt and expresses the action of the present invention. In the formula, n is preferably 2 or more.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、化合物(1H)中の記号は次の意味を示す。
m:1〜4の整数。
n:2〜10の整数。
H1およびRH2:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、該アルキル基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。または、RH1およびRH2は互いに連結して形成した、炭素数1〜5のアルキレン基、もしくは、該アルキレン基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。
However, the symbol in a compound (1H) shows the following meaning.
m: an integer of 1 to 4.
n: An integer of 2 to 10.
R H1 and R H2 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a group having one or more oxygen atoms inserted between carbon-carbon atoms of the alkyl group. Alternatively, R H1 and R H2 are linked to each other, and are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a group in which one or more oxygen atoms are inserted between carbon-carbon atoms of the alkylene group.

mは、2または3が好ましく、2が特に好ましい。
nは、2〜6の整数であることが好ましく、2〜5の整数であることがより好ましく、2〜4の整数が特に好ましい。
化合物(1H)中には、2以上の(−O−(CH−)構造が存在する。その場合、個々の(−O−(CH−)構造におけるmの数は同一であってもよく、異なっていてもよい。化合物(1H)は、mが1および/または2である(−O−(CH−)構造が2〜6個連なる化合物(1H)であることが好ましく、mが2のみである化合物(1H)、または、mが1である(−O−(CH−)構造が1個であり、かつ、mが2である(−O−(CH−)構造が1〜5個である化合物(1H)であることがより好ましく、mが2のみである化合物(1H)が特に好ましい。
m is preferably 2 or 3, and 2 is particularly preferred.
n is preferably an integer of 2 to 6, more preferably an integer of 2 to 5, and particularly preferably an integer of 2 to 4.
In compound (1H), two or more (—O— (CH 2 ) m —) structures exist. In that case, the number of m in each (—O— (CH 2 ) m —) structure may be the same or different. Compound (1H) is preferably compound (1H) in which 2 to 6 (—O— (CH 2 ) m —) structures in which m is 1 and / or 2 are connected, and m is only 2 (IH), or, m is 1 (-O- (CH 2) m -) structure is one, and, m is 2 (-O- (CH 2) m -) structures 1 More preferably, it is ˜5 compounds (1H), and particularly preferred is compound (1H) wherein m is only 2.

H1およびRH2が互いに連結して形成する基としては、炭素数1〜5のアルキレン基、もしくは、該アルキレン基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基が挙げられ、メチレン基、エチレン基、トリエチレン基が特に好ましい。
H1およびRH2としては、炭素数1〜3のアルキル基、該アルキル基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基、または、RH1およびRH2が互いに連結して形成したメチレン基、エチレン基、トリエチレン基であることが好ましい。また、これらの基は分岐を有さない基であることが好ましい。
Examples of the group formed by linking R H1 and R H2 include an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a group in which one or more oxygen atoms are inserted between carbon-carbon atoms of the alkylene group. , Methylene group, ethylene group, and triethylene group are particularly preferable.
R H1 and R H2 include an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a group in which one or more oxygen atoms are inserted between carbon-carbon atoms of the alkyl group, or R H1 and R H2 are connected to each other. The methylene group, ethylene group and triethylene group formed are preferred. Further, these groups are preferably groups having no branching.

化合物(1H)としては、下記化合物(1H−1)が好ましい。   As the compound (1H), the following compound (1H-1) is preferable.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、化合物(1H−1)中の記号は次の意味を示す。
n:前記化合物(1H)と同じ意味。
H10およびRH20:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、互いに連結して形成した炭素数1〜5のアルキレン基(たとえば、メチレン基、エチレン基、トリエチレン基が好ましい。)。
However, the symbol in a compound (1H-1) shows the following meaning.
n: The same meaning as the compound (1H).
R H10 and R H20 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms formed by linking each other (for example, a methylene group, an ethylene group, or a triethylene group is preferable. ).

(化合物(1−A))
化合物(1)のうち、電子吸引性基(A)を有する化合物とは、化合物(1H)の炭素原子に結合する水素原子が置換した1価の電子吸引性基(A)、を有する化合物(以下、電子吸引性基(A)を有する化合物(1)を、「化合物(1−A)」と記す。)である。
1価の電子吸引性基(A)としては、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、π電子が不足した1価の芳香族基、およびπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基が挙げられ、ニトロ基、シアノ基、または(2−または3−)ニトロフリル基が好ましい。
ここで、π電子が不足した1価の芳香族基とは、環のπ電子を吸引する電子吸引性基を1以上有する基をいう。該電子吸引性基としては、電子吸引性基(A)と同じ基、後述するYと同じ基、化合物(1−A)および化合物(1−B)の具体例中に示す基、が挙げられる。π電子が不足した芳香族環としては、1以上の電子吸引性基が結合したベンゼン環等が挙げられる。
π電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基とは、環のπ電子を吸引するヘテロ原子(たとえば、窒素原子等)を有する基、またはπ電子を吸引する電子吸引性基が結合した芳香族へテロ環基をいう。
環のπ電子を吸引するヘテロ原子(たとえば、窒素原子等)を有する基としては、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジル基が挙げられる。これらの基の水素原子の1個以上は、置換されていてもよく、置換基としては、電子吸引性基であってもなくてもよい。
π電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基としては、電子吸引性基を有し、ヘテロ原子として酸素原子を有する芳香族へテロ環基が好ましい。該電子吸引性基としては、ニトロ基が好ましく、芳香族へテロ環としてはフリル基が好ましい。
(Compound (1-A))
Among the compounds (1), a compound having an electron withdrawing group (A) is a compound having a monovalent electron withdrawing group (A) substituted with a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound (1H) ( Hereinafter, the compound (1) having the electron-withdrawing group (A) is referred to as “compound (1-A)”.
Examples of the monovalent electron withdrawing group (A) include a nitro group, a nitroso group, a cyano group, a monovalent aromatic group lacking π electrons, and a monovalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons. And a nitro group, a cyano group, or a (2- or 3-) nitrofuryl group is preferred.
Here, the monovalent aromatic group lacking π electrons refers to a group having one or more electron-withdrawing groups that attract π electrons of the ring. Examples of the electron withdrawing group include the same group as the electron withdrawing group (A), the same group as Y 1 described later, and the groups shown in the specific examples of the compound (1-A) and the compound (1-B). It is done. Examples of the aromatic ring lacking π electrons include a benzene ring to which one or more electron-withdrawing groups are bonded.
A monovalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons is an aromatic group bonded with a group having a hetero atom (for example, a nitrogen atom) that attracts π electrons of the ring or an electron-withdrawing group that attracts π electrons. This refers to the group heterocyclic group.
Examples of the group having a hetero atom (for example, a nitrogen atom) that attracts π electrons of the ring include a pyridyl group, a pyrazyl group, a pyrimidyl group, and a pyridazyl group. One or more hydrogen atoms of these groups may be substituted, and the substituent may or may not be an electron-withdrawing group.
The monovalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons is preferably an aromatic heterocyclic group having an electron-withdrawing group and an oxygen atom as a hetero atom. The electron withdrawing group is preferably a nitro group, and the aromatic heterocyclic ring is preferably a furyl group.

電子吸引性基(A)は、化合物(1−A)中の酸素原子から電子を吸引する性質を有する基であることが好ましい。よって、電子吸引性基(A)の置換位置については、酸素原子に隣接する炭素原子に結合することが好ましい。電子吸引性基(A)の数は、化合物(1−A)中に1または2個であることが好ましい。   The electron withdrawing group (A) is preferably a group having a property of attracting electrons from an oxygen atom in the compound (1-A). Therefore, the substitution position of the electron withdrawing group (A) is preferably bonded to a carbon atom adjacent to the oxygen atom. The number of electron-withdrawing groups (A) is preferably 1 or 2 in the compound (1-A).

化合物(1−A)としては、下記化合物(1−A1)が好ましい。   As the compound (1-A), the following compound (1-A1) is preferable.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、化合物(1−A1)中、nは前記と同じ意味を示す。Rは、2つのRが同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜8のアルキル基の非結合末端の炭素原子に結合する水素原子が1価の電子吸引性基(A)に置換されてなる基または水素原子を示し、少なくとも一方は1価の電子吸引性基(A)である。
化合物(1−A)の具体例としては、下記化合物が挙げられる。ただし、dは2〜9の整数を示す。
However, in the compound (1-A1), n has the same meaning as described above. In R A , two R A may be the same or different, and the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the non-bonding terminal of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is a monovalent electron withdrawing group (A ) Represents a substituted group or a hydrogen atom, at least one of which is a monovalent electron-withdrawing group (A).
Specific examples of the compound (1-A) include the following compounds. However, d shows the integer of 2-9.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

(化合物(1−B))
化合物(1)のうち、電子吸引性基(B)を有する化合物とは、化合物(1H)の炭素骨格中の2以上の炭素原子とともに形成した電子吸引性基(B)を有する化合物(以下、電子吸引性基(B)を有する化合物(1)を、「化合物(1−B)」と記す。)である。
電子吸引性基(B)としては、電子吸引性を発揮する構造の一部を形成する骨格が、化合物(1H)の炭素骨格と共有してなる構造が挙げられる。電子吸引性を発揮する構造としては、π電子が不足した芳香族環またはπ電子が不足した芳香族ヘテロ環が挙げられる。
(Compound (1-B))
Among the compounds (1), the compound having an electron withdrawing group (B) is a compound having an electron withdrawing group (B) formed together with two or more carbon atoms in the carbon skeleton of the compound (1H) (hereinafter referred to as “compound (1H)”). Compound (1) having an electron-withdrawing group (B) is referred to as “compound (1-B)”.
Examples of the electron-withdrawing group (B) include a structure in which a skeleton that forms part of a structure that exhibits electron-withdrawing properties is shared with the carbon skeleton of the compound (1H). Examples of the structure that exhibits electron withdrawing include aromatic rings lacking π electrons or aromatic heterocycles lacking π electrons.

電子吸引性基(B)としては、2価の基が好ましく、π電子が不足した2価の芳香族基、およびπ電子が不足した2価の芳香族ヘテロ環基が特に好ましい。
π電子が不足した2価の芳香族基としては、フェニレン基の水素原子の1個以上が電子吸引性基で置換された基が挙げられる。なかでも、電子吸引性基が置換したフェニレン基(フェニレン基は、1,2−、1,3−、1,4−フェニレン基のいずれであってもよく、1,2−フェニレン基が好ましい。)が特に好ましい。
π電子が不足した2価の芳香族ヘテロ環基としては、ピリジレン基、ピラジレン基、ピリミジレン基、ピリダジレン基、およびそれらの環の水素原子の1個以上が置換された基等が挙げられる。該置換基は、電子吸引性基であってもなくてもよく、電子吸引性基であるのが好ましい。
置換基としての電子吸引性基の例は、具体例中に記載される基が挙げられる。
化合物(1−B)中の電子吸引性基(B)の数は、1個が好ましい。
As the electron attractive group (B), a divalent group is preferable, and a divalent aromatic group lacking π electrons and a divalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons are particularly preferable.
Examples of the divalent aromatic group lacking π electrons include groups in which one or more hydrogen atoms of the phenylene group are substituted with electron withdrawing groups. Among them, a phenylene group substituted with an electron-withdrawing group (the phenylene group may be any of 1,2-, 1,3-, and 1,4-phenylene groups, and a 1,2-phenylene group is preferable. Is particularly preferred.
Examples of the divalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons include a pyridylene group, a pyrazylene group, a pyrimidylene group, a pyridazylene group, and a group in which one or more hydrogen atoms of those rings are substituted. The substituent may or may not be an electron-withdrawing group, and is preferably an electron-withdrawing group.
Examples of the electron-withdrawing group as a substituent include groups described in specific examples.
The number of electron withdrawing groups (B) in the compound (1-B) is preferably one.

化合物(1−B)としては、化合物(1H)中の−(CH−部分の構造の一部または全部が、下記の基のいずれか1以上に変わった化合物が挙げられる。
ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、およびピレン環から選ばれる環に結合する水素原子の2個が結合手となり、残余の水素原子の1以上が1価の電子吸引性基で置換された基。
ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環から選ばれる環の水素原子の2個が結合手となった基。
ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環から選ばれる環の水素原子の2個が結合手となり、該環の水素原子の1個以上が1価の電子吸引性基で置換された基。
1価の電子吸引性基としては、1価の電子吸引性基(A)と同様の基が挙げられる。
Examples of compound (1-B) include compounds in which part or all of the structure of the — (CH 2 ) m — moiety in compound (1H) is changed to any one or more of the following groups.
A group in which two hydrogen atoms bonded to a ring selected from a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, and a pyrene ring serve as a bond, and at least one of the remaining hydrogen atoms is substituted with a monovalent electron-withdrawing group.
A group in which two hydrogen atoms of a ring selected from a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, and a pyridazine ring serve as a bond.
A group in which two hydrogen atoms in a ring selected from a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, and a pyridazine ring serve as a bond, and one or more of the hydrogen atoms in the ring are substituted with a monovalent electron-withdrawing group.
Examples of the monovalent electron withdrawing group include the same groups as the monovalent electron withdrawing group (A).

化合物(1−B)は、化合物(1H)が−CHCH−構造を必須とし、該−CHCH−が下式(b−1)で表される基に変わった化合物が好ましい。 The compound (1-B) is preferably a compound in which the compound (1H) has a —CH 2 CH 2 — structure, and the —CH 2 CH 2 — is changed to a group represented by the following formula (b-1). .

Figure 2011040311
Figure 2011040311

は、1価の電子吸引性基を示し、−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)OR、−O−C(=O)−R(ただし、RおよびRは、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはハロゲン化アルコキシ基。RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはアリール基である。)、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、−SO、−P(=O)(X(Xはハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン化アルコキシ基である。)、または炭素数1〜10のハロゲン化アルキル基が好ましい。
rはYの数を示し、0〜4の整数が好ましく、1〜2の整数が特に好ましい。
Y 1 represents a monovalent electron-withdrawing group, and —C (═O) —R 1 , —O—C (═O) —OR 2 , —C (═O) OR 3 , —O—C ( ═O) —R 4 (wherein R 1 and R 4 are each independently a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an amino group, an alkylamino group, or a halogenated alkoxy group. 2 and R 3 are each independently an alkyl group, a halogenated alkyl group, or an aryl group.), Cyano group, nitro group, nitroso group, —SO 2 X a , —P (═O) (X a ) 2 ( Xa is a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, or a halogenated alkoxy group) or a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
r represents the number of Y 1, preferably an integer of 0 to 4, particularly preferably 1 to 2 integer.

式(b−1)で表される基を有する化合物(1−B)としては、下記化合物(1−B1)が特に好ましい。   As the compound (1-B) having a group represented by the formula (b-1), the following compound (1-B1) is particularly preferable.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、化合物(1−B1)中、RH1およびRH2は前記化合物(1H)と同じ意味を示し、Qは式(b−1)で表される基を示し、aおよびbは、それぞれ独立に0〜5の整数を示し、a+bは1〜9の整数である。
化合物(1−B1)のうち、π電子が不足した2価の芳香族基の具体例としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。ただし、式中のEtはエチル基を示す。
However, in the compound (1-B1), R H1 and R H2 have the same meaning as the compound (1H), Q represents a group represented by the formula (b-1), and a and b are each independently Represents an integer of 0 to 5, and a + b is an integer of 1 to 9.
Specific examples of the divalent aromatic group lacking π electrons in the compound (1-B1) include the following compounds. However, Et in a formula shows an ethyl group.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

電子吸引性基(B)が、π電子が不足した2価の芳香族ヘテロ環である場合の化合物(1−B)の具体例としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。   Specific examples of the compound (1-B) when the electron-withdrawing group (B) is a divalent aromatic hetero ring lacking π electrons include, for example, the following compounds.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

(化合物(1−C))
化合物(1)のうち、電子吸引性基(C)を有する化合物とは、化合物(1H)の炭素骨格中の−CH−が置換された電子吸引性基(C)を有する化合物(以下、電子吸引性基(C)を有する化合物(1)を、「化合物(1−C)」と記す。)である。
電子吸引性基(C)としては、−C(=O)−、−SO−、および−PO−から選ばれる基であることが、耐酸化性と耐還元性のバランスの点で好ましい。電子吸引性基(C)の位置は、化合物(1H)中の−(CH−部分であることが好ましい。電子吸引性基(C)の数は、1または2個が好ましい。
(Compound (1-C))
Among the compounds (1), a compound having an electron withdrawing group (C) is a compound having an electron withdrawing group (C) in which —CH 2 — in the carbon skeleton of the compound (1H) is substituted (hereinafter referred to as “compound (1H)”). Compound (1) having an electron-withdrawing group (C) is referred to as “compound (1-C)”.
The electron-withdrawing group (C) is preferably a group selected from —C (═O) —, —SO 2 —, and —PO 2 — in terms of a balance between oxidation resistance and reduction resistance. . The position of the electron withdrawing group (C) is preferably a — (CH 2 ) m — moiety in the compound (1H). The number of electron withdrawing groups (C) is preferably 1 or 2.

電子吸引性基(C)としては、−C(=O)−が好ましく、−O−C(=O)−CH−構造として、または−O−C(=O)−C(=O)−O−構造として存在する場合には、電子吸引性基(C)が結合する酸素原子上の電子が吸引されるため、特に好ましい。
直鎖状の化合物(1H)において、そのCHの一部が電子吸引性基(C)に置換された化合物(1−C)としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。
As the electron-withdrawing group (C), —C (═O) — is preferable, —O—C (═O) —CH 2 — structure, or —O—C (═O) —C (═O). When it exists as a —O— structure, an electron on an oxygen atom to which the electron-withdrawing group (C) is bonded is particularly preferable.
In the linear compound (1H), examples of the compound (1-C) in which a part of CH 2 is substituted with the electron-withdrawing group (C) include the following compounds.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

また、化合物(1H)のRH1とRH2とが環を形成している場合の化合物(1H)において、そのCHの一部が電子吸引性基(C)に置換された化合物(1−C)としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。 Further, in the compound (1H) in which R H1 and R H2 of the compound (1H) form a ring, a compound in which a part of CH 2 is substituted with an electron-withdrawing group (C) (1- Examples of C) include the following compounds.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

(化合物(1−D))
化合物(1)のうち、電子吸引性基(D)を有する化合物とは、化合物(1H)のRH1またはRH2が電子吸引性基(D)に置換された化合物(以下、電子吸引性基(D)を有する化合物(1)を、「化合物(1−D)」と記す。)である。化合物(1−D)は、RH1とRH2の一方が電子吸引性基(D)に置換された化合物であってもよく、RH1とRH2の両方が電子吸引性基(D)に置換された化合物であってもよい。
(Compound (1-D))
Among the compounds (1), the compound having an electron withdrawing group (D) is a compound in which R H1 or R H2 of the compound (1H) is substituted with the electron withdrawing group (D) (hereinafter referred to as an electron withdrawing group). Compound (1) having (D) is referred to as “compound (1-D)”. The compound (1-D) may be a compound in which one of R H1 and R H2 is substituted with an electron withdrawing group (D), and both R H1 and R H2 are substituted with an electron withdrawing group (D). It may be a substituted compound.

電子吸引性基(D)は、−C(=O)−、−SO−、または−PO−を結合末端に有する基;π電子が不足した1価の芳香族基;およびπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基、から選ばれる基が好ましい。π電子が不足した1価の芳香族基、π電子が不足した1価の芳香族ヘテロ基としては、電子吸引性基(A)において説明した基と同様の基が挙げられる。
π電子が不足した1価の芳香族基としては、水素原子の1個以上が電子吸引性基で置換されたフェニル基が好ましい。π電子が不足した1価の芳香族ヘテロ基としては、ピリジル基、ピラジル基、ピリダジル基、電子吸引性基で置換されたフリル基が好ましい。
The electron-withdrawing group (D) is a group having —C (═O) —, —SO 2 —, or —PO 2 — at the bond end; a monovalent aromatic group lacking π electrons; A group selected from a deficient monovalent aromatic heterocyclic group is preferred. Examples of the monovalent aromatic group lacking π electrons and the monovalent aromatic hetero group lacking π electrons include the same groups as those described for the electron-withdrawing group (A).
The monovalent aromatic group lacking π electrons is preferably a phenyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with an electron-withdrawing group. The monovalent aromatic hetero group lacking π electrons is preferably a pyridyl group, a pyrazyl group, a pyridazyl group, or a furyl group substituted with an electron-withdrawing group.

電子吸引性基(D)としては、−C(=O)−H、−COX(ただし、Xは、炭素数1〜10のアルキル基、または、炭素数1〜10のアルキル基の炭素−炭素結合間にエーテル性酸素原子が挿入された基を示す。)、−SO、−P(=O)(X(Xはハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはハロゲン化アルコキシ基である。)、o−ニトロフェニル基、p−ニトロフェニル基、m−ニトロフェニル基(以下、o−、m−、およびp−置換したニトロフェニル基を総称して、モノニトロフェニル基という。他の置換フェニル基においても同様に記す。)、モノニトロソフェニル基、モノトリフルオロメチルフェニル基、モノ(ハロゲノスルホニル)フェニル基、モノ(アルキルスルホニル)フェニル基、モノシアノフェニル基、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、ニトロフリル基等が挙げられる。 As the electron-withdrawing group (D), —C (═O) —H, —COX (where X is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or carbon-carbon of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) Represents a group having an etheric oxygen atom inserted between the bonds.), —SO 2 X b , —P (═O) (X b ) 2 (X b is a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxy group) Group, aryl group, amino group, alkylamino group, or halogenated alkoxy group), o-nitrophenyl group, p-nitrophenyl group, m-nitrophenyl group (hereinafter, o-, m-, and p). -Substituted nitrophenyl groups are collectively referred to as mononitrophenyl groups, and the same applies to other substituted phenyl groups.), Mononitrosophenyl groups, monotrifluoromethylphenyl groups, mono (halogenosulphates) ) Phenyl group, a mono (alkyl) phenyl group, mono-cyanophenyl group, a pyridyl group, pyrazyl group, pyrimidyl group, pyridazyl group, and a nitro-furyl group.

電子吸引性基(D)としては、−COX(ただし、Xは前記と同じ意味を示す。)で表される基が特に好ましい。すなわち、化合物(1−D)としては、下記化合物(1−D1)、化合物(1−D2)が特に好ましい。   The electron-withdrawing group (D) is particularly preferably a group represented by —COX (where X represents the same meaning as described above). That is, as the compound (1-D), the following compound (1-D1) and compound (1-D2) are particularly preferable.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、化合物(1−D1)および化合物(1−D2)における、n、RH2およびXは前記と同じ意味を示す。
化合物(1−D)の具体例としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。ただし、dは2〜9の整数を示す。
However, n, RH2, and X in the compound (1-D1) and the compound (1-D2) have the same meaning as described above.
Specific examples of the compound (1-D) include the following compounds. However, d shows the integer of 2-9.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

Figure 2011040311
Figure 2011040311

また、化合物(1)は、電子吸引性基(A)、(B)、(C)および(D)から選ばれる2種以上の基を有する化合物であってもよい。該化合物の例としては、たとえば、下記化合物が挙げられる。   Further, the compound (1) may be a compound having two or more groups selected from the electron-withdrawing groups (A), (B), (C), and (D). Examples of the compound include the following compounds.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

化合物(1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
非電解液中の化合物(1)の含有量は、電解液中の前記リチウム塩の総量に対して、0.2〜8.0倍モルであることが好ましく、0.2〜4.0倍モルであることがより好ましく、0.5〜2.0倍モルであることが特に好ましい。
前記リチウム塩に対して化合物(1)が0.5倍モル以上であれば、リチウム塩と化合物(1)との錯体を形成させ、電解液中にリチウム塩を均一に溶解させることが容易になる。また、前記リチウム塩に対して化合物(1)が8.0倍モル以下であれば、不燃性に優れた電解液が得られやすい。
A compound (1) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the compound (1) in the non-electrolytic solution is preferably 0.2 to 8.0 times mol, and 0.2 to 4.0 times the total amount of the lithium salt in the electrolytic solution. More preferably, it is a mole, and particularly preferably 0.5 to 2.0 times mole.
If the compound (1) is 0.5 times mol or more with respect to the lithium salt, it is easy to form a complex of the lithium salt and the compound (1) and to uniformly dissolve the lithium salt in the electrolytic solution. Become. Moreover, if a compound (1) is 8.0 times mole or less with respect to the said lithium salt, the electrolyte solution excellent in the nonflammability will be easy to be obtained.

従来、電解液にグライム系溶媒を用いたリチウムイオン二次電池(以下、単に「二次電池」という。)では、充填・放電を繰り返すとサイクル特性が低下することがあった。そこで、サイクル特性が低下する原因について検討したところ、グライム系溶媒が電極表面において電気的に酸化されて劣化することが原因であることがわかった。
本発明の電解液は、前記電気的な酸化を抑制するために、電子吸引性基(A)〜(D)のいずれか1以上を有する化合物(1)を用いることを特徴とする。すなわち、化合物(1)では、電子吸引性基(A)〜(D)のいずれか1以上の電気吸引性基により、骨格内の酸素原子から電子が吸引されることで、該酸素原子のHOMO(最高被占準位)が低くなるため、酸化電位が高くなって耐酸化性が向上する。そのため、電極表面における化合物(1)の電気的な酸化が抑制され、優れたサイクル特性を有する電解液が得られる。
Conventionally, in a lithium ion secondary battery using a glyme-based solvent as an electrolytic solution (hereinafter simply referred to as “secondary battery”), cycle characteristics sometimes deteriorated when charging and discharging are repeated. Thus, when the cause of the decrease in the cycle characteristics was examined, it was found that the cause was that the glyme solvent was deteriorated by being electrically oxidized on the electrode surface.
The electrolytic solution of the present invention is characterized by using a compound (1) having any one or more of electron withdrawing groups (A) to (D) in order to suppress the electrical oxidation. That is, in the compound (1), electrons are attracted from the oxygen atoms in the skeleton by any one or more of the electron-withdrawing groups (A) to (D), so that the HOMO of the oxygen atoms Since the (maximum occupied level) is lowered, the oxidation potential is increased and the oxidation resistance is improved. Therefore, electrical oxidation of compound (1) on the electrode surface is suppressed, and an electrolytic solution having excellent cycle characteristics can be obtained.

(ハイドロフルオロエーテル)
本発明の電解液は、ハイドロフルオロエーテル(HFE)を含むことが好ましい。
ハイドロフルオロエーテルは、電解液に不燃性を付与する溶媒であり、エーテルの水素原子の一部がフッ素原子に置換された構造を有する。
ハイドロフルオロエーテルとしては、たとえば、下記化合物(3)が挙げられる。
−O−R (3)
(Hydrofluoroether)
The electrolyte solution of the present invention preferably contains hydrofluoroether (HFE).
Hydrofluoroether is a solvent that imparts incombustibility to an electrolytic solution, and has a structure in which some of the hydrogen atoms of the ether are replaced with fluorine atoms.
As hydrofluoroether, the following compound (3) is mentioned, for example.
R 5 —O—R 6 (3)

化合物(3)におけるRおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜10のフッ素化アルキル基または炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、RおよびRの一方または両方は、部分フッ素化された基である。RとRは同じであってもよく、異なっていてもよい。本明細書におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換された基である。部分フッ素化された基とは、炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよいアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子に置換された基をいう。部分フッ素化された基中には、水素原子が存在する。また本発明におけるアルキル基および炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有するアルキル基の構造は、それぞれ、直鎖構造、分岐構造、環状構造、または部分的に環状構造を有する基(たとえば、シクロアルキルアルキル基。)が挙げられる。
化合物(3)としては、RおよびRが、いずれも炭素数1〜10の部分フッ素化アルキル基である化合物(3−A)と、Rが炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜10の部分フッ素化アルキル基であり、Rが炭素数1〜10の部分フッ素化アルキル基または炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜10の部分フッ素化アルキル基である化合物(3−B)が好ましい。
R 5 and R 6 in the compound (3) are each independently a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms. And one or both of R 5 and R 6 is a partially fluorinated group. R 5 and R 6 may be the same or different. In the present specification, the fluorinated alkyl group is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. The partially fluorinated group refers to a group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms and carbon atoms is substituted with a fluorine atom. A hydrogen atom is present in the partially fluorinated group. In the present invention, the alkyl group and the structure of the alkyl group having an etheric oxygen atom between a carbon atom and a carbon atom are each a linear structure, a branched structure, a cyclic structure, or a group having a partial cyclic structure (for example, A cycloalkylalkyl group.).
As the compound (3), R 5 and R 6 are both a compound (3-A) having a C 1-10 partially fluorinated alkyl group, and R 5 is an etheric oxygen atom between the carbon atom and the carbon atom. A C 1-10 partially fluorinated alkyl group having an atom, and R 6 is a C 1-10 partially fluorinated alkyl group or a C 1-10 carbon atom having an etheric oxygen atom between carbon atoms. The compound (3-B) which is a partially fluorinated alkyl group is preferable.

化合物(3)は、炭素数が少なすぎると沸点が低すぎ、多すぎると高粘度化することから、総炭素数が4〜10の化合物が好ましく、4〜8の化合物が特に好ましい。化合物(3)の分子量は200〜800が好ましく、200〜500が特に好ましい。化合物(3)中のエーテル性酸素原子数は可燃性に影響することから、エーテル性酸素原子を有する化合物(3)である場合のエーテル性酸素原子数は、1〜4が好ましく、1または2が特に好ましい。また化合物(3)中のフッ素含有量が高くなると不燃性を向上させることから、化合物(3)の分子量に対するフッ素原子の分子量の割合は50%以上が好ましく、60%以上が特に好ましい。   When the compound (3) has too few carbon atoms, the boiling point is too low, and when it is too much, the viscosity is increased, so that the compound having a total carbon number of 4 to 10 is preferable, and the compound of 4 to 8 is particularly preferable. The molecular weight of the compound (3) is preferably from 200 to 800, particularly preferably from 200 to 500. Since the number of etheric oxygen atoms in the compound (3) affects flammability, the number of etheric oxygen atoms in the case of the compound (3) having an etheric oxygen atom is preferably 1 to 2, or 1 or 2 Is particularly preferred. Further, since the nonflammability is improved when the fluorine content in the compound (3) is increased, the ratio of the molecular weight of the fluorine atom to the molecular weight of the compound (3) is preferably 50% or more, particularly preferably 60% or more.

化合物(3)としては、RおよびRが、炭素数1〜10の部分フッ素化アルキル基である場合の化合物(3−A)が好ましく、CFCHOCFCFH(商品名:AE−3000、旭硝子社製)、CHFCFCHOCFCFH、CFCHOCFCHFCFが好ましく、CFCHOCFCFHが特に好ましい。 As the compound (3), a compound (3-A) in which R 5 and R 6 are a partially fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H (trade name) : AE-3000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H, and CF 3 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 are preferred, and CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H is particularly preferred.

また、化合物(3)以外のハイドロフルオロエーテルとしては、たとえば、下記化合物(4)が挙げられる。   Moreover, as hydrofluoroethers other than compound (3), the following compound (4) is mentioned, for example.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

ただし、式中、Xは、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数1〜5の部分フッ素化アルキレン基、炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜5のアルキレン基、または炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜5の部分フッ素化アルキレン基のいずれかの基を示す。部分フッ素化アルキレン基とは、アルキレン基の水素原子の一部がフッ素原子に置換された基をいう。 In the formula, X A represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, partially fluorinated alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms - alkylene of 1 to 5 carbon atoms having an etheric oxygen atom between carbon atoms Or any one of a C 1-5 partially fluorinated alkylene group having an etheric oxygen atom between a carbon atom and a carbon atom. The partially fluorinated alkylene group refers to a group in which a part of hydrogen atoms of the alkylene group is substituted with fluorine atoms.

化合物(4)は、リチウム塩を均一に溶解させ、不燃性に優れた電導度の高い電解液が得られやすい点から、前記式(4)のXが、CH、CHCH、CH(CH)CH、およびCHCHCHからなる群から選ばれる1種であるハイドロフルオロエーテルであることが好ましい。
ハイドロフルオロエーテルは、化合物(3)および化合物(4)からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。
In the compound (4), the lithium salt is uniformly dissolved, and an electrolyte having high non-flammability and high conductivity is easily obtained. Therefore, X A in the formula (4) is CH 2 , CH 2 CH 2 , It is preferably a hydrofluoroether that is one type selected from the group consisting of CH (CH 3 ) CH 2 and CH 2 CH 2 CH 2 .
As the hydrofluoroether, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of the compound (3) and the compound (4).

電解液中のハイドロフルオロエーテルの含有量は、電解液に用いる全溶媒量を100体積%としたとき、20〜95体積%であることが好ましく、50〜90体積%であることが特に好ましい。
また、ハイドロフルオロエーテルとして化合物(3)(容量:Va)と化合物(4)(容量:Vb)を併用する場合は、それらの容量比(Vb/Va)が0.01〜0.99であることが好ましく、0.1〜0.9であることがより好ましい。
The content of the hydrofluoroether in the electrolytic solution is preferably 20 to 95% by volume, particularly preferably 50 to 90% by volume, when the total amount of solvent used in the electrolytic solution is 100% by volume.
Moreover, when using together compound (3) (capacity | capacitance: Va) and compound (4) (capacity | capacitance: Vb) as hydrofluoroether, those capacity ratios (Vb / Va) are 0.01-0.99. It is preferably 0.1 to 0.9.

(カーボネート)
また、本発明の電解液は、前述のリチウム塩、ハイドロフルオロエーテル、化合物(1)以外に、カーボネートを含んでいてもよい。カーボネートとしては、下記化合物(5−1)、下記化合物(5−2)、および下記(5−3)からなる群から選ばれる1種以上のカーボネートが好ましく、化合物(5−2)がより好ましい。
(Carbonate)
Moreover, the electrolyte solution of this invention may contain carbonate other than the above-mentioned lithium salt, hydrofluoroether, and a compound (1). As the carbonate, one or more carbonates selected from the group consisting of the following compound (5-1), the following compound (5-2), and the following (5-3) are preferable, and the compound (5-2) is more preferable. .

Figure 2011040311
Figure 2011040311

化合物(5−1)におけるR〜R12は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、またはハロゲン化アルキル基である。
化合物(5−1)は、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、エチルイソプロピルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、3−フルオロプロピルメチルカーボネートからなる群から選ばれる1種以上の化合物であることが好ましく、入手容易性および電解液の性質の点からジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートが特に好ましい。
R 7 to R 12 in the compound (5-1) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a halogenated alkyl group.
Compound (5-1) is dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, It is preferably at least one compound selected from the group consisting of ethyl isopropyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, and 3-fluoropropyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate from the standpoint of availability and properties of the electrolytic solution. Diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate are particularly preferred.

化合物(5−2)におけるR13〜R16は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、またはハロゲン化アルキル基である。
化合物(5−2)は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンからなる群から選ばれる1種以上の環状カーボネートであることが好ましく、入手容易性および電解液の性質の点からエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネートが特に好ましい。
化合物(5−3)におけるR17およびR18は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、またはハロゲン化アルキル基である。
化合物(5−3)としては、ビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネートが特に好ましい。
R 13 to R 16 in the compound (5-2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a halogenated alkyl group.
Compound (5-2) is propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4-trifluoromethyl. It is preferably one or more cyclic carbonates selected from the group consisting of -1,3-dioxolan-2-one, and ethylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate are particularly preferred from the viewpoints of availability and properties of the electrolytic solution. preferable.
R 17 and R 18 in the compound (5-3) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a halogenated alkyl group.
As the compound (5-3), vinylene carbonate and dimethyl vinylene carbonate are preferable, and vinylene carbonate is particularly preferable.

化合物(5)を加えることにより、前記リチウム塩の前記ハイドロフルオロエーテルへの溶解性が向上する。
また、化合物(5)は、該化合物(5)を含む電解液を用いた二次電池で充電を行う際に、負極(たとえば炭素電極)表面上で分解して安定な被膜を形成する。化合物(5)により形成された被膜は電極界面における抵抗を低減することができるため、リチウムイオンの負極へのインターカレーションを促進する効果が得られる。すなわち、電解液中の化合物(5)により形成された被膜により負極界面におけるインピーダンスが小さくなることで、リチウムイオンの負極へのインターカレーションが促進される。
By adding the compound (5), the solubility of the lithium salt in the hydrofluoroether is improved.
In addition, the compound (5) decomposes on the surface of the negative electrode (for example, a carbon electrode) to form a stable coating when charging is performed with a secondary battery using an electrolytic solution containing the compound (5). Since the film formed of the compound (5) can reduce the resistance at the electrode interface, the effect of promoting the intercalation of lithium ions into the negative electrode can be obtained. That is, the intercalation of lithium ions into the negative electrode is promoted by reducing the impedance at the negative electrode interface due to the film formed of the compound (5) in the electrolytic solution.

電解液中の化合物(5)の含有量は、電解液中での相分離および炭酸ガスの大量発生の抑制と、リチウム塩の溶解性の向上とを両立しやすい点から、該電解液中の全溶媒量100体積%に対して、10体積%以下であることが好ましく、0.01〜10体積%であることがより好ましく、0.1〜5体積%であることが特に好ましい。
化合物(5)は、比誘電率が高いほど電解液中で相分離を起こすおそれが高いことから、使用量は少ないことが好ましい。また、化合物(5)が多すぎると、分解による炭酸ガスの大量発生のおそれがあり、また不燃性の維持が困難になると考えられる。
化合物(5−1)の鎖状カーボネートと、化合物(5−2)および/または化合物(5−3)の環状カーボネートとを併用する場合、鎖状カーボネート(体積V)と環状カーボネート(体積V)の量比(体積比V:V)は、1:10〜10:1であることが好ましい。
The content of the compound (5) in the electrolytic solution is that the phase separation in the electrolytic solution and the suppression of a large amount of carbon dioxide gas generation and the improvement of the solubility of the lithium salt can be easily achieved. The total amount of solvent is preferably 10% by volume or less, more preferably 0.01 to 10% by volume, and particularly preferably 0.1 to 5% by volume.
The compound (5) is preferably used in a small amount because the higher the relative dielectric constant, the higher the possibility of causing phase separation in the electrolytic solution. Moreover, when there is too much compound (5), there exists a possibility of a large amount of carbon dioxide generation by decomposition | disassembly, and it will be difficult to maintain nonflammability.
When the chain carbonate of the compound (5-1) and the cyclic carbonate of the compound (5-2) and / or the compound (5-3) are used in combination, the chain carbonate (volume V 1 ) and the cyclic carbonate (volume V 2 ) The volume ratio (volume ratio V 1 : V 2 ) is preferably 1:10 to 10: 1.

(その他の溶媒)
本発明の電解液は、該電解液が相分離しない範囲内であれば、前記ハイドロフルオロエーテル、前記化合物(1)、および前記化合物(5)以外にその他の溶媒が含まれていてもよい。
その他の溶媒としては、たとえば、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル等のカルボン酸エステル、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、プロパンサルトン等の環状スルホン酸エステル、スルホン酸アルキルエステル、リン酸アルキルエステル等が挙げられる。
前記その他の溶媒の含有量は、該電解液に用いる全溶媒量を100体積%としたとき、10体積%以下であることが好ましく、5体積%以下であることがより好ましい。
(Other solvents)
The electrolyte solution of the present invention may contain other solvents in addition to the hydrofluoroether, the compound (1), and the compound (5) as long as the electrolyte solution is within a range where phase separation does not occur.
Other solvents include, for example, propionic acid alkyl esters, malonic acid dialkyl esters, carboxylic acid esters such as acetic acid alkyl esters, cyclic esters such as γ-butyrolactone, cyclic sulfonic acid esters such as propane sultone, sulfonic acid alkyl esters, Examples include phosphoric acid alkyl esters.
The content of the other solvent is preferably 10% by volume or less, and more preferably 5% by volume or less, when the total amount of solvent used in the electrolytic solution is 100% by volume.

また、本発明の電解液は、機能を向上させるために、必要に応じて他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、たとえば、従来公知の過充電防止剤、脱水剤、脱酸剤、高温保存後の容量維持特性およびサイクル特性を改善するための特性改善助剤が挙げられる。   Moreover, in order to improve a function, the electrolyte solution of this invention may contain the other component as needed. Examples of the other components include conventionally known overcharge inhibitors, dehydrating agents, deoxidizing agents, capacity maintenance characteristics after high-temperature storage, and property improvement aids for improving cycle characteristics.

過充電防止剤としては、たとえば、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および2,6−ジフルオロアニオール等の含フッ素アニソール化合物が挙げられる。過充電防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
電解液が過充電防止剤を含有する場合、電解液中の過充電防止剤の含有量は、0.1〜5質量%であることが好ましい。電解液に過充電防止剤を0.1質量%以上含有させることにより、過充電による二次電池の破裂・発火を抑制することがさらに容易になり、二次電池をより安定に使用できる。
Examples of the overcharge inhibitor include aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran; 2-fluoro Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as biphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; fluorinated anisole such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole and 2,6-difluoroaniol Compounds. An overcharge inhibitor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
When electrolyte solution contains an overcharge inhibitor, it is preferable that content of the overcharge inhibitor in electrolyte solution is 0.1-5 mass%. By containing 0.1% by mass or more of the overcharge inhibitor in the electrolytic solution, it becomes easier to suppress the rupture / ignition of the secondary battery due to overcharge, and the secondary battery can be used more stably.

脱水剤としては、たとえば、モレキュラーシーブス、芒硝、硫酸マグネシウム、水素化カルシウム、水素化カリウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、塩化カルシウム、金属ナトリウム等が挙げられる。本発明の電解液に用いる溶媒は、前記脱水剤で脱水を行った後に精留を行ったものを使用することが好ましい。また、精留を行わずに前記脱水剤による脱水のみを行った溶媒を使用してもよい。   Examples of the dehydrating agent include molecular sieves, mirabilite, magnesium sulfate, calcium hydride, potassium hydride, sodium hydride, lithium aluminum hydride, calcium chloride, sodium metal, and the like. As the solvent used in the electrolytic solution of the present invention, it is preferable to use a solvent obtained by performing rectification after dehydrating with the dehydrating agent. Moreover, you may use the solvent which performed only the dehydration by the said dehydrating agent, without performing rectification.

特性改善助剤としては、たとえば、フルオロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、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、フェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン、ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、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、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、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が挙げられる。これら特性改善助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
電解液が特性改善助剤を含有する場合、電解液中の特性改善助剤の含有量は、0.1〜5質量%であることが好ましい。
Examples of the property improving aid include carbonate compounds such as fluoroethylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, phenylethylene carbonate, erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, Carboxylic acid anhydrides such as citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, phenylsuccinic anhydride; ethylene sulfite, 1, 3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan, sulfolane, sulfolene, dimethyl sulfone, diphenyl sulfone, methylphenyl sulfone, dibutyl disulfide Sulfur-containing compounds such as dicyclohexyl disulfide, tetramethylthiuram monosulfide, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3- Nitrogen-containing compounds such as methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylsuccinimide; hydrocarbon compounds such as heptane, octane, cycloheptane, fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluoro Examples thereof include fluorine-containing aromatic compounds such as benzene and benzotrifluoride. These characteristic improvement aids may be used alone or in combination of two or more.
When the electrolytic solution contains a characteristic improving aid, the content of the characteristic improving auxiliary in the electrolytic solution is preferably 0.1 to 5% by mass.

また、本発明の電解液は、実用上充分な電導度を得る点から、電導度が0.25S・m−1以上であることが好ましい。また、回転型粘度計により測定した粘度(20℃)は、0.1〜20cPであることが好ましい。
また、本発明の電解液は、クリーブランド開放式引火点試験(JIS−K2265に準拠する)でクリーブランド開放式引火点試験による引火点が70℃以上であることが好ましく、引火点を示さないことが特に好ましい。電解液の前記引火点は、ハイドロフルオロエーテルおよび化合物(1)の種類もしくは含有量を調節することにより調節できる。たとえば、ハイドロフルオロエーテルの量が、全溶媒量に対して20体積%以上であれば引火点を示さない傾向があり、化合物におけるnが3以上である場合には引火点が70℃以上になる傾向があるが、これらの種類および含有量は、電解液としての他の要求性能との兼ね合いも考えて適宜変更されうる。
In addition, the electrolytic solution of the present invention preferably has a conductivity of 0.25 S · m −1 or more from the viewpoint of obtaining practically sufficient conductivity. Moreover, it is preferable that the viscosity (20 degreeC) measured with the rotary viscometer is 0.1-20 cP.
Further, the electrolyte solution of the present invention preferably has a flash point of 70 ° C. or higher in the Cleveland open type flash point test (based on JIS-K2265), and does not exhibit a flash point. Particularly preferred. The flash point of the electrolytic solution can be adjusted by adjusting the type or content of the hydrofluoroether and the compound (1). For example, if the amount of hydrofluoroether is 20% by volume or more based on the total amount of solvent, there is a tendency not to show a flash point, and if n in the compound is 3 or more, the flash point is 70 ° C. or more. Although there is a tendency, these types and contents can be changed as appropriate in consideration of the balance with other required performance as an electrolytic solution.

また、本発明の電解液は、分解電流値が0.05mA/cmに達する電位領域(電位窓)が0.2V〜4.2Vの範囲よりも広い領域にある電解液であることが好ましい。該電位窓の値は、リチウム金属基準の電位で表した値である。該電位窓は、化合物(1)(モル量:M)と、リチウム塩(モル量:MLi)とのモル比(M:MLi)を0.5:1〜4:1とすることにより達成されうる。電位窓の測定は、実施例に記載する方法により実施できる。また、化合物(1)が、RH1とRH2がメチル基である化合物(H1)の一部が電子吸引性基(A)〜(C)に変わった化合物である場合、モル比(M:MLi)は0.5:1〜4:1であることが好ましい。 Moreover, the electrolytic solution of the present invention is preferably an electrolytic solution in which a potential region (potential window) at which a decomposition current value reaches 0.05 mA / cm 2 is in a region wider than a range of 0.2 V to 4.2 V. . The value of the potential window is a value expressed in terms of a lithium metal reference potential. It said potential window, Compound (1) (molar amount: M G) and a lithium salt (molar amount: M Li) and the molar ratio of (M G: M Li) of 0.5: 1 to 4: 1 to Can be achieved. The potential window can be measured by the method described in the examples. Further, when the compound (1) is a compound in which a part of the compound (H1) in which R H1 and R H2 are methyl groups is changed to electron withdrawing groups (A) to (C), the molar ratio ( MG : M Li ) is preferably 0.5: 1 to 4: 1.

以上説明した本発明の電解液は、耐酸化性に優れた化合物(1)を用いることにより、二次電池の充電・放電を繰り返しても化合物(1)が電気的に酸化されて劣化することが抑制されており、優れたサイクル特性を有する。
また、本発明の電解液において、ハイドロフルオロエーテルとして化合物(3)または化合物(4)を用いた場合には、さらに優れた不燃性が得られる。さらに、この場合、化合物(1)がリチウム塩に配位することにより、リチウム塩を低誘電率、低粘度のハイドロフルオロエーテルに均一に溶解させることができ、得られる電解液が実用上充分な伝導度を示す。また、大量のカーボネートを必要としないため、炭酸ガスの発生のおそれがなく、また不燃性を長期的に維持できる。
また、本発明の電解液では、非イミド系リチウム塩であるLiPFや環状のリチウム塩である化合物(2)等を用いることで、電極の腐食を防止できる。
The electrolytic solution of the present invention described above uses the compound (1) excellent in oxidation resistance, so that the compound (1) is electrically oxidized and deteriorates even if the secondary battery is repeatedly charged and discharged. Is suppressed and has excellent cycle characteristics.
In addition, when the compound (3) or the compound (4) is used as the hydrofluoroether in the electrolytic solution of the present invention, further excellent nonflammability can be obtained. Furthermore, in this case, since the compound (1) is coordinated to the lithium salt, the lithium salt can be uniformly dissolved in the hydrofluoroether having a low dielectric constant and low viscosity, and the obtained electrolytic solution is practically sufficient. Indicates conductivity. Moreover, since a large amount of carbonate is not required, there is no fear of generation of carbon dioxide, and nonflammability can be maintained for a long time.
Further, in the electrolytic solution of the present invention, corrosion of the electrode can be prevented by using LiPF 6 which is a non-imide lithium salt, compound (2) which is a cyclic lithium salt, or the like.

[リチウムイオン二次電池]
本発明の二次電池は、負極および正極と、本発明の電解液とを有する二次電池である。
負極としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる負極活物質を含む電極が挙げられる。負極活物質としては、公知のリチウムイオン二次電池用負極活物質を用いることができ、リチウムイオンを吸蔵・放出できるグラファイト(黒鉛)、非晶質炭素等の炭素質材料、金属リチウム、リチウム合金等の金属、金属化合物が挙げられる。これら負極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[Lithium ion secondary battery]
The secondary battery of this invention is a secondary battery which has a negative electrode and a positive electrode, and the electrolyte solution of this invention.
Examples of the negative electrode include an electrode including a negative electrode active material capable of electrochemically inserting and extracting lithium ions. As the negative electrode active material, known negative electrode active materials for lithium ion secondary batteries can be used. Graphite (graphite) capable of occluding and releasing lithium ions, carbonaceous materials such as amorphous carbon, metallic lithium, lithium alloys And the like, and metal compounds. These negative electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

なかでも、負極活物質としては、炭素質材料が好ましい。また、炭素質材料としては、黒鉛、および黒鉛の表面を該黒鉛に比べて非晶質の炭素で被覆した炭素質材料が特に好ましい。
黒鉛は、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、以下単にd値という。)が0.335〜0.338nmであることが好ましく、0.335〜0.337nmであることがより好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましく、100nm以上であることがさらに好ましい。黒鉛の灰分は、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることがさらに好ましい。
Especially, as a negative electrode active material, a carbonaceous material is preferable. Further, as the carbonaceous material, graphite and a carbonaceous material in which the surface of graphite is coated with amorphous carbon as compared with the graphite are particularly preferable.
Graphite preferably has a lattice plane (002 plane) d value (interlayer distance, hereinafter simply referred to as d value) of 0.335 to 0.338 nm determined by X-ray diffraction using the Gakushin method. More preferably, it is -0.337 nm. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 30 nm or more, more preferably 50 nm or more, and further preferably 100 nm or more. The ash content of graphite is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and further preferably 0.1% by mass or less.

また、黒鉛の表面を非晶質炭素で被覆した炭素質材料としては、d値が0.335〜0.338nmである黒鉛を核材とし、該黒鉛の表面に該黒鉛よりもd値が大きい非晶質炭素が被覆されており、かつ核材の黒鉛(質量W)と該黒鉛を被覆する非晶質炭素(質量W)の割合が質量比(W/W)で80/20〜99/1であることが好ましい。この炭素質材料を用いることにより、高い容量で、かつ電解液と反応しにくい負極を製造することが容易になる。 Further, as a carbonaceous material in which the surface of graphite is coated with amorphous carbon, graphite having a d value of 0.335 to 0.338 nm is used as a core material, and the d value of the graphite surface is larger than that of the graphite. The ratio of graphite (mass W A ), which is coated with amorphous carbon, and amorphous carbon (mass W B ) covering the graphite is 80 / weight ratio (W A / W B ). It is preferable that it is 20-99 / 1. By using this carbonaceous material, it becomes easy to produce a negative electrode having a high capacity and hardly reacting with the electrolytic solution.

炭素質材料の粒径は、レーザー回折・散乱法によるメジアン径で、1μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましく、7μm以上であることが特に好ましい。また、炭素質材料の粒径の上限は、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、40μm以下であることがさらに好ましく、30μm以下であることが特に好ましい。   The particle size of the carbonaceous material is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, further preferably 5 μm or more, and more preferably 7 μm or more in terms of the median diameter by a laser diffraction / scattering method. Particularly preferred. Further, the upper limit of the particle size of the carbonaceous material is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, further preferably 40 μm or less, and particularly preferably 30 μm or less.

炭素質材料のBET法による比表面積は、0.3m/g以上であることが好ましく、0.5m/g以上であることがより好ましく、0.7m/g以上であることがさらに好ましく、0.8m/g以上であることが特に好ましい。炭素質材料の比表面積の上限は、25.0m/g以下であることが好ましく、20.0m/g以下であることがより好ましく、15.0m/g以下であることがさらに好ましく、10.0m/g以下であることがより好ましい。 The specific surface area according to the BET method of the carbonaceous material is preferably 0.3 m 2 / g or more, more preferably 0.5 m 2 / g or more, and further preferably 0.7 m 2 / g or more. Preferably, it is particularly preferably 0.8 m 2 / g or more. The upper limit of the specific surface area of the carbonaceous material is preferably at 25.0 m 2 / g or less, more preferably 20.0 m 2 / g or less, more preferably at most 15.0 m 2 / g It is more preferable that it is 10.0 m < 2 > / g or less.

炭素質材料は、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトルで分析したときに、1570〜1620cm−1の範囲にあるピークPのピーク強度Iと、1300〜1400cm−1の範囲にあるピークPのピーク強度Iとの比で表されるR値(=I/I)が、0.01〜0.7であることが好ましい。また、ピークPの半値幅が、26cm−1以下であることが好ましく、25cm−1以下であることが特に好ましい。 Carbonaceous material, when analyzed by Raman spectrum using argon ion laser light, the peak P in the peak intensity I A of the peak P A in the range of 1570~1620Cm -1, in the range of 1300~1400Cm -1 R value expressed by the ratio of the peak intensity I B of B (= I B / I a ) is preferably a 0.01 to 0.7. Further, the half width of the peak P A is, it is particularly preferable is preferably 26cm -1 or less, and 25 cm -1 or less.

金属リチウム以外に負極活物質として使用できる金属としては、Ag、Zn、Al、Ga、In、Si、Ti、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Cu、Ni、Sr、Ba等が挙げられる。また、リチウム合金としては、リチウムと前記金属の合金が挙げられる。また、金属化合物としては、前記金属の酸化物等が挙げられる。
なかでも、Si、Sn、Ge、TiおよびAlからなる群から選ばれる1種以上の金属、該金属を含む金属化合物、金属酸化物、リチウム合金が好ましく、Si、SnおよびAlからなる群から選ばれる1種以上の金属、該金属を含む金属化合物、リチウム合金、チタン酸リチウムがより好ましい。
リチウムイオンを吸蔵・放出できる金属、該金属を含む金属化合物、およびリチウム合金は、一般に黒鉛に代表される炭素質材料と比較して、単位質量当たりの容量が大きいので、より高エネルギー密度が求められる二次電池に好適である。
Examples of metals that can be used as the negative electrode active material other than metallic lithium include Ag, Zn, Al, Ga, In, Si, Ti, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Cu, Ni, Sr, and Ba. It is done. Moreover, as a lithium alloy, the alloy of lithium and the said metal is mentioned. Moreover, as a metal compound, the said metal oxide etc. are mentioned.
Among these, at least one metal selected from the group consisting of Si, Sn, Ge, Ti and Al, a metal compound containing the metal, a metal oxide and a lithium alloy are preferable, and selected from the group consisting of Si, Sn and Al. One or more kinds of metals, a metal compound containing the metal, a lithium alloy, and lithium titanate are more preferable.
A metal capable of inserting and extracting lithium ions, a metal compound containing the metal, and a lithium alloy generally have a larger capacity per unit mass than a carbonaceous material typified by graphite, so a higher energy density is required. It is suitable for a secondary battery.

正極としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる正極活物質を含む電極が挙げられる。
正極活物質としては、公知のリチウムイオン二次電池用正極活物質を用いることができ、たとえば、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物等のリチウム含有遷移金属酸化物、1種類以上の遷移金属を用いたリチウム含有遷移金属複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、金属酸化物、オリビン型金属リチウム塩等が挙げられる。
Examples of the positive electrode include an electrode including a positive electrode active material that can electrochemically occlude and release lithium ions.
As the positive electrode active material, known positive electrode active materials for lithium ion secondary batteries can be used. For example, lithium-containing transition metal oxides such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and lithium manganese oxide, Examples thereof include lithium-containing transition metal composite oxides, transition metal oxides, transition metal sulfides, metal oxides, and olivine type metal lithium salts using the above transition metals.

リチウム含有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、たとえば、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、Yb等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。他の金属で置換されたものとしては、LiMn0.5Ni0.5、LiMn1.8Al0.2、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiMn1.5Ni0.5、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiMn1.8Al0.2が挙げられる。
遷移金属酸化物としては、たとえば、TiO、MnO、MoO、V、V13、遷移金属硫化物としてはTiS、FeS、MoS、金属酸化物としてはSnO、SiO等が挙げられる。
オリビン型金属リチウム塩は、(式)Li(ただし、XはFe(II)、Co(II)、Mn(II)、Ni(II)、V(II)、またはCu(II)を示しYはPまたはSを示し、0≦L≦3、1≦x≦2、1≦y≦3、4≦z≦12、0≦g≦1である数をそれぞれ示す)で示される物質またはこれらの複合体である。たとえば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP、LiMnPO、LiNiPO、LiCoPO、LiFePOF、LiMnPOF、LiNiPOF、LiCoPOF、LiFeSiO、LiMnSiO、LiNiSiO、LiCoSiOが挙げられる。これら正極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、これら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が付着したものを用いることもできる。表面付着物質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。
表面付着物質の量としては、正極活物質に対する質量の下限は0.1ppmが好ましく、より好ましくは1ppm、更に好ましくは10ppmである。上限は20%が好ましく、より好ましくは10%、更に好ましくは5%である。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。
The transition metal of the lithium-containing transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, for example, lithium cobalt composite oxide such as LiCoO 2 or lithium nickel composite such as LiNiO 2. Lithium manganese composite oxides such as oxides, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiMnO 3 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal composite oxides are Al, Ti, V, Cr, Mn, Examples include those substituted with other metals such as Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, and Yb. Examples of those substituted with other metals include LiMn 0.5 Ni 0.5 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiMn 1 .5 Ni 0.5 O 4, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 and the like.
Examples of transition metal oxides include TiO 2 , MnO 2 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , transition metal sulfides TiS 2 , FeS, MoS 2 , metal oxides SnO 2 , Examples thereof include SiO 2 .
The olivine-type metal lithium salt is represented by (formula) Li L X x Y y O z F g (where X is Fe (II), Co (II), Mn (II), Ni (II), V (II), Or Cu (II), Y represents P or S, and each represents a number satisfying 0 ≦ L ≦ 3, 1 ≦ x ≦ 2, 1 ≦ y ≦ 3, 4 ≦ z ≦ 12, 0 ≦ g ≦ 1 ) Or a complex thereof. For example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , LiFeP 2 O 7 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 2 FePO 4 F, Li 2 MnPO 4 F, Li 2 NiPO 4 F, Li 2 CoPO Examples thereof include 4 F, Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 NiSiO 4 , and Li 2 CoSiO 4 . These positive electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
In addition, a material in which a substance having a composition different from that of the main constituent of the positive electrode active material is attached to the surface of the positive electrode active material can be used. 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, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.
As the amount of the surface adhering substance, the lower limit of the mass with respect to the positive electrode active material is preferably 0.1 ppm, more preferably 1 ppm, and still more preferably 10 ppm. The upper limit is preferably 20%, more preferably 10%, still more preferably 5%. 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.

正極活物質としては、放電電圧が高く、かつ電気化学的安定性が高い点から、LiCoO、LiNiO、LiMnO等のα−NaCrO構造を母体とするリチウム含有複合酸化物、LiMn等のスピネル型構造を母体とするリチウム含有複合酸化物が好ましい。
本発明の二次電池は、負極および/または正極のいずれか一方または両方が分極性電極である負極および正極と、本発明の非水電解液とを有する。分極性電極は、電気化学的に不活性な高比表面積の材料を主体とするものが好ましく、活性炭、カーボンブラック、金属微粒子、導電性酸化物微粒子からなるものが特に好ましい。なかでも、金属集電体の表面に活性炭等の高比表面積の炭素材料粉末からなる電極層が形成されたものが好ましい。本願発明の非水電解液は、リチウム塩を良好に溶解させ、かつ、不燃性にも優れることから、他の帯電デバイスに用いることができる。他の帯電デバイスとしては例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。
As the positive electrode active material, a lithium-containing composite oxide based on an α-NaCrO 2 structure such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2, or the like, LiMn 2 O, because of its high discharge voltage and high electrochemical stability A lithium-containing composite oxide based on a spinel structure such as 4 is preferred.
The secondary battery of the present invention has a negative electrode and a positive electrode in which either one or both of the negative electrode and / or the positive electrode are polarizable electrodes, and the non-aqueous electrolyte of the present invention. The polarizable electrode is preferably composed mainly of a material having a high specific surface area that is electrochemically inactive, and particularly preferably composed of activated carbon, carbon black, metal fine particles, and conductive oxide fine particles. In particular, it is preferable that an electrode layer made of a carbon material powder having a high specific surface area such as activated carbon is formed on the surface of the metal current collector. The nonaqueous electrolytic solution of the present invention can be used for other charging devices because it dissolves lithium salt well and is excellent in nonflammability. Examples of other charging devices include an electric double layer capacitor and a lithium ion capacitor.

電極の作製には、負極活物質または正極活物質を結着させる結着剤を用いる。
負極活物質および正極活物質を結着する結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒、電解液に対して安定な材料であれば、任意の結着剤を使用することができる。結着剤は、たとえば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有する重合体およびその共重合体、アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体等のアクリル酸系重合体およびその共重合体等が挙げられる。これらの結着剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
For the production of the electrode, a binder that binds the negative electrode active material or the positive electrode active material is used.
As the binder for binding the negative electrode active material and the positive electrode active material, any binder can be used as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and the electrolytic solution used during electrode production. The binder is, for example, a fluororesin such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene, a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, a polymer having an unsaturated bond such as styrene / butadiene rubber, isoprene rubber or butadiene rubber, and a copolymer thereof. Examples thereof include acrylic polymers such as polymers, acrylic acid copolymers, and methacrylic acid copolymers, and copolymers thereof. These binders may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

電極中には、機械的強度、電気伝導度を高めるために増粘剤、導電材、充填剤等を含有させてもよい。
増粘剤としては、たとえば、カルボキシルメチルセルロース、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、ガゼイン、ポリビニルピロリドンが挙げられる。これらの増粘剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The electrode may contain a thickener, a conductive material, a filler and the like in order to increase mechanical strength and electrical conductivity.
Examples of the thickener include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and polyvinylpyrrolidone. These thickeners may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

導電材としては、たとえば、銅またはニッケル等の金属材料、グラファイトまたはカーボンブラック等の炭素質材料が挙げられる。これら導電材は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the conductive material include a metal material such as copper or nickel, and a carbonaceous material such as graphite or carbon black. These electrically conductive materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

電極の製造法としては、負極活物質または正極活物質に、結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー化し、これを集電体に塗布、乾燥して製造することができる。この場合、乾燥後にプレスすることによって電極を圧密化することが好ましい。
正極活物質層の密度が低すぎると二次電池の容量が不充分となるおそれがある。
As an electrode manufacturing method, a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, etc. are added to a negative electrode active material or a positive electrode active material to form a slurry, which is then applied to a current collector and dried. it can. In this case, the electrode is preferably consolidated by pressing after drying.
If the density of the positive electrode active material layer is too low, the capacity of the secondary battery may be insufficient.

集電体としては、各種の集電体を用いることができるが、通常は金属または合金が用いられる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス等が挙げられ、銅が好ましい。また、正極の集電体としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属またはその合金が挙げられ、アルミニウムまたはその合金が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。   As the current collector, various current collectors can be used, but usually a metal or an alloy is used. Examples of the negative electrode current collector include copper, nickel, and stainless steel, with copper being preferred. Moreover, examples of the current collector for the positive electrode include metals such as aluminum, titanium, and tantalum, and alloys thereof. Aluminum or an alloy thereof is preferable, and aluminum is particularly preferable.

二次電池の形状は、用途に応じて選択すればよく、コイン型であってもよく、円筒型であっても、角型であってもラミネート型であってもよい。また、正極および負極の形状も、二次電池の形状に合わせて適宜選択することができる。
本発明の二次電池の充電電圧は、3.4V以上とするのが好ましく、4.0V以上が特に好ましく、4.2V以上がとりわけ好ましい。二次電池の正極活物質が、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、金属酸化物の場合の充電電圧は4.0V以上が好ましく、4.2Vが特に好ましい。また、正極活物質がオリビン型金属リチウム塩の場合の充電電圧は3.2Vが好ましく、3.4V以上が特に好ましい。本発明の非水電解液は、4.2V以上の耐酸化性と0.2V以下の耐還元性を有することから、該範囲に作動電位を有する任意の電極に本発明の電解液を用いることが出来る。
さらに、本発明の二次電池は、充電電圧を4.2V以上(リチウム金属を基準とした電位)で用いる二次電池であることがとりわけ好ましい。たとえば、電位窓が0V〜4.2Vの範囲より広い本発明の非水電解液を有する二次電池が挙げられる。
The shape of the secondary battery may be selected according to the application, and may be a coin type, a cylindrical type, a square type or a laminate type. Further, the shapes of the positive electrode and the negative electrode can be appropriately selected according to the shape of the secondary battery.
The charging voltage of the secondary battery of the present invention is preferably 3.4 V or higher, particularly preferably 4.0 V or higher, and particularly preferably 4.2 V or higher. When the positive electrode active material of the secondary battery is a lithium-containing transition metal oxide, a lithium-containing transition metal composite oxide, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, or a metal oxide, the charging voltage is preferably 4.0 V or more, 4.2V is particularly preferred. In addition, when the positive electrode active material is an olivine-type metal lithium salt, the charging voltage is preferably 3.2 V and particularly preferably 3.4 V or more. Since the nonaqueous electrolytic solution of the present invention has an oxidation resistance of 4.2 V or higher and a reduction resistance of 0.2 V or lower, the electrolytic solution of the present invention is used for any electrode having an operating potential in the range. I can do it.
Furthermore, the secondary battery of the present invention is particularly preferably a secondary battery that is used at a charging voltage of 4.2 V or higher (potential based on lithium metal). For example, a secondary battery having the nonaqueous electrolytic solution of the present invention having a potential window wider than the range of 0V to 4.2V can be given.

二次電池の正極と負極の間には、短絡を防止するために通常はセパレータとして多孔膜を介在させる。この場合、非水電解液は該多孔膜に含浸させて用いる。多孔膜の材質および形状は、非水電解液に対して安定であり、かつ保液性に優れていれば特に制限はなく、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマー等のフッ素樹脂、またはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シートまたは不織布が好ましく、材質はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。また、これらの多孔膜に電解液を含浸させてゲル化させたものをゲル電解質として用いても良い。
本発明の非水電解液に使用される電池外装体の材質も二次電池に通常用いられる材質であればよく、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、チタン、樹脂材料、フィルム材料等が挙げられる。
In order to prevent a short circuit, a porous film is usually interposed as a separator between the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery. In this case, the nonaqueous electrolytic solution is used by impregnating the porous membrane. The material and shape of the porous membrane are not particularly limited as long as it is stable with respect to the non-aqueous electrolyte and has excellent liquid retention properties, such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene, etc. A porous sheet or non-woven fabric made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene is preferred, and a material such as polyethylene or polypropylene is preferred. Moreover, you may use what made these porous membranes impregnate electrolyte solution and gelatinize it as a gel electrolyte.
The battery case used in the non-aqueous electrolyte of the present invention may be made of any material that is usually used for secondary batteries. Nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or alloys thereof, nickel, titanium, and resin materials And film materials.

本発明の二次電池は、前述の非水電解液を用いているため、過熱、過充電、内部短絡、外部短絡等、二次電池に過度な負担が生じても、発火のおそれがなく不燃性に優れている。したがって、二次電池内に前述のような過度な負担を監視する複雑な監視システムを備えなくてもよい。
そのため、本発明の二次電池は、携帯電話、携帯ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、電動工具、ノートパソコン、携帯情報端末、携帯音楽プレーヤー、電気自動車、ハイブリット式自動車、電車、航空機、人工衛星、潜水艦、船舶、無停電電源装置、ロボット、電力貯蔵システム等の様々な用途に用いることができる。また、本発明の二次電池は特に安全性に優れているために、電気自動車、ハイブリット式自動車、電車、航空機、人工衛星、潜水艦、船舶、無停電電源装置、ロボット、電力貯蔵システム等の大型二次電池に特に好ましい特性を有する。
Since the secondary battery of the present invention uses the non-aqueous electrolyte described above, there is no risk of ignition even if an excessive load is generated on the secondary battery, such as overheating, overcharging, internal short circuit, external short circuit, etc. Excellent in properties. Therefore, it is not necessary to provide a complicated monitoring system for monitoring the excessive load as described above in the secondary battery.
Therefore, the secondary battery of the present invention includes a mobile phone, a portable game machine, a digital camera, a digital video camera, an electric tool, a notebook computer, a portable information terminal, a portable music player, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a train, an aircraft, an artificial It can be used for various applications such as satellites, submarines, ships, uninterruptible power supplies, robots, and power storage systems. Further, since the secondary battery of the present invention is particularly excellent in safety, large-scale electric vehicles, hybrid vehicles, trains, aircraft, satellites, submarines, ships, uninterruptible power supply devices, robots, power storage systems, etc. The secondary battery has particularly preferable characteristics.

以上説明した本発明の二次電池用電解液は、前記二次電池用電解液を用いることにより、電解液の劣化が抑制されており、優れたサイクル特性と、長期の不燃性および実用上充分な電導度を備えている。   As described above, the secondary battery electrolyte solution of the present invention uses the secondary battery electrolyte solution to suppress deterioration of the electrolyte solution, and has excellent cycle characteristics, long-term incombustibility, and practically sufficient. It has a good electrical conductivity.

以下、実施例および比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by the following description.

[製造例1]
トリエチレングリコールモノメチルエーテル(287g、1.75mol)を滴下ロート、温度計、コンデンサーを据え付けた500mlの四つ口フラスコに仕込み、内温を30℃以内に保ちながら塩化アセチル(165g、2.1mol)を徐々に滴下した。滴下終了後、60℃で4時間反応を継続した。GC分析によりトリエチレングリコールモノメチルエーテルが消失しているのを確認し、得られた粗液を多段精留塔にて精製したところ、99.9%純度の目的物、トリエチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテートを170g得た。
該トリエチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート(3.09g、15.0mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液1とする。
[Production Example 1]
Triethylene glycol monomethyl ether (287 g, 1.75 mol) was charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer and condenser, and acetyl chloride (165 g, 2.1 mol) while maintaining the internal temperature within 30 ° C. Was gradually added dropwise. After completion of dropping, the reaction was continued at 60 ° C. for 4 hours. It was confirmed by GC analysis that triethylene glycol monomethyl ether had disappeared, and the resulting crude liquid was purified with a multi-stage rectification column. As a result, 99.9% purity target product, triethylene glycol monomethyl ether monoacetate was obtained. 170 g was obtained.
The triethylene glycol monomethyl ether monoacetate (3.09 g, 15.0 mmol) and a lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) are mixed to form a complex, and the complex is hydrofluoroether HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL) is added and mixed to obtain an electrolytic solution 1.

[製造例2]
トリエチレングリコール(150g、1.00mol)を滴下ロート、温度計、コンデンサーを据え付ける500mlの四つ口フラスコに仕込み、内温を30℃以内に保ちながら塩化アセチル(165g、2.1mol)を徐々に滴下する。滴下終了後、60℃で4時間反応を継続する。GC分析によりトリエチレングリコールが消失しているのを確認し、得られた粗液を多段精留塔にて精製して、99.9%純度の目的物、トリエチレングリコールジアセテートを得る。
該トリエチレングリコールジアセテート(4.68g、20.0mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液2とする。
[Production Example 2]
Triethylene glycol (150 g, 1.00 mol) was charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer and condenser, and acetyl chloride (165 g, 2.1 mol) was gradually added while maintaining the internal temperature within 30 ° C. Dripping. After completion of dropping, the reaction is continued at 60 ° C. for 4 hours. It is confirmed by GC analysis that triethylene glycol has disappeared, and the resulting crude liquid is purified by a multistage rectification column to obtain a 99.9% pure target product, triethylene glycol diacetate.
The triethylene glycol diacetate (4.68 g, 20.0 mmol) and the lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) are mixed to form a complex, and the complex is a hydrofluoroether. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10mL) added and mixed to the electrolyte 2.

[製造例3]
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(210g、1.75mol)を滴下ロート、温度計、コンデンサーを据え付ける500mlの四つ口フラスコに仕込み、内温を30℃以内に保ちながら塩化アセチル(165g、2.1mol)を徐々に滴下する。滴下終了後、60℃で4時間反応を継続する。GC分析によりジエチレングリコールモノメチルエーテルが消失しているのを確認し、得られた粗液を多段精留塔にて精製して、99.9%純度の目的物、ジエチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテートを得る。
該ジエチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート(3.24g、20.0mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液3とする。
[Production Example 3]
Diethylene glycol monomethyl ether (210 g, 1.75 mol) was charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer and condenser, and acetyl chloride (165 g, 2.1 mol) was gradually added while maintaining the internal temperature within 30 ° C. Dripping. After completion of dropping, the reaction is continued at 60 ° C. for 4 hours. It is confirmed by GC analysis that diethylene glycol monomethyl ether has disappeared, and the obtained crude liquid is purified by a multistage rectification column to obtain a 99.9% pure target product, diethylene glycol monomethyl ether monoacetate.
The diethylene glycol monomethyl ether monoacetate (3.24 g, 20.0 mmol) and a lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) are mixed to form a complex, and the complex is a hydrofluoroether. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10mL) added and mixed to the electrolyte 3.

[製造例4]
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(180g、1.50mol)とオイル含浸水素化ナトリウム(10g、純度55%)を滴下ロート、温度計、コンデンサーを据え付ける500mlの四つ口フラスコに仕込む。コンデンサーには65℃の温水を流通させ内温を140℃に昇温する。滴下ロートにはヘキサクロロアセトン(132g、0.5mol)を仕込む。滴下ロートから、攪拌下、ヘキサクロロアセトンを副生するクロロホルムを留去しながら2時間掛けて仕込む。滴下終了後、クロロホルムの留出が確認されなくなるまで加熱を継続させる。冷却後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行うことで純度99.9%の目的物、ビス(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)カーボネートを得る。
該ビス(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)カーボネート(3.99g、15.0mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液4とする。
[Production Example 4]
Diethylene glycol monomethyl ether (180 g, 1.50 mol) and oil-impregnated sodium hydride (10 g, purity 55%) are charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer and condenser. The condenser is supplied with 65 ° C. warm water to raise the internal temperature to 140 ° C. The dropping funnel is charged with hexachloroacetone (132 g, 0.5 mol). From the dropping funnel, with stirring, the chloroform by-produced hexachloroacetone is distilled off and charged over 2 hours. After completion of the dropwise addition, heating is continued until no distillation of chloroform is confirmed. After cooling, purification by silica gel column chromatography yields the target product, bis (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) carbonate, having a purity of 99.9%.
The bis (2- (2-methoxyethoxy) ethoxy) carbonate (3.99 g, 15.0 mmol) and the lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) were mixed to form a complex, To this complex, HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL), which is a hydrofluoroether, is added and mixed to obtain an electrolytic solution 4.

[製造例5]
2−メトキシエタノール(114g、1.50mol)とオイル含浸水素化ナトリウム(10g、純度55%)を滴下ロート、温度計、コンデンサーを据え付ける500mlの四つ口フラスコに仕込む。コンデンサーには65℃の温水を流通させ還流を掛ける。滴下ロートにはヘキサクロロアセトン(132g、0.5mol)を仕込む。滴下ロートから、副生するクロロホルムを留去しながら、攪拌下ヘキサクロロアセトンを2時間かけて仕込む。滴下終了後、クロロホルムの留出が確認されなくなるまで加熱を継続させる。冷却後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行うことで純度99.9%の目的物、ビス(2−メトキシエトキシ)カーボネートを得る。
該ビス(2−メトキシエトキシ)カーボネート(3.56g、20.0mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液5とする。
[Production Example 5]
2-Methoxyethanol (114 g, 1.50 mol) and oil impregnated sodium hydride (10 g, purity 55%) are charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a dropping funnel, thermometer and condenser. The condenser is refluxed by passing hot water of 65 ° C. The dropping funnel is charged with hexachloroacetone (132 g, 0.5 mol). From the dropping funnel, hexachloroacetone is charged over 2 hours with stirring while distilling off by-produced chloroform. After completion of the dropwise addition, heating is continued until no distillation of chloroform is confirmed. After cooling, purification by silica gel column chromatography yields the desired product, bis (2-methoxyethoxy) carbonate, having a purity of 99.9%.
The bis (2-methoxyethoxy) carbonate (3.56 g, 20.0 mmol) and the lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) are mixed to form a complex. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL) which is ether is added and mixed to obtain an electrolytic solution 5.

[製造例6]
下記化合物(1−B1−1)(2.41g、6.7mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液6とする。
[Production Example 6]
The following compound (1-B1-1) (2.41 g, 6.7 mmol) and LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) which is a lithium salt are mixed to form a complex. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL) which is ether is added and mixed to obtain an electrolyte solution 6.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

[製造例7]
下記化合物(1−A−1)(2.68g、6.7mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液7とする。
[Production Example 7]
The following compound (1-A-1) (2.68 g, 6.7 mmol) and LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) which is a lithium salt are mixed to form a complex. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL) which is ether is added and mixed to obtain an electrolyte solution 7.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

[製造例8](参考例)
ジグライム(東京化成社製)を、10段の多段蒸留精製により、水酸基含有不純物(ジグライムの末端が水酸基となっている不純物)の含有量がGC分析の検出限界(検出限界:10mg/kg)以下になるように精製し、該ジグライム(1.78g、13.3mmol)と、リチウム塩であるLiPF(1.51g、10.0mmol)とを混合して錯体を形成させ、該錯体にハイドロフルオロエーテルであるHFE347(CFCHOCFCFH、10mL)を添加、混合して電解液Aとする。
[Production Example 8] (Reference Example)
Diglyme (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is refined by 10-stage multi-stage distillation so that the content of hydroxyl group-containing impurities (impurities in which diglyme ends are hydroxyl groups) is less than the detection limit (detection limit: 10 mg / kg) of GC analysis. The diglyme (1.78 g, 13.3 mmol) and the lithium salt LiPF 6 (1.51 g, 10.0 mmol) were mixed to form a complex. HFE347 (CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H, 10 mL) which is ether is added and mixed to obtain an electrolytic solution A.

<LiCoO正極−リチウム金属箔からなる単極セルのシート状リチウムイオン二次電池の評価>
[実施例1]
LiCoO(AGCセイミケミカル社製、商品名「セリオンC」)90質量部、カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」)5質量部、およびポリフッ化ビニリデン5質量部を混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えてスラリー状とし、該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔の片面に均一に塗布、乾燥し、その後正極活物質層の密度が3.0g/cmになるようにプレスして正極を作製する。
次いで、前記LiCoO正極、該LiCoO正極と同面積のリチウム金属箔、およびポリエチレン製のセパレータを、リチウム金属箔、セパレータ、LiCoO正極の順に積層して電池要素を作製する。次いで、アルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層(ポリエチレン樹脂)で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に、前記電池要素を、該電池要素のLiCoO正極および負極(リチウム金属箔)の端子が前記袋の外部に出るようにして収容する。次いで、該袋内に、製造例1で調製した電解液1を注入して真空封止を行い、シート状二次電池1(二次電池1)を作製する。
<Evaluation of sheet-shaped lithium ion secondary battery of single electrode cell made of LiCoO 2 positive electrode-lithium metal foil>
[Example 1]
90 parts by mass of LiCoO 2 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., trade name “Selion C”), 5 parts by mass of carbon black (trade name “Denka Black”, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride were mixed. , N-methyl-2-pyrrolidone is added to form a slurry, and the slurry is uniformly applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. Thereafter, the density of the positive electrode active material layer becomes 3.0 g / cm 3 . The positive electrode is manufactured by pressing as described above.
Next, the LiCoO 2 positive electrode, a lithium metal foil having the same area as the LiCoO 2 positive electrode, and a polyethylene separator are laminated in the order of the lithium metal foil, the separator, and the LiCoO 2 positive electrode to produce a battery element. Next, the battery element is placed in a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer (polyethylene resin), and terminals of the LiCoO 2 positive electrode and negative electrode (lithium metal foil) of the battery element are provided. The bag is stored outside the bag. Next, the electrolytic solution 1 prepared in Production Example 1 is injected into the bag and vacuum-sealed to produce a sheet-like secondary battery 1 (secondary battery 1).

[実施例2〜7]
用いた電解液を表1に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様にしてシート状二次電池2〜7(二次電池2〜7)を作製する。
[Examples 2 to 7]
Sheet-like secondary batteries 2 to 7 (secondary batteries 2 to 7) are produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution used is changed as shown in Table 1.

[比較例1]
製造例8で調製した電解液Aを用いた以外は、実施例1と同様にしてシート状二次電池8(二次電池8)を作製する。
[Comparative Example 1]
A sheet-like secondary battery 8 (secondary battery 8) is produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution A prepared in Production Example 8 is used.

[評価方法]
実施例1〜7および比較例1の二次電池1〜8のサイクル特性の評価を、以下に示す方法により行う。
LiCoO正極−リチウム金属箔からなる単極セルのシート状二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において、0.1Cに相当する定電流で4.2Vまで充電し、0.1Cに相当する定電流で3Vまで放電するサイクルを5サイクル行い、二次電池を安定させる。5サイクル目以降は、0.2Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.02Cになるまで充電を行い、0.2Cの定電流で3Vまで放電するサイクルを繰り返し、一回目の放電容量に対する80サイクル目の放電容量の維持率を評価成績とする。ただし、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、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
また、充電電圧を4.2Vから4.3V、4.4Vとする条件についても、前述と同様のサイクル特性の評価を行う。
[Evaluation methods]
Evaluation of the cycle characteristics of the secondary batteries 1 to 8 of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 is performed by the following method.
With a constant current corresponding to 0.1 C at 25 ° C. in a state where a sheet-like secondary battery of a single electrode cell made of LiCoO 2 positive electrode-lithium metal foil is sandwiched between glass plates in order to enhance the adhesion between the electrodes. Charge the battery to 4.2V and perform 5 cycles of discharging to 3V with a constant current corresponding to 0.1C to stabilize the secondary battery. After the 5th cycle, the battery is charged to 4.2V with a constant current of 0.2C, and further charged to a current value of 0.02C with a constant voltage of 4.2V, and up to 3V with a constant current of 0.2C. The discharge cycle is repeated, and the maintenance rate of the discharge capacity at the 80th cycle relative to the first discharge capacity is taken as the evaluation result. However, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in 1 hour, and 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.
In addition, the cycle characteristics similar to those described above are also evaluated under the condition where the charging voltage is changed from 4.2 V to 4.3 V and 4.4 V.

サイクル特性の評価基準は、以下に示す通りとする。
○:充電容量維持率が90%以上である。
△:充電容量維持率が85%以上90%未満である。
×:充電容量維持率が85%未満である。
表1に、実施例1〜7および比較例1の二次電池1〜8のサイクル特性の評価を示す。表1中の「Vc」は、充電電圧を意味する。
The evaluation criteria for cycle characteristics are as follows.
○: The charge capacity maintenance rate is 90% or more.
Δ: The charge capacity retention rate is 85% or more and less than 90%.
X: The charge capacity maintenance rate is less than 85%.
Table 1 shows the evaluation of the cycle characteristics of the secondary batteries 1 to 8 of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1. “Vc” in Table 1 means a charging voltage.

Figure 2011040311
Figure 2011040311

表1に示すように、本発明の化合物(1)を含む電解液を備える実施例1〜7の二次電池は、充電電圧4.2V、4.3V、4.4Vの全ての条件において、ジグライムを用いる比較例1の二次電池よりもサイクル特性に優れる。   As shown in Table 1, the secondary batteries of Examples 1 to 7 including the electrolytic solution containing the compound (1) of the present invention were charged under the conditions of a charging voltage of 4.2 V, 4.3 V, and 4.4 V. The cycle characteristics are superior to those of the secondary battery of Comparative Example 1 using diglyme.

本発明のリチウムイオン二次電池用電解液およびリチウムイオン二次電池は、サイクル特性に優れ、長期の不燃性と実用上充分な電導度を備えている。そのため、携帯電話、ノートパソコン、電気自動車等の様々な用途の二次電池に好適に使用することができる。   The electrolyte for a lithium ion secondary battery and the lithium ion secondary battery of the present invention are excellent in cycle characteristics, have long-term nonflammability and practically sufficient conductivity. Therefore, it can be suitably used for a secondary battery for various uses such as a mobile phone, a notebook computer, and an electric vehicle.

Claims (13)

リチウム塩と、下記化合物(1)とを含むことを特徴とする二次電池用電解液。
化合物(1):下式(1H)で表される化合物(1H)の炭素原子に結合する水素原子が置換した1価の電子吸引性基(A)、該化合物(1H)中の2以上の炭素原子とともに形成した電子吸引性基(B)、該化合物(1H)中の−CH−が置換された電子吸引性基(C)、および該化合物(1H)中のRH1またはRH2が置換した1価の電子吸引性基(D)からなる群から選ばれる1以上の電子吸引性基を有する化合物。
Figure 2011040311
ただし、式中の記号は次の意味を示す。
m:1〜4の整数。
n:2〜10の整数。
H1およびRH2:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、該アルキル基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。または、RH1およびRH2は互いに連結して形成した、炭素数1〜5のアルキレン基、もしくは、該アルキレン基の炭素−炭素原子間に1以上の酸素原子が挿入された基。
An electrolytic solution for a secondary battery comprising a lithium salt and the following compound (1).
Compound (1): a monovalent electron-withdrawing group (A) in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the compound (1H) represented by the following formula (1H) is substituted, two or more in the compound (1H) An electron-withdrawing group (B) formed with a carbon atom, an electron-withdrawing group (C) in which —CH 2 — in the compound (1H) is substituted, and R H1 or R H2 in the compound (1H) are A compound having one or more electron-withdrawing groups selected from the group consisting of substituted monovalent electron-withdrawing groups (D).
Figure 2011040311
However, the symbol in a formula shows the following meaning.
m: an integer of 1 to 4.
n: An integer of 2 to 10.
R H1 and R H2 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a group having one or more oxygen atoms inserted between carbon-carbon atoms of the alkyl group. Alternatively, R H1 and R H2 are linked to each other, and are an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a group in which one or more oxygen atoms are inserted between carbon-carbon atoms of the alkylene group.
前記化合物(1H)が、下式(1H−1)で表される化合物(1H−1)である、請求項1に記載の二次電池用電解液。
Figure 2011040311
ただし、式中の記号は次の意味を示す。
n:前記化合物(1H)と同じ。
H10およびRH20:それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、または、互いに連結して形成した炭素数1〜5のアルキレン基。
The electrolyte solution for secondary batteries of Claim 1 whose said compound (1H) is a compound (1H-1) represented by the following Formula (1H-1).
Figure 2011040311
However, the symbol in a formula shows the following meaning.
n: Same as the compound (1H).
R H10 and R H20 : each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms formed by linking each other.
前記電子吸引性基(A)が、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、π電子が不足した1価の芳香族基、またはπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基である、請求項1または2に記載の二次電池用電解液。   The electron-withdrawing group (A) is a nitro group, a nitroso group, a cyano group, a monovalent aromatic group lacking π electrons, or a monovalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons. The electrolyte solution for secondary batteries as described in 1 or 2. 前記電子吸引性基(B)が、π電子が不足した2価の芳香族基、またはπ電子が不足した2価の芳香族ヘテロ環基である、請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用電解液。   The electron-withdrawing group (B) is a divalent aromatic group lacking π electrons or a divalent aromatic heterocyclic group lacking π electrons. Secondary battery electrolyte. 電子吸引性基(C)が、−C(=O)−、−SO−または−PO−である、請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池用電解液。 Electron-withdrawing group (C) is, -C (= O) -, - SO 2 - or -PO 2 - a is, the electrolyte solution for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4. 電子吸引性基(D)が、−C(=O)−、−SO−、または−PO−を結合末端に有する基;π電子が不足した1価の芳香族基;およびπ電子が不足した1価の芳香族ヘテロ環基、から選ばれる基である、請求項1〜5のいずれかに記載の二次電池用電解液。 A group in which the electron-withdrawing group (D) has —C (═O) —, —SO 2 —, or —PO 2 — at the bond end; a monovalent aromatic group lacking π electrons; The electrolytic solution for a secondary battery according to any one of claims 1 to 5, which is a group selected from a deficient monovalent aromatic heterocyclic group. 前記リチウム塩が、LiPF、LiBF、LiClO、Li(C、LiN(SO(CFF)(ただし、pは1〜5の整数である。)、FSON(Li)SOF、CFSOLi、および下式(2)で表される化合物(ただし、式中のqは1〜5の整数である。)からなる群から選ばれる1種以上のリチウム塩である、請求項1〜6のいずれかに記載の二次電池用電解液。
Figure 2011040311
The lithium salt is LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , Li (C 2 O 4 ) 2 , LiN (SO 2 (CF 2 ) p F) 2 (where p is an integer of 1 to 5), It is selected from the group consisting of FSO 2 N (Li) SO 2 F, CF 3 SO 3 Li, and a compound represented by the following formula (2) (wherein q is an integer of 1 to 5). The electrolyte solution for secondary batteries in any one of Claims 1-6 which is 1 or more types of lithium salts.
Figure 2011040311
前記化合物(1)の含有量が、前記リチウム塩の総量に対して0.2〜8.0倍モルである、請求項1〜7のいずれかに記載の二次電池用電解液。   The electrolyte solution for secondary batteries in any one of Claims 1-7 whose content of the said compound (1) is 0.2-8.0 times mole with respect to the total amount of the said lithium salt. ハイドロフルオロエーテルを含む、請求項1〜8のいずれかに記載の二次電池用電解液。   The electrolyte solution for secondary batteries in any one of Claims 1-8 containing hydrofluoro ether. カーボネート系溶媒を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の二次電池用電解液。   The electrolyte solution for secondary batteries in any one of Claims 1-9 containing a carbonate type solvent. 前記カーボネート系溶媒の量が、電解液中の全溶媒量を100体積%としたとき10体積%以下である、請求項10に記載の二次電池用電解液。   The electrolyte solution for secondary batteries of Claim 10 whose quantity of the said carbonate type solvent is 10 volume% or less when the total amount of solvent in electrolyte solution is 100 volume%. 電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる材料または金属リチウムまたはリチウム合金からなる負極と、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出できる材料からなる正極と、請求項1〜11のいずれかに記載の二次電池用電解液と、を有するリチウムイオン二次電池。   The negative electrode which consists of a material which can occlude / release lithium ion electrochemically, or metal lithium or a lithium alloy, and the positive electrode which consists of a material which can electrochemically occlude / release lithium ion, A lithium ion secondary battery. 充電電圧を3.4V以上(リチウム金属を基準とした電位)として用いる請求項12に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to claim 12, wherein the charging voltage is 3.4 V or higher (potential based on lithium metal).
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012133698A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 ダイキン工業株式会社 Lithium ion secondary battery and nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery
WO2013035222A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 株式会社日立製作所 Secondary battery positive electrode material and secondary battery using same
WO2014024891A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 旭硝子株式会社 Method for producing carbonate compound and method for producing aromatic polycarbonate
WO2015068487A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 関東電化工業株式会社 Ester having 3,3,3-trifluoropropionate group and method for producing same
JP2015179588A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 三洋化成工業株式会社 Additive agent for batteries
JP2018170266A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 Tdk株式会社 Secondary battery electrolyte and secondary battery
WO2019069210A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent compounds for use as glycol ether replacements
US10263280B2 (en) 2014-03-28 2019-04-16 Evonik Degussa Gmbh 9,10-Bis(1,3-dithiol-2-ylidene)-9,10-dihydroanthracene polymers and use thereof
US10608255B2 (en) 2016-08-05 2020-03-31 Evonik Operations Gmbh Use of thianthrene-containing polymers as a charge store
US10756348B2 (en) 2015-08-26 2020-08-25 Evonik Operations Gmbh Use of certain polymers as a charge store
JP2020177739A (en) * 2019-04-15 2020-10-29 株式会社Gsユアサ Nonaqueous electrolyte power storage device
US10957907B2 (en) 2015-08-26 2021-03-23 Evonik Operations Gmbh Use of certain polymers as a charge store
CN115974722A (en) * 2022-12-28 2023-04-18 天津均凯农业科技有限公司 Synthesis method of cyflumetofen
US11708500B2 (en) 2017-10-02 2023-07-25 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent compounds for use as coalescents

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012216539A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Daikin Ind Ltd Lithium ion secondary battery and nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery
US10720664B2 (en) 2011-03-31 2020-07-21 Daikin Industries, Ltd. Lithium ion secondary battery and nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery
WO2012133698A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 ダイキン工業株式会社 Lithium ion secondary battery and nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery
WO2013035222A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 株式会社日立製作所 Secondary battery positive electrode material and secondary battery using same
JPWO2013035222A1 (en) * 2011-09-09 2015-03-23 株式会社日立製作所 Positive electrode material for secondary battery and secondary battery using the same
US9221740B2 (en) 2012-08-10 2015-12-29 Asahi Glass Company, Limited Method for producing carbonate compound and method for producing aromatic polycarbonate
WO2014024891A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 旭硝子株式会社 Method for producing carbonate compound and method for producing aromatic polycarbonate
CN104540801A (en) * 2012-08-10 2015-04-22 旭硝子株式会社 Method for producing carbonate compound and method for producing aromatic polycarbonate
WO2015068487A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 関東電化工業株式会社 Ester having 3,3,3-trifluoropropionate group and method for producing same
JP2015179588A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 三洋化成工業株式会社 Additive agent for batteries
US10263280B2 (en) 2014-03-28 2019-04-16 Evonik Degussa Gmbh 9,10-Bis(1,3-dithiol-2-ylidene)-9,10-dihydroanthracene polymers and use thereof
US10957907B2 (en) 2015-08-26 2021-03-23 Evonik Operations Gmbh Use of certain polymers as a charge store
US10756348B2 (en) 2015-08-26 2020-08-25 Evonik Operations Gmbh Use of certain polymers as a charge store
US10608255B2 (en) 2016-08-05 2020-03-31 Evonik Operations Gmbh Use of thianthrene-containing polymers as a charge store
JP2018170266A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 Tdk株式会社 Secondary battery electrolyte and secondary battery
WO2019069210A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent compounds for use as glycol ether replacements
US10975016B2 (en) 2017-10-02 2021-04-13 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent compounds for use as glycol ether replacements
US11708500B2 (en) 2017-10-02 2023-07-25 Tbf Environmental Technology Inc. Solvent compounds for use as coalescents
JP2020177739A (en) * 2019-04-15 2020-10-29 株式会社Gsユアサ Nonaqueous electrolyte power storage device
CN115974722A (en) * 2022-12-28 2023-04-18 天津均凯农业科技有限公司 Synthesis method of cyflumetofen

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