JP2011044255A - Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte which can prepare a battery having excellent safety and excellent durability and excellent charge and discharge characteristics of high capacity and high current density, and to provide the nonaqueous electrolyte battery produced by using the nonaqueous electrolyte. <P>SOLUTION: In the nonaqueous electrolyte for the nonaqueous electrolyte battery including an electrolyte and a nonaqueous solvent for dissolving the electrolyte, the nonaqueous electrolyte includes cyclic carbonate and a cyclic sulfone compound containing fluorine, the cyclic carbonate containing fluorine is 8-40 vol.% to the whole nonaqueous solvent, the total amount of a volume of the cyclic carbonate and a volume of the cyclic sulfone compound containing fluorine is 20-60 vol.% to the whole nonaqueous solvent. The nonaqueous electrolyte battery is produced by using the nonaqueous electrolyte. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

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

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる民生用の電源から自動車用等の駆動用車載電源まで広範な用途に、リチウム二次電池等の非水系電解液電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高くなっており、電池特性、例えば高容量、高出力、高温保存特性、サイクル特性、高安全性等を高い水準で達成することが求められている。   Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries are being put to practical use in a wide range of applications from so-called consumer power sources such as mobile phones and notebook computers to in-vehicle power sources for automobiles and the like. However, the demand for higher performance of non-aqueous electrolyte batteries in recent years is increasing, and battery characteristics such as high capacity, high output, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, and high safety are achieved at a high level. It is demanded.

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

こうした非水系電解液電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性等の電池特性を改良したり、加熱時や短絡時の電池の安全性を高めたりするために、非水溶媒や電解質について種々の検討がなされている。例えば、非水溶媒の中でも、スルホランは比較的大きな誘電率や高い電気化学的酸化安定性に加えて、278℃というエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートよりも高い沸点を兼ね備えることから、溶媒として使用することにより、電池の安全性向上に寄与することが期待できる。しかし、スルホランの融点は28℃と高く、スルホランを主溶媒として用いた電池は低温特性が悪くなるという問題点があった。またスルホランは黒鉛負極との相性が悪く、主溶媒として用いると充放電時の容量が理論容量よりも小さくなることも知られている。   In order to improve battery characteristics such as load characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, etc. of these non-aqueous electrolyte batteries, and to improve battery safety during heating and short-circuiting, various studies on non-aqueous solvents and electrolytes Has been made. For example, among non-aqueous solvents, sulfolane has a higher boiling point than ethylene carbonate or propylene carbonate of 278 ° C. in addition to a relatively large dielectric constant and high electrochemical oxidation stability. It can be expected to contribute to the improvement of battery safety. However, the melting point of sulfolane is as high as 28 ° C., and the battery using sulfolane as a main solvent has a problem that the low temperature characteristics are deteriorated. It is also known that sulfolane has poor compatibility with the graphite negative electrode, and when used as a main solvent, the capacity during charge / discharge is smaller than the theoretical capacity.

例えば、特許文献1には、非水系電解液二次電池用の非水系電解液において、スルホランとエチルメチルカーボネートの混合溶媒を用いることで、低温における電解液の固体化を防げることが開示されている。しかしながら、この電解液を用いた非水系電解液二次電池では、初期充放電における電極反応の可逆性が十分ではないため、充放電容量及び充放電効率が満足し得るものではなかった。   For example, Patent Document 1 discloses that in a non-aqueous electrolyte solution for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the use of a mixed solvent of sulfolane and ethyl methyl carbonate prevents the electrolyte solution from solidifying at a low temperature. Yes. However, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using this electrolyte, the reversibility of the electrode reaction in the initial charge / discharge is not sufficient, and thus the charge / discharge capacity and the charge / discharge efficiency cannot be satisfied.

また、特許文献2には、非水系電解液二次電池用の非水系電解液において、スルホランとガンマブチロラクトンを主溶媒とし、かつビニルエチレンカーボネートとビニレンカーボネートを添加することで、黒鉛負極の表面にリチウムイオン透過性の高い良質な被膜が形成され、初期充放電効率が向上することが開示されている。しかしながら、この電解液を用いた非水系電解液二次電池では、ビニレンカーボネートとビニルエチレンカーボネートの双方にて黒鉛負極被膜を形成させるためにリチウムイオンの挿入脱離反応に起因する抵抗が高くなり、出力特性が低下する問題があった。   Patent Document 2 discloses that in a non-aqueous electrolyte solution for a non-aqueous electrolyte secondary battery, sulfolane and gamma butyrolactone are used as main solvents and vinyl ethylene carbonate and vinylene carbonate are added to the surface of the graphite negative electrode. It is disclosed that a high-quality coating with high lithium ion permeability is formed, and the initial charge / discharge efficiency is improved. However, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using this electrolyte, the resistance due to the insertion / desorption reaction of lithium ions is increased in order to form a graphite negative electrode film with both vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate, There was a problem that output characteristics deteriorated.

このような状況下、近年の電池に対する高性能化への要求はますます高くなっており、高容量、高出力、高温保存特性、サイクル特性、高安全性等を、さらなる高い水準で達成することが求められている。   Under these circumstances, demands for higher performance of batteries in recent years are increasing, and to achieve high capacity, high output, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, high safety, etc. at a higher level. Is required.

特開2000−012078号公報JP 2000-012078 A 特開2004−296389号公報JP 2004-296389 A

本発明の課題は、環状スルホン化合物を含有する非水系電解液を用いた場合において、高い電池性能と高い安全性とを両立できる非水系電解液を提供することにあり、またそれを用いた非水系電解液電池を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte that can achieve both high battery performance and high safety when a non-aqueous electrolyte containing a cyclic sulfone compound is used. The object is to provide an aqueous electrolyte battery.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、フッ素を含有する環状カーボネートを、環状スルホン化合物とともに、特定量で、非水系電解液の溶媒として用いることによって、高電流密度での充放電特性の低下を抑制し、高い電池性能と高い安全性とが両立できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a cyclic carbonate containing fluorine together with a cyclic sulfone compound in a specific amount as a solvent for a non-aqueous electrolyte solution. The present inventors have found that high battery performance and high safety can be compatible while suppressing a decrease in charge / discharge characteristics with density, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の要旨は、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含む非水系電解液電池用の非水系電解液であって、非水系電解液が、フッ素を含有する環状カーボネートと環状スルホン化合物とを含有し、非水溶媒全体に対して、フッ素を含有する環状カーボネートの体積が8〜40体積%であり、かつフッ素を含有する環状カーボネートの体積と環状スルホン化合物の体積との合計が、20〜60体積%であることを特徴とする非水系電解液に存する。   That is, the gist of the present invention is a non-aqueous electrolyte solution for a non-aqueous electrolyte battery containing an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving the electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte solution includes a fluorine-containing cyclic carbonate and a cyclic sulfone compound. The volume of the cyclic carbonate containing fluorine is 8 to 40% by volume with respect to the whole non-aqueous solvent, and the total of the volume of the cyclic carbonate containing fluorine and the volume of the cyclic sulfone compound is The nonaqueous electrolyte solution is 20 to 60% by volume.

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

本発明の非水系電解液は、非水溶媒全体に対して、フッ素を含有する環状カーボネートの体積の割合が8〜40体積%であり、フッ素を含有する環状カーボネートの体積と環状スルホン化合物の体積の合計の割合が、20〜60体積%の範囲である。フッ素を含有する環状カーボネートの体積と環状スルホン化合物の体積の合計の割合が、上記濃度範囲よりも小さいと、イオン会合が起こりやすくなるためにイオン伝導度が低下し、結果として出力が低下し、逆に、上記濃度範囲よりも大きいと、非水電解液の粘度が増加してイオンの移動度が低下し、イオン伝導度が低下するために出力が低下する。このように、上記濃度範囲を選択することで、高いイオン伝導性に由来する高い出力を与えることができ、加えて、環状スルホン化合物に由来する安全性を維持することができる。   In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the volume ratio of the cyclic carbonate containing fluorine is 8 to 40% by volume with respect to the whole non-aqueous solvent, and the volume of the cyclic carbonate containing fluorine and the volume of the cyclic sulfone compound. Is a range of 20 to 60% by volume. If the total ratio of the volume of the cyclic carbonate containing fluorine and the volume of the cyclic sulfone compound is smaller than the above concentration range, ionic association is likely to occur because ion association is likely to occur, resulting in a decrease in output, On the other hand, when the concentration range is larger than the above range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte increases, the ion mobility decreases, and the ionic conductivity decreases, so the output decreases. Thus, by selecting the concentration range, a high output derived from high ionic conductivity can be given, and in addition, safety derived from the cyclic sulfone compound can be maintained.

また、フッ素を含有する環状カーボネートと環状スルホン化合物は、双方ともに、電気化学的な酸化安定性が高い特徴を有するため、従来の非水系電解液よりも高い温度や高い電圧で電池作動を行うことができ、結果として耐久性や出力の向上につながる。   In addition, both the cyclic carbonate containing fluorine and the cyclic sulfone compound are characterized by high electrochemical oxidation stability. Therefore, the battery should be operated at a higher temperature and higher voltage than conventional non-aqueous electrolytes. As a result, durability and output are improved.

すなわち、本発明によれば、高容量、高電圧、高電流密度での充放電特性に加えて、汎用電解液に比べて格段に耐久性や安全性に優れた非水系電解液電池を提供することができ、非水系電解液電池の大型化、高性能化に加えて、高安全化を達成することができる。   That is, according to the present invention, in addition to charge / discharge characteristics at a high capacity, a high voltage, and a high current density, a non-aqueous electrolyte battery that is remarkably superior in durability and safety compared to a general-purpose electrolyte is provided. In addition to increasing the size and performance of the non-aqueous electrolyte battery, higher safety can be achieved.

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

[1.非水系電解液]
本発明の非水系電解液は、常用の非水系電解液と同じく、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有し、通常、これらを主成分とする。
[1. Non-aqueous electrolyte]
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains an electrolyte and a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte, as in the case of a conventional non-aqueous electrolyte solution, and usually contains these as the main components.

<1−1.電解質>
本発明における電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば、特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下が挙げられる。
<1-1. Electrolyte>
As the electrolyte in the present invention, a lithium salt is usually used. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose, and any lithium salt can be used. Specific examples include the following.

例えば、
LiPF、LiBF等の無機リチウム塩;
LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩;
リチウムビス(オキサレート)ボレート
等が挙げられる。
For example,
Inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 ;
LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethane disulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) fluorinated organic lithium salt such as 2 ;
Examples thereof include lithium bis (oxalate) borate.

これらのうち、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO又はLiN(CSOが電池性能向上の点から好ましく、特にLiPF又はLiBFが好ましい。これらのリチウム塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPFとLiBFとの併用であり、サイクル特性を向上させる効果がある。この場合には、両者の合計に占めるLiBFの割合は、好ましくは0.01質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、特に好ましくは5質量%以下である。LiBFの割合が0.01質量%以上であれば、所望の効果が得られやすく、また、20質量%以下であれば、高温保存後にも良好な電池特性も維持しやすい。 Of these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 or LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 are preferable from the viewpoint of improving battery performance, and LiPF 6 or LiBF 4 is particularly preferable. preferable. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. A preferable example in the case of using two or more types together is a combination of LiPF 6 and LiBF 4 , which has an effect of improving cycle characteristics. In this case, the proportion of LiBF 4 in the total of both is preferably 0.01% by mass or more, particularly preferably 0.1% by mass or more, preferably 20% by mass or less, particularly preferably 5% by mass. It is as follows. If the ratio of LiBF 4 is 0.01% by mass or more, a desired effect is easily obtained, and if it is 20% by mass or less, good battery characteristics are easily maintained even after high-temperature storage.

また、他の一例は、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩との併用であり、この場合には、両者の合計に占める無機リチウム塩の割合は、好ましく70質量%以上、より好ましくは99質量%以下である。含フッ素有機リチウム塩としては、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドのいずれかであることが好ましい。この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。 Another example is the combined use of an inorganic lithium salt and a fluorine-containing organic lithium salt. In this case, the proportion of the inorganic lithium salt in the total of both is preferably 70% by mass or more, more preferably 99% by mass. % Or less. Examples of the fluorine-containing organic lithium salt include LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane. It is preferably any one of disulfonylimides. The combined use of both has the effect of suppressing deterioration due to high temperature storage.

非水系電解液中の電解質の濃度は、特に制限されないが、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.6mol/L以上、より好ましくは0.7mol/L以上であり、また、通常3mol/L以下、好ましくは2mol/L以下、より好ましくは1.8mol/L以下、特に好ましくは1.5mol/L以下である。電解質の濃度が、0.5mol/L以上であれば、十分な電解液の電気伝導率が得られやすく、また、3mol/L以下であれば、粘度上昇による電気伝導度の低下を避けやすく、良好な電池性能を維持しやすい。   The concentration of the electrolyte in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.6 mol / L or more, more preferably 0.7 mol / L or more, and usually 3 mol / L. L or less, preferably 2 mol / L or less, more preferably 1.8 mol / L or less, particularly preferably 1.5 mol / L or less. If the concentration of the electrolyte is 0.5 mol / L or more, sufficient electric conductivity of the electrolytic solution is easily obtained, and if it is 3 mol / L or less, it is easy to avoid a decrease in electrical conductivity due to an increase in viscosity. Easy to maintain good battery performance.

<1−2.環状スルホン化合物>
「環状スルホン化合物」は、環状部位がメチレン基とスルホニル基(−S(=O)−)とによって構成される環状化合物であれば特に制限されず、任意の環状スルホン化合物を用いることができる。環状スルホン化合物は、場合により、置換基を有していてもよい。その中で、環状部位が3個以上のメチレン基と1個以上のスルホニル基とからなり、場合により置換基を有しており、かつ、分子量が500以下のものが好ましい。
<1-2. Cyclic sulfone compound>
The “cyclic sulfone compound” is not particularly limited as long as the cyclic part is a cyclic compound composed of a methylene group and a sulfonyl group (—S (═O) 2 —), and any cyclic sulfone compound can be used. . The cyclic sulfone compound may optionally have a substituent. Among them, the cyclic moiety is preferably composed of 3 or more methylene groups and 1 or more sulfonyl groups, optionally having a substituent, and having a molecular weight of 500 or less.

環状スルホン化合物における環状部位のメチレン基は、好ましくは3〜6個であり、スルホニル基は、好ましくは1〜2個である。   The methylene group at the cyclic site in the cyclic sulfone compound is preferably 3-6, and the sulfonyl group is preferably 1-2.

置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン原子で置換されたアルキル基が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子又は塩素原子であり、フッ素原子が特に好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1〜4個のアルキル基が挙げられ、1〜2個が好ましい。ハロゲン原子で置換されたアルキル基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子で置換された炭素原子数1〜4個のアルキル基が挙げられ、1〜2個が好ましい。置換基は、1個であっても、複数個であってもよく、本発明の効果の点から、好ましくは1〜3個である。   Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, and an alkyl group substituted with a halogen atom. As a halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom is mentioned, Preferably it is a fluorine atom or a chlorine atom, and a fluorine atom is especially preferable. As an alkyl group, a C1-C4 alkyl group is mentioned, 1-2 are preferable. Examples of the alkyl group substituted with a halogen atom include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and preferably 1 to 2 carbon atoms. The number of substituents may be one or plural, and preferably 1 to 3 from the viewpoint of the effect of the present invention.

環状スルホン化合物としては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類;ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられるが、この中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。   Examples of cyclic sulfone compounds include trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, hexamethylene sulfones that are monosulfone compounds; trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene disulfones that are disulfone compounds, Among these, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable.

環状スルホン化合物としては、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体(以下、スルホランも含めて「スルホラン類」と略記する場合がある)が、本発明の効果が得られやすい点で好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子が1個以上ハロゲン原子で置換されたスルホラン誘導体が特に好ましい。また、スルホラン誘導体としては、アルキル基を有するものも使用することができ、アルキル基を構成する炭素原子に結合した水素原子が1個以上ハロゲン原子で置換されたものであってもよい。   As the cyclic sulfone compound, sulfolane and / or sulfolane derivatives (hereinafter sometimes abbreviated as “sulfolanes” including sulfolane) are preferable in that the effects of the present invention can be easily obtained. As the sulfolane derivative, a sulfolane derivative in which one or more hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the sulfolane ring are substituted with a halogen atom is particularly preferable. Moreover, as a sulfolane derivative, what has an alkyl group can also be used, and the hydrogen atom couple | bonded with the carbon atom which comprises an alkyl group may be substituted by the halogen atom.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が挙げられる。この中でも、好ましくはフッ素原子又は塩素原子であり、フッ素原子が特に好ましく、これはスルホラン環を構成する炭素原子上の置換基である場合、スルホラン環に結合したアルキル基の置換基である場合のいずれにも適用される。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom or a chlorine atom is preferable, and a fluorine atom is particularly preferable. When this is a substituent on a carbon atom constituting a sulfolane ring, it is a substituent of an alkyl group bonded to the sulfolane ring. Applies to both.

スルホラン環の置換基としてアルキル基を含有するスルホラン誘導体としては、
2−メチルスルホラン、
3−メチルスルホラン、
2,2−ジメチルスルホラン、
3,3−ジメチルスルホラン、
2,3−ジメチルスルホラン、
2,4−ジメチルスルホラン、
2,5−ジメチルスルホラン、
2,2,3−トリメチルスルホラン、
2,2,4−トリメチルスルホラン、
2,2,5−トリメチルスルホラン、
2,3,3−トリメチルスルホラン、
3,3,4−トリメチルスルホラン、
3,3,5−トリメチルスルホラン、
2,3,4−トリメチルスルホラン、
2,3,5−トリメチルスルホラン、
2,2,3,3−テトラメチルスルホラン、
2,2,3,4−テトラメチルスルホラン、
2,2,3,5−テトラメチルスルホラン、
2,2,4,4−テトラメチルスルホラン、
2,2,4,5−テトラメチルスルホラン、
2,2,5,5−テトラメチルスルホラン、
2,3,3,4−テトラメチルスルホラン、
2,3,3,5−テトラメチルスルホラン、
2,3,4,4−テトラメチルスルホラン、
2,3,4,5−テトラメチルスルホラン、
3,3,4,4−テトラメチルスルホラン、
2,2,3,3,4−ペンタメチルスルホラン、
2,2,3,3,5−ペンタメチルスルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタメチルスルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタメチルスルホラン、
2,3,3,4,4−ペンタメチルスルホラン、
2,3,3,4,5−ペンタメチルスルホラン、
2,2,3,3,4,4−ヘキサメチルスルホラン、
2,2,3,3,4,5−ヘキサメチルスルホラン、
2,2,3,3,5,5−ヘキサメチルスルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサメチルスルホラン、
2,2,3,3,4,4,5−ヘプタメチルスルホラン、
2,2,3,3,4,5,5−ヘプタメチルスルホラン、
オクタメチルスルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane derivative containing an alkyl group as a substituent of the sulfolane ring,
2-methylsulfolane,
3-methylsulfolane,
2,2-dimethylsulfolane,
3,3-dimethylsulfolane,
2,3-dimethylsulfolane,
2,4-dimethylsulfolane,
2,5-dimethylsulfolane,
2,2,3-trimethylsulfolane,
2,2,4-trimethylsulfolane,
2,2,5-trimethylsulfolane,
2,3,3-trimethylsulfolane,
3,3,4-trimethylsulfolane,
3,3,5-trimethylsulfolane,
2,3,4-trimethylsulfolane,
2,3,5-trimethylsulfolane,
2,2,3,3-tetramethylsulfolane,
2,2,3,4-tetramethylsulfolane,
2,2,3,5-tetramethylsulfolane,
2,2,4,4-tetramethylsulfolane,
2,2,4,5-tetramethylsulfolane,
2,2,5,5-tetramethylsulfolane,
2,3,3,4-tetramethylsulfolane,
2,3,3,5-tetramethylsulfolane,
2,3,4,4-tetramethylsulfolane,
2,3,4,5-tetramethylsulfolane,
3,3,4,4-tetramethylsulfolane,
2,2,3,3,4-pentamethylsulfolane,
2,2,3,3,5-pentamethylsulfolane,
2,2,3,4,4-pentamethylsulfolane,
2,2,3,4,5-pentamethylsulfolane,
2,3,3,4,4-pentamethylsulfolane,
2,3,3,4,5-pentamethylsulfolane,
2,2,3,3,4,4-hexamethylsulfolane,
2,2,3,3,4,5-hexamethylsulfolane,
2,2,3,3,5,5-hexamethylsulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexamethylsulfolane,
2,2,3,3,4,4,5-heptamethylsulfolane,
2,2,3,3,4,5,5-heptamethylsulfolane,
And octamethylsulfolane.

スルホラン環の置換基として、フッ素原子を含有するスルホラン誘導体としては、
2−フルオロスルホラン、
3−フルオロスルホラン、
2,2−ジフルオロスルホラン、
2,3−ジフルオロスルホラン、
2,4−ジフルオロスルホラン、
2,5−ジフルオロスルホラン、
3,4−ジフルオロスルホラン、
2,2,3−トリフルオロスルホラン、
2,3,3−トリフルオロスルホラン、
2,2,4−トリフルオロスルホラン、
2,2,5−トリフルオロスルホラン、
2,3,4−トリフルオロスルホラン、
2,3,5−トリフルオロスルホラン、
2,4,4−トリフルオロスルホラン、
2,2,3,3−テトラフルオロスルホラン、
2,2,3,4−テトラフルオロスルホラン、
2,2,4,4−テトラフルオロスルホラン、
2,2,5,5−テトラフルオロスルホラン、
2,3,3,4−テトラフルオロスルホラン、
2,3,3,5−テトラフルオロスルホラン、
2,3,4,4−テトラフルオロスルホラン、
2,3,4,5−テトラフルオロスルホラン、
2,2,3,3,4−ペンタフルオロスルホラン、
2,2,3,3,5−ペンタフルオロスルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタフルオロスルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタフルオロスルホラン、
2,3,3,4,4−ペンタフルオロスルホラン、
2,3,3,4,5−ペンタフルオロスルホラン、
2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロスルホラン、
2,2,3,3,4,5−ヘキサフルオロスルホラン、
2,2,3,3,5,5−ヘキサフルオロスルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサフルオロスルホラン、
2,2,3,3,4,4,5−ヘプタフルオロスルホラン、
2,2,3,3,4,5,5−ヘプタフルオロスルホラン、
オクタフルオロスルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane ring substituent, a sulfolane derivative containing a fluorine atom,
2-fluorosulfolane,
3-fluorosulfolane,
2,2-difluorosulfolane,
2,3-difluorosulfolane,
2,4-difluorosulfolane,
2,5-difluorosulfolane,
3,4-difluorosulfolane,
2,2,3-trifluorosulfolane,
2,3,3-trifluorosulfolane,
2,2,4-trifluorosulfolane,
2,2,5-trifluorosulfolane,
2,3,4-trifluorosulfolane,
2,3,5-trifluorosulfolane,
2,4,4-trifluorosulfolane,
2,2,3,3-tetrafluorosulfolane,
2,2,3,4-tetrafluorosulfolane,
2,2,4,4-tetrafluorosulfolane,
2,2,5,5-tetrafluorosulfolane,
2,3,3,4-tetrafluorosulfolane,
2,3,3,5-tetrafluorosulfolane,
2,3,4,4-tetrafluorosulfolane,
2,3,4,5-tetrafluorosulfolane,
2,2,3,3,4-pentafluorosulfolane,
2,2,3,3,5-pentafluorosulfolane,
2,2,3,4,4-pentafluorosulfolane,
2,2,3,4,5-pentafluorosulfolane,
2,3,3,4,4-pentafluorosulfolane,
2,3,3,4,5-pentafluorosulfolane,
2,2,3,3,4,4-hexafluorosulfolane,
2,2,3,3,4,5-hexafluorosulfolane,
2,2,3,3,5,5-hexafluorosulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexafluorosulfolane,
2,2,3,3,4,4,5-heptafluorosulfolane,
2,2,3,3,4,5,5-heptafluorosulfolane,
And octafluorosulfolane.

スルホラン環の置換基として、アルキル基とフッ素原子とを有するスルホラン誘導体としては、
2−フルオロ−3−メチルスルホラン、
2−フルオロ−2−メチルスルホラン、
3−フルオロ−3−メチルスルホラン、
3−フルオロ−2−メチルスルホラン、
4−フルオロ−3−メチルスルホラン、
4−フルオロ−2−メチルスルホラン、
5−フルオロ−3−メチルスルホラン、
5−フルオロ−2−メチルスルホラン、
2−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
4−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
5−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
2,2−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,4−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,5−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,4−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,5−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
4,4−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
4,5−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
5,5−ジフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,4−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,4,4−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,4,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,5,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,4,4−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,4,5−トリフルオロ−3メチルスルホラン、
4,4,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
4,5,5−トリフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,4−テトラフルオロ−3メチルスルホラン、
2,2,3,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,4,4−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,4,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,5,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4,4−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,5,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,4,4,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
3,4,5,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
4,4,5,5−テトラフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,5,5−ペンタフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4,4,5−ペンタフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4,5,5−ペンタフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,4,4,5−ヘキサフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−メチルスルホラン、
2,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−メチルスルホラン、
ヘプタフルオロ−3−メチルスルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane derivative having an alkyl group and a fluorine atom as a substituent of the sulfolane ring,
2-fluoro-3-methylsulfolane,
2-fluoro-2-methylsulfolane,
3-fluoro-3-methylsulfolane,
3-fluoro-2-methylsulfolane,
4-fluoro-3-methylsulfolane,
4-fluoro-2-methylsulfolane,
5-fluoro-3-methylsulfolane,
5-fluoro-2-methylsulfolane,
2-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
4-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
5-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
2,2-difluoro-3-methylsulfolane,
2,3-difluoro-3-methylsulfolane,
2,4-difluoro-3-methylsulfolane,
2,5-difluoro-3-methylsulfolane,
3,4-difluoro-3-methylsulfolane,
3,5-difluoro-3-methylsulfolane,
4,4-difluoro-3-methylsulfolane,
4,5-difluoro-3-methylsulfolane,
5,5-difluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,2,4-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,2,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,3,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,4,4-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,4,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,5,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
3,4,4-trifluoro-3-methylsulfolane,
3,4,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
4,4,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
4,5,5-trifluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,4-tetrafluoro-3methylsulfolane,
2,2,3,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,4,4-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,4,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,5,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4,4-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,5,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
3,4,4,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
3,4,5,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
4,4,5,5-tetrafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,4,4-pentafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,4,5-pentafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,5,5-pentafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4,4,5-pentafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4,5,5-pentafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,4,4,5-hexafluoro-3-methylsulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexafluoro-3-methylsulfolane,
2,3,4,4,5,5-hexafluoro-3-methylsulfolane,
Heptafluoro-3-methylsulfolane, and the like.

スルホラン環の置換基として、モノフルオロアルキル基とフッ素原子とを有するスルホラン誘導体としては、
2−フルオロメチルスルホラン
3−フルオロメチルスルホラン
2−フルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3−フルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4−フルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
5−フルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2、2−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,4−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,5−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,4−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,5−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4,4−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4,5−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
5,5−ジフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,4−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,4,4−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,4,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,5,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,4,4−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,4,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4,4,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4,5,5−トリフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,4−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,5,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,5,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,4,4,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
3,4,5,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
4,4,5,5−テトラフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5,5−ペンタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5−ペンタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5,5−ペンタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4,5−ヘキサフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、
ヘプタフルオロ−3−(フルオロメチル)スルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane derivative having a monofluoroalkyl group and a fluorine atom as a substituent of the sulfolane ring,
2-fluoromethylsulfolane 3-fluoromethylsulfolane 2-fluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3-fluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4-fluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
5-fluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,4-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,5-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,4-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,5-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4,4-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4,5-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
5,5-difluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,4-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,4,4-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,4,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,5,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,4,4-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,4,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4,4,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4,5,5-trifluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,4-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,5,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,5,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,4,4,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
3,4,5,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
4,4,5,5-tetrafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4-pentafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5-pentafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5,5-pentafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5-pentafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5,5-pentafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4,5-hexafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5,5-hexafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane,
And heptafluoro-3- (fluoromethyl) sulfolane.

スルホラン環の置換基として、ジフルオロアルキル置換基とフッ素原子とを有するスルホラン誘導体としては、
2−ジフルオロメチルスルホラン
3−ジフルオロメチルスルホラン
2−フルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3−フルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4−フルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
5−フルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,4−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,5−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,4−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,5−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4,4−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4,5−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
5,5−ジフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,4,4−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,4,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,5,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,4,4−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,4,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4,4,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4,5,5−トリフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,4−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,5,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,5,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,4,4,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
3,4,5,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
4,4,5,5−テトラフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5,5−ペンタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5−ペンタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5,5−ペンタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4,5−ヘキサフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、
ヘプタフルオロ−3−(ジフルオロメチル)スルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane derivative having a difluoroalkyl substituent and a fluorine atom as a substituent of the sulfolane ring,
2-difluoromethylsulfolane 3-difluoromethylsulfolane 2-fluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3-fluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4-fluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
5-fluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,4-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,5-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,4-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,5-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4,4-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4,5-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
5,5-difluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,4-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,4,4-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,4,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,5,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,4,4-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,4,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4,4,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4,5,5-trifluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,4-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,5,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,5,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,4,4,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
3,4,5,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
4,4,5,5-tetrafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4-pentafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5-pentafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5,5-pentafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5-pentafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5,5-pentafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4,5-hexafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5,5-hexafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane,
And heptafluoro-3- (difluoromethyl) sulfolane.

スルホラン環の置換基として、トリフルオロアルキル置換基とフッ素原子とを有するスルホラン誘導体としては、
2−トリフルオロメチルスルホラン
3−トリフルオロメチルスルホラン
2−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
5−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,4−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,5−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,4−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,5−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4,4−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4,5−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
5,5−ジフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,4,4−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,4,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,5,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,4,4−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,4,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4,4,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4,5,5−トリフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,4−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,4,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,5,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,5,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,4,4,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
3,4,5,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
4,4,5,5−テトラフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,5,5−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,5,5−ペンタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,4,5−ヘキサフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,2,3,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
2,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、
ヘプタフルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、等が挙げられる。
As a sulfolane ring substituent, a sulfolane derivative having a trifluoroalkyl substituent and a fluorine atom,
2-trifluoromethyl sulfolane 3-trifluoromethyl sulfolane 2-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
5-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,4-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,5-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,4-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,5-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4,4-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4,5-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
5,5-difluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,4-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,4,4-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,4,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,5,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,4,4-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,4,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4,4,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4,5,5-trifluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,4,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,5,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,5,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,4,4,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
3,4,5,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
4,4,5,5-tetrafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,5,5-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,5,5-pentafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,4,5-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,2,3,4,5,5-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
2,3,4,4,5,5-hexafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane,
And heptafluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane.

上述した、スルホラン類の中でも、
スルホラン、
2−メチルスルホラン、
3−メチルスルホラン、
2,2−ジメチルスルホラン、
3,3−ジメチルスルホラン、
2,3−ジメチルスルホラン、
2,4−ジメチルスルホラン、
2,5−ジメチルスルホラン、
2−フルオロスルホラン、
3−フルオロスルホラン、
2−フルオロ−3−メチルスルホラン、
3−フルオロ−3−メチルスルホラン、
4−フルオロ−3−メチルスルホラン、
5−フルオロ−3−メチルスルホラン、
2−フルオロ−2−メチルスルホラン、
3−フルオロ−2−メチルスルホラン、
4−フルオロ−2−メチルスルホラン、
5−フルオロ−2−メチルスルホラン、
2−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
3−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
4−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
5−フルオロ−2,4−ジメチルスルホラン、
2−フルオロメチルスルホラン、
3−フルオロメチルスルホラン、
2−ジフルオロメチルスルホラン、
3−ジフルオロメチルスルホラン、
2−トリフルオロメチルスルホラン、
3−トリフルオロメチルスルホランがより好ましい。
Among the sulfolanes mentioned above,
Sulfolane,
2-methylsulfolane,
3-methylsulfolane,
2,2-dimethylsulfolane,
3,3-dimethylsulfolane,
2,3-dimethylsulfolane,
2,4-dimethylsulfolane,
2,5-dimethylsulfolane,
2-fluorosulfolane,
3-fluorosulfolane,
2-fluoro-3-methylsulfolane,
3-fluoro-3-methylsulfolane,
4-fluoro-3-methylsulfolane,
5-fluoro-3-methylsulfolane,
2-fluoro-2-methylsulfolane,
3-fluoro-2-methylsulfolane,
4-fluoro-2-methylsulfolane,
5-fluoro-2-methylsulfolane,
2-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
3-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
4-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
5-fluoro-2,4-dimethylsulfolane,
2-fluoromethylsulfolane,
3-fluoromethylsulfolane,
2-difluoromethylsulfolane,
3-difluoromethylsulfolane,
2-trifluoromethylsulfolane,
3-Trifluoromethylsulfolane is more preferred.

特に好ましくは、
スルホラン、
2−メチルスルホラン、
3−メチルスルホラン、
2−フルオロスルホラン、
3−フルオロスルホラン、
2−フルオロ−3−メチルスルホラン、
3−フルオロ−3−メチルスルホラン、
4−フルオロ−3−メチルスルホラン、
5−フルオロ−3−メチルスルホラン、
2−フルオロメチルスルホラン、
3−フルオロメチルスルホラン、
2−ジフルオロメチルスルホラン、
3−ジフルオロメチルスルホラン、
2−トリフルオロメチルスルホラン、
3−トリフルオロメチルスルホランである。
Particularly preferably,
Sulfolane,
2-methylsulfolane,
3-methylsulfolane,
2-fluorosulfolane,
3-fluorosulfolane,
2-fluoro-3-methylsulfolane,
3-fluoro-3-methylsulfolane,
4-fluoro-3-methylsulfolane,
5-fluoro-3-methylsulfolane,
2-fluoromethylsulfolane,
3-fluoromethylsulfolane,
2-difluoromethylsulfolane,
3-difluoromethylsulfolane,
2-trifluoromethylsulfolane,
3-trifluoromethylsulfolane.

なお、過度にアルキル置換された環状スルホン化合物を用いると粘性率が高くなり、電気伝導率の低下を引き起こしやすく、また、過度にフッ素化された環状スルホン化合物を用いると、非水系電解液電池として使用した際の化学的安定性の低下や、他の溶媒との溶解性の低下を引き起こしやすいため、アルキル基は、3個以下であることが好ましく、フッ素原子は、8個以下であることが好ましい。   In addition, when an excessively alkyl-substituted cyclic sulfone compound is used, the viscosity is increased, and it is easy to cause a decrease in electrical conductivity. When an excessively fluorinated cyclic sulfone compound is used, a non-aqueous electrolyte battery is obtained. The alkyl group is preferably 3 or less and the fluorine atom is 8 or less because it tends to cause a decrease in chemical stability and solubility in other solvents when used. preferable.

環状スルホン化合物は、本発明の非水系電解液中に、1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用して含有させてもよい。また、製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。   One kind of the cyclic sulfone compound may be contained alone in the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, or two or more kinds thereof may be used in combination in any combination and ratio. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in a manufacturing method, It is possible to manufacture by selecting a well-known method arbitrarily.

本発明の非水系電解液中、非水溶媒全体(100体積%)に対して、環状スルホン化合物は、5体積%以上とすることができ、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、また、50体積%以下とすることができ、好ましくは40体積%以下、より好ましくは35体積%以下とすることができる。この範囲の下限を下回ると、本発明の非水系電解液を非水系電解液電池に用いた場合に、その非水系電解液電池が十分な安全性向上効果を発現しにくくなる場合があり、またこの範囲の上限を上回ると、非水系電解液の粘性率が高くなることに由来する電気伝導率の低下を引き起こす傾向があり、特に、非水系電解液電池の充放電を高電流密度で行う場合に、充放電容量維持率が低下する場合がある。   In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the cyclic sulfone compound can be 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume with respect to the entire non-aqueous solvent (100% by volume). In addition, it can be 50% by volume or less, preferably 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less. Below the lower limit of this range, when the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, the non-aqueous electrolyte battery may not easily exhibit a sufficient safety improvement effect. Exceeding the upper limit of this range tends to cause a decrease in electrical conductivity due to an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte, especially when charging / discharging a non-aqueous electrolyte battery at a high current density. In addition, the charge / discharge capacity retention rate may be reduced.

<1−3.フッ素を含有する環状カーボネート>
フッ素を含有する環状カーボネート(以下、「フッ素化環状カーボネート」と略記する場合がある)としては、フッ素原子を有する環状カーボネート類であれば、特に制限はない。
<1-3. Cyclic carbonate containing fluorine>
The cyclic carbonate containing fluorine (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated cyclic carbonate”) is not particularly limited as long as it is a cyclic carbonate having a fluorine atom.

フッ素化環状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1個以上であれば特に制限されないが、好ましくは10個以下、より好ましくは8個以下である。   The number of fluorine atoms contained in the fluorinated cyclic carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is preferably 10 or less, more preferably 8 or less.

フッ素化環状カーボネートとしては、炭素原子数2〜6のアルキレン基を有する環状カーボネートの誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネート誘導体が挙げられる。エチレンカーボネート誘導体としては、例えば、エチレンカーボネート又はアルキル基(例えば、炭素原子数1〜4個のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられ、中でもフッ素原子が1〜8個のものが好ましい。   Examples of the fluorinated cyclic carbonate include derivatives of cyclic carbonates having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene carbonate derivatives. Examples of the ethylene carbonate derivative include fluorinated products of ethylene carbonate or ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), and particularly those having 1 to 8 fluorine atoms. Is preferred.

具体的には、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(ジフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(トリフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−4−フルオロエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−5−フルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5,5−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Specifically, monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4- Fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (trifluoromethyl) -ethylene carbonate 4- (fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethyl Le ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

これらのフッ素化環状カーボネートの中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロエチレンカーボネート、および4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が、高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護被膜を形成する点でより好ましい。   Among these fluorinated cyclic carbonates, selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate At least one compound is more preferable in that it provides high ionic conductivity and suitably forms an interface protective film.

フッ素化環状カーボネートとして、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネート(これを以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある)を用いることも好ましい。フッ素化不飽和環状カーボネートとしては特に制限はない。中でもフッ素原子が1個又は2個のものが好ましい。   As the fluorinated cyclic carbonate, it is also preferable to use a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated unsaturated cyclic carbonate”). There is no restriction | limiting in particular as a fluorinated unsaturated cyclic carbonate. Of these, those having 1 or 2 fluorine atoms are preferred.

フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート誘導体、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート誘導体等が挙げられる。   Examples of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate include vinylene carbonate derivatives, ethylene carbonate derivatives substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond, and the like.

ビニレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the vinylene carbonate derivative include 4-fluoro vinylene carbonate, 4-fluoro-5-methyl vinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenyl vinylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, and the like.

芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the ethylene carbonate derivative substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond include 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4. -Vinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-phenyl Examples include ethylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-phenylethylene carbonate, and the like.

フッ素化環状カーボネートは、分子量に特に制限はなく、好ましくは50以上、より好ましくは80以上であり、また、好ましくは250以下、より好ましくは150以下のものが使用できる。分子量250以下であれば、非水系電解液に対するフッ素化環状カーボネートの溶解性が良好で、本発明の効果を発現しやすい。また、フッ素化環状カーボネートの製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。   The molecular weight of the fluorinated cyclic carbonate is not particularly limited, and preferably 50 or more, more preferably 80 or more, and preferably 250 or less, more preferably 150 or less. When the molecular weight is 250 or less, the solubility of the fluorinated cyclic carbonate in the nonaqueous electrolytic solution is good, and the effects of the present invention are easily exhibited. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the manufacturing method of a fluorinated cyclic carbonate, It is possible to select and manufacture a well-known method arbitrarily.

フッ素化環状カーボネートは、本発明の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有して含有させてもよい。フッ素化環状カーボネートは、本発明の非水系電解液中、非水溶媒全体(100体積%)に対して、8〜40体積%である。この範囲の下限を下回ると、本発明の非水系電解液を非水系電解液電池に用いた場合に、その非水系電解液電池が十分なイオン伝導度の向上効果とサイクル特性向上効果を発現し難くなる場合があり、また、フッ素化環状カーボネートの比率が大き過ぎると、本発明の非水系電解液を非水系電解液電池に用いた場合に、その非水系電解液電池の高温保存特性が低下する傾向があり、特に、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下する場合がある。フッ素化環状カーボネートは、非水溶媒全体(100体積%)に対して、好ましくは10体積%以上であり、また、好ましくは35体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。   Any one of the fluorinated cyclic carbonates may be contained alone in the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, or two or more of them may be contained in any combination and ratio. A fluorinated cyclic carbonate is 8-40 volume% with respect to the whole nonaqueous solvent (100 volume%) in the nonaqueous electrolyte solution of this invention. Below the lower limit of this range, when the non-aqueous electrolyte of the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, the non-aqueous electrolyte battery exhibits a sufficient ion conductivity improvement effect and cycle characteristic improvement effect. If the ratio of the fluorinated cyclic carbonate is too large, when the non-aqueous electrolyte of the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, the high-temperature storage characteristics of the non-aqueous electrolyte battery deteriorate. In particular, there are cases where the amount of gas generation increases and the discharge capacity retention rate decreases. The fluorinated cyclic carbonate is preferably 10% by volume or more, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less with respect to the entire nonaqueous solvent (100% by volume).

<1−4.「鎖状カーボネート」>
本発明の非水系電解液は、さらに、鎖状カーボネートを含有することができる。
<1-4. "Chain carbonate">
The non-aqueous electrolyte of the present invention can further contain a chain carbonate.

鎖状カーボネートとしては炭素原子数3〜7のものが好ましく、例えば、炭素原子数3〜7のジアルキルカーボネートが挙げられる。ここで、2個のアルキル基は同一であっても、異なっていてもよい。   The chain carbonate is preferably one having 3 to 7 carbon atoms, and examples thereof include dialkyl carbonates having 3 to 7 carbon atoms. Here, the two alkyl groups may be the same or different.

炭素原子数3〜7の鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、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、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、t−ブチルメチルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、t−ブチルエチルカーボネート等を挙げることができる。   Examples of the chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, and n-butyl methyl. Examples include carbonate, isobutyl methyl carbonate, t-butyl methyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, n-butyl ethyl carbonate, isobutyl ethyl carbonate, t-butyl ethyl carbonate, and the like.

これらの中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、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、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネートが好ましい。   Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl-n-propyl carbonate are preferable.

これらの中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、が特に好ましい。   Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are particularly preferable.

また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(これを以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1個以上であれば特に制限されないが、好ましくは6個以下、より好ましくは4個以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。   Further, a chain carbonate having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated chain carbonate”) can also be suitably used. The number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is preferably 6 or less, more preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be the same as or different from each other.

フッ素化鎖状カーボネートとしては、例えば、炭素原子数3〜7の鎖状カーボネートのフッ素化物が挙げられ、ジメチルカーボネート誘導体、エチルメチルカーボネート誘導体、ジエチルカーボネート誘導体等が挙げられる。   Examples of the fluorinated chain carbonate include a fluorinated product of a chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms, such as a dimethyl carbonate derivative, an ethylmethyl carbonate derivative, and a diethyl carbonate derivative.

ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス(トリフルオロ)メチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of the dimethyl carbonate derivative include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, bis (trifluoro) methyl carbonate, and the like.

エチルメチルカーボネート誘導体としては、2−フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2−フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、2−フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of the ethyl methyl carbonate derivative include 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl. Examples include methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, and ethyl trifluoromethyl carbonate.

ジエチルカーボネート誘導体としては、エチル−(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2,2−ジフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’,2’−ジフルオロエチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。   Diethyl carbonate derivatives include ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2,2-trifluoroethyl). Carbonate, 2,2-difluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, 2,2,2- Examples thereof include trifluoroethyl-2 ′, 2′-difluoroethyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, and the like.

鎖状カーボネートは、本発明の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用して含有させてもよい。   Any one of the chain carbonates may be contained alone in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, or two or more thereof may be used in combination in any combination and ratio.

本発明において、鎖状カーボネートは、非水系電解液中、非水溶媒全体(100体積%)に対して、好ましくは30体積%以上、より好ましくは40体積%以上、さらに好ましくは50体積%以上である。この下限を下回ると、非水系電解液の粘性率が高くなることに由来する電気伝導率の低下を引き起こす傾向があり、特に非水系電解液電池の大電流放電特性が低下する場合がある。また、鎖状カーボネートは、好ましくは80体積%以下、より好ましくは75体積%以下、さらに好ましくは70体積%以下である。この範囲を上回ると、本発明の非水系電解液の誘電率が低下することに由来する電気伝導率の低下を引き起こす傾向があり、特に非水系電解液電池の大電流放電特性が低下する場合がある。   In the present invention, the chain carbonate is preferably 30% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, and still more preferably 50% by volume or more with respect to the entire non-aqueous solvent (100% by volume) in the non-aqueous electrolyte solution. It is. Below this lower limit, there is a tendency to cause a decrease in electrical conductivity resulting from an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte, and in particular, the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte battery may be reduced. The chain carbonate is preferably 80% by volume or less, more preferably 75% by volume or less, and still more preferably 70% by volume or less. Above this range, there is a tendency to cause a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the nonaqueous electrolyte of the present invention, and in particular, the large current discharge characteristics of a nonaqueous electrolyte battery may be reduced. is there.

<1−5.環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステル化合物>
本発明の非水系電解液は、環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルを含有することができる。環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルは、電気伝導率が向上するという点で好ましい。なお、環状カーボネートには、フッ素を含有する環状カーボネートを含まないこととする。
<1-5. Cyclic carbonate and / or cyclic carboxylic acid ester compound>
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention can contain a cyclic carbonate and / or a cyclic carboxylic acid ester. Cyclic carbonates and / or cyclic carboxylic acid esters are preferred in that the electrical conductivity is improved. The cyclic carbonate does not include a cyclic carbonate containing fluorine.

環状カーボネートとしては、炭素原子数2〜4のアルキレン基を有するものが挙げられる。   Examples of the cyclic carbonate include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.

炭素原子数2〜4の鎖状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。これらの中では、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが電池特性向上の点から好ましく、特に、エチレンカーボネートが好ましい。   Examples of the chain carbonate having 2 to 4 carbon atoms include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like. Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics, and ethylene carbonate is particularly preferable.

環状カルボン酸エステルとしては、炭素原子数が3〜12のラクトン化合物が挙げられ、例えば、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等を挙げることができる。その中で、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン等が好ましく、特に、ガンマチロラクトンが電池特性向上の点から好ましい。   Examples of the cyclic carboxylic acid ester include lactone compounds having 3 to 12 carbon atoms, and examples thereof include gamma butyrolactone, gamma valerolactone, gamma caprolactone, epsilon caprolactone, and the like. Among them, gamma butyrolactone, gamma valerolactone and the like are preferable, and gamma tyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

本発明において、環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルは、非水系電解液中、非水溶媒全体(100体積%)に対して、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上である。この下限を下回ると、本発明の非水系電解液に対する電気伝導率の上昇が少なく、特に非水系電解液電池の大電流放電特性の向上に寄与しない場合がある。また、環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルは、好ましくは40体積%以下、より好ましくは35体積%以下である。この範囲を上回ると、非水系電解液の粘性率が高くなることに由来する電気伝導率の低下を引き起こす傾向があり、特に非水系電解液電池の大電流放電特性が低下する場合がある。   In the present invention, the cyclic carbonate and / or the cyclic carboxylic acid ester is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more with respect to the entire non-aqueous solvent (100% by volume) in the non-aqueous electrolyte solution. . Below this lower limit, there is little increase in electrical conductivity with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, and in particular, it may not contribute to the improvement of the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte battery. The cyclic carbonate and / or cyclic carboxylic acid ester is preferably 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less. Above this range, there is a tendency to cause a decrease in electrical conductivity resulting from an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte, and in particular, the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte battery may be reduced.

環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルは、本発明の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用して含有させてもよい。   The cyclic carbonate and / or the cyclic carboxylic acid ester may be contained alone in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, or two or more kinds may be used in combination in any combination and ratio. Also good.

<1−6.非水溶媒の好ましい組み合わせ>
非水溶媒の好ましい組み合わせの1つは、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと鎖状カーボネートを含有する組み合わせである。中でも、非水溶媒全体(100体積%)に対して、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計が、好ましくは40体積%以上、より好ましくは50体積%以上、さらに好ましくは60体積%以上であり、また、好ましくは95体積%以下、より好ましくは90体積%以下である非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池の大電流放電特性と安全性のバランスが良くなるので好ましい。
<1-6. Preferred combinations of non-aqueous solvents>
One preferred combination of non-aqueous solvents is a combination containing sulfolanes, a fluorinated cyclic carbonate, and a chain carbonate. Among them, the total of sulfolanes, fluorinated cyclic carbonates and chain carbonates is preferably 40% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, and still more preferably 60% with respect to the entire nonaqueous solvent (100% by volume). When a combination of non-aqueous solvents that is at least volume%, preferably at most 95 volume%, more preferably at most 90 volume% is used, the large current discharge characteristics and safety of a battery produced using this combination are improved. This is preferable because the balance is improved.

他の好ましい組み合わせとしては、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと環状カーボネートを含有する組み合わせである。中でも、非水溶媒全体(100体積%)に対して、スルホランとフッ素化環状カーボネートと環状カーボネートとの合計が、好ましくは20体積%超、より好ましくは25体積%以上、さらに好ましくは30体積%以上であり、また、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下、さらに好ましくは45体積%以下である非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池のサイクル特性と大電流放電特性のバランスが良くなるので好ましい。   Another preferred combination is a combination containing sulfolanes, a fluorinated cyclic carbonate and a cyclic carbonate. Among them, the total of sulfolane, fluorinated cyclic carbonate and cyclic carbonate is preferably more than 20% by volume, more preferably 25% by volume or more, and further preferably 30% by volume with respect to the entire nonaqueous solvent (100% by volume). In addition, when a combination of nonaqueous solvents that is preferably 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, and even more preferably 45% by volume or less is used, cycle characteristics of a battery manufactured using the same And a large current discharge characteristic are preferable.

他の好ましい組み合わせとしては、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと環状カルボン酸エステルを含有する組み合わせが挙げられる。中でも、非水溶媒全体(100体積%)に対して、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと環状カルホン酸エステルとの合計が、好ましくは20体積%超、より好ましくは25体積%以上、さらに好ましくは30体積%以上であり、また、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下、さらに好ましくは45体積%以下の非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池の大電流放電特性と安全性のバランスが良くなるので好ましい。   Other preferred combinations include combinations containing sulfolanes, fluorinated cyclic carbonates and cyclic carboxylic acid esters. Among them, the total of sulfolanes, fluorinated cyclic carbonate, and cyclic carboxylic acid ester is preferably more than 20% by volume, more preferably 25% by volume or more, and still more preferably based on the whole non-aqueous solvent (100% by volume). 30% by volume or more, and preferably 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, and even more preferably 45% by volume or less of a non-aqueous solvent combination. This is preferable because the balance between high current discharge characteristics and safety is improved.

他の好ましい組み合わせとしては、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと鎖状カーボネートと環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルを含有するする組み合わせが挙げられる。中でも、非水溶媒全体(100体積%)に対して、スルホラン類とフッ素化環状カーボネートと鎖状カーボネートと環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルとの合計が、好ましくは60体積%以上、より好ましくは70体積%以上、さらに好ましくは80体積%以上の非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池の大電流充放電特性、安全性、耐高電圧性、サイクル特性のバランスが良くなるので好ましい。   Other preferred combinations include combinations containing sulfolanes, fluorinated cyclic carbonates, chain carbonates, cyclic carbonates and / or cyclic carboxylic acid esters. Among them, the total of sulfolanes, fluorinated cyclic carbonate, chain carbonate, cyclic carbonate and / or cyclic carboxylic acid ester is preferably 60% by volume or more, more preferably, based on the entire nonaqueous solvent (100% by volume). Is a balance of high current charge / discharge characteristics, safety, high voltage resistance and cycle characteristics of a battery produced using a combination of non-aqueous solvents of 70 volume% or more, more preferably 80 volume% or more. Is preferable.

なお、本明細書において、非水溶媒の体積は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。   In this specification, the volume of the non-aqueous solvent is a measured value at 25 ° C., but the measured value at the melting point is used for a solid at 25 ° C. such as ethylene carbonate.

<1−7.他の化合物>
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を損なわない範囲で、「他の化合物」を含有することができる。かかる「他の化合物」としては、従来公知の被膜形成剤、過充電防止剤、助剤等の種々の化合物が挙げられる。
<1-7. Other compounds>
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention can contain “other compounds” as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such “other compounds” include various compounds such as conventionally known film forming agents, overcharge inhibitors, and auxiliary agents.

<1−7−1.被膜形成剤>
被膜形成剤を含有させることにより、リチウムイオン透過性の高い良質な被膜が形成され、初期充放電効率が向上することでき、代表的な例としては、不飽和結合を有するカーボネート(これを以下、「不飽和カーボネート」と略記する場合がある)が挙げられる。
<1-7-1. Film forming agent>
By containing a film-forming agent, a high-quality film with high lithium ion permeability can be formed, and the initial charge and discharge efficiency can be improved. As a typical example, a carbonate having an unsaturated bond (hereinafter referred to as the following) May be abbreviated as “unsaturated carbonate”).

不飽和カーボネートとしては、炭素−炭素二重結合や炭素−炭素三重結合等の炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和カーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有するカーボネートも、不飽和結合を有するカーボネートに含まれるものとする。   The unsaturated carbonate is not particularly limited as long as it is a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, and any unsaturated carbonate can be used. In addition, the carbonate which has an aromatic ring shall also be contained in the carbonate which has an unsaturated bond.

不飽和カーボネートの例としては、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類等が挙げられる。   Examples of the unsaturated carbonate include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates, and the like.

ビニレンカーボネート類としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of vinylene carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, 4,5-diphenyl vinylene carbonate and the like.

芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類としては、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of ethylene carbonates substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, phenyl ethylene carbonate, 4,5-diphenyl ethylene carbonate, and the like. .

フェニルカーボネート類としては、ジフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、t−ブチルフェニルカーボネート等が挙げられる。   Examples of phenyl carbonates include diphenyl carbonate, ethyl phenyl carbonate, methyl phenyl carbonate, and t-butyl phenyl carbonate.

ビニルカーボネート類としては、ジビニルカーボネート、メチルビニルカーボネート等が挙げられる。   Examples of vinyl carbonates include divinyl carbonate and methyl vinyl carbonate.

アリルカーボネート類としては、ジアリルカーボネート、アリルメチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of allyl carbonates include diallyl carbonate and allyl methyl carbonate.

これらの不飽和カーボネートの中でも、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類が好ましく、特に、ビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので、より好適に用いられる。   Among these unsaturated carbonates, vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond are preferable, and in particular, vinylene carbonate, 4,5-diphenyl vinylene carbonate, 4, Since 5-dimethyl vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate form a stable interface protective film, they are more preferably used.

不飽和カーボネートは分子量に特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常50以上、好ましくは80以上であり、また、通常250以下、好ましくは150以下である。分子量が大き過ぎると、非水系電解液に対する不飽和カーボネートの溶解性が低下し、本発明の効果を十分に発現し難くなる場合がある。また、不飽和カーボネートの製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。   The unsaturated carbonate is not particularly limited in molecular weight, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is usually 50 or more, preferably 80 or more, and usually 250 or less, preferably 150 or less. If the molecular weight is too large, the solubility of the unsaturated carbonate in the non-aqueous electrolyte is lowered, and the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the manufacturing method of unsaturated carbonate, It is possible to select and manufacture a well-known method arbitrarily.

不飽和カーボネートは、本発明の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用して含有させてもよい。また、本発明の非水系電解液全体に対する不飽和カーボネートの配合量に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上であり、また、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。この範囲の下限を下回ると、本発明の非水系電解液を非水系電解液電池に用いた場合に、その非水系電解液電池が十分なサイクル特性向上効果を発現し難くなる場合があり、また、不飽和カーボネートの比率が大き過ぎると、本発明の非水系電解液を非水系電解液電池に用いた場合に、その非水系電解液電池の高温保存特性が低下する傾向があり、特に、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下する場合がある。   The unsaturated carbonate may be contained alone in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, or may be contained in combination of two or more in any combination and ratio. Moreover, there is no restriction | limiting in the compounding quantity of the unsaturated carbonate with respect to the whole non-aqueous electrolyte solution of this invention, Although it is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably, Usually, it is 0.8 with respect to the non-aqueous electrolyte solution of this invention. 01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and usually 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. . Below the lower limit of this range, when the non-aqueous electrolyte of the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, the non-aqueous electrolyte battery may not be able to exhibit a sufficient cycle characteristic improving effect. If the ratio of unsaturated carbonate is too large, when the non-aqueous electrolyte of the present invention is used in a non-aqueous electrolyte battery, the high-temperature storage characteristics of the non-aqueous electrolyte battery tend to be reduced. The amount generated may increase and the discharge capacity retention rate may decrease.

<1−7−2.モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩>
他の被膜形成剤としては、モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩が挙げられる。モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩のカウンターカチオンとしては特に制限されないが、Li、Na、K、Mg、Ca、Fe、Cu等の金属元素の他、NR(式中、R〜Rは、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1〜12の有機基を表わす)で表されるアンモニウム、4級アンモニウムが挙げられる。ここで、R〜Rの炭素原子数1〜12の有機基としては、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基、窒素原子含有複素環基等が挙げられる。R〜Rとしては、それぞれ、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、窒素原子含有複素環基等が好ましい。
<1-7-2. Monofluorophosphate and Difluorophosphate>
Other film forming agents include monofluorophosphate and difluorophosphate. There is no particular restriction on the counter cation monofluorophosphate and difluorophosphate, Li, Na, K, Mg , Ca, Fe, other metal elements such as Cu, NR 1 R 2 R 3 R 4 ( formula Among them, R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom or an ammonium or quaternary ammonium represented by an organic group having 1 to 12 carbon atoms. Here, as the organic group having 1 to 12 carbon atoms of R 1 to R 4 , an alkyl group which may be substituted with a halogen atom, a cycloalkyl group which may be substituted with a halogen atom, or a halogen atom An aryl group, a nitrogen atom-containing heterocyclic group, and the like, which may be used. R 1 to R 4 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a nitrogen atom-containing heterocyclic group, or the like.

これらのカウンターカチオン中でも、リチウム二次電池に用いたときの電池特性の点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム又はNRが好ましく、リチウムが特に好ましい。 Among these counter cations, lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium or NR 1 R 2 R 3 R 4 is preferable, and lithium is particularly preferable from the viewpoint of battery characteristics when used in a lithium secondary battery.

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

本発明の非水系電解液全体に対する「モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩」の配合量に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。多すぎる場合は、低温において析出して電池特性を低下させる場合があり、一方、少なすぎる場合は、低温特性やサイクル特性、高温保存特性等の向上効果が著しく低下する場合がある。   There is no limit to the amount of “monofluorophosphate and / or difluorophosphate” added to the entire non-aqueous electrolyte of the present invention, and any amount can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. It is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less, based on the electrolytic solution. More preferably, it is 3 mass% or less. When the amount is too large, the battery characteristics may be deteriorated by precipitation at a low temperature. On the other hand, when the amount is too small, the effect of improving the low-temperature characteristics, cycle characteristics, high-temperature storage characteristics, etc. may be significantly reduced.

<1−7−3.過充電防止剤>
過充電防止剤を含有させることにより、過充電等のときに電池の破裂・発火を抑制することができる。
<1-7-3. Overcharge prevention agent>
By containing an overcharge preventing agent, rupture / ignition of the battery can be suppressed during overcharge or the like.

過充電防止剤としては、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上記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。これらの中でビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼン又はt−アミルベンゼンとの組み合わせや、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種を併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。   As an overcharge inhibitor, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran; 2-fluorobiphenyl, Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as o-cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole and the like And a fluorine-containing anisole compound. Of these, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, terphenyl partially hydrogenated product, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene In combination with at least one selected from aromatic compounds not containing oxygen such as t-amylbenzene and at least one selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran, overcharge prevention characteristics and high temperature storage It is preferable from the viewpoint of balance of characteristics.

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

<1−8.助剤>
助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;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、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物等が挙げられる。これらは単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
<1-8. Auxiliary>
As auxiliary agents, carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride Carboxylic anhydrides such as diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and phenylsuccinic anhydride; 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane Spiro compounds such as 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate , Ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfole , Sulfur-containing compounds such as dimethylsulfone, diphenylsulfone, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl- Nitrogen-containing compounds such as 2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide; hydrocarbon compounds such as heptane, octane, nonane, decane and cycloheptane, fluorobenzene, difluorobenzene, And fluorine-containing aromatic compounds such as hexafluorobenzene and benzotrifluoride. These may be used alone or in combination of two or more.

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

<1−9.非水系電解液の調製>
本発明に係る非水系電解液は、電解質、環状スルホン化合物、フッ素化環状カーボネート、場合により、鎖状カーボネート、環状カーボネート、環状カルボン酸エステル、さらに必要に応じてその他の化合物を、互いに溶解することにより調製することができる。非水系電解液の調製に際しては、各原料は、電解液とした場合の水分を低減させるため予め脱水しておくことが好ましい。通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下まで脱水するのがよい。また、電解液調製後に、脱水、脱酸処理等を実施してもよい。
<1-9. Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
The nonaqueous electrolytic solution according to the present invention dissolves an electrolyte, a cyclic sulfone compound, a fluorinated cyclic carbonate, and optionally a chain carbonate, a cyclic carbonate, a cyclic carboxylic acid ester, and, if necessary, other compounds. Can be prepared. In preparing the non-aqueous electrolyte solution, each raw material is preferably dehydrated in advance in order to reduce the water content when the electrolyte solution is used. Usually, it is good to dehydrate to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, particularly preferably 10 ppm or less. Moreover, you may implement dehydration, a deoxidation process, etc. after electrolyte solution preparation.

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

[2.非水系電解液電池]
本発明の非水系電解液電池は、イオン(例えば、リチウムイオン)を吸蔵・放出可能な負極及び正極と、上記の本発明の非水系電解液とを備える。
[2. Non-aqueous electrolyte battery]
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention includes a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing ions (for example, lithium ions), and the non-aqueous electrolyte of the present invention.

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

<2−2.非水系電解液>
非水系電解液としては、上記の本発明の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
<2-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, the above-described non-aqueous electrolyte of the present invention is used. It should be noted that other non-aqueous electrolytes can be mixed with the non-aqueous electrolyte of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

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

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

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

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

<2−3−2.炭素質負極の構成、物性、調製方法>
炭素質材料についての性質や炭素質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、非水系電解液電池については、次に示す(1)〜(21)のいずれか1項又は複数項を同時に満たしていることが望ましい。
<2-3-2. Configuration, physical properties, preparation method of carbonaceous negative electrode>
About the property about a carbonaceous material, the negative electrode containing a carbonaceous material, an electrode-izing method, a collector, and a nonaqueous electrolyte battery, any one or a plurality of items (1) to (21) shown below It is desirable to satisfy

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

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

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

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

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

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

(4)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上がさらに好ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下がさらに好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(4) Raman R value, Raman half value width The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured by using an argon ion laser Raman spectrum method, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, 0 .1 or more is more preferable, and is usually 1.5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

また、水銀ポロシメトリー(水銀圧入法)により求められる、直径が0.01μm以上100μm以下の細孔に相当する、全細孔容積は、通常0.1cm・g−1以上であり、0.25cm・g−1以上が好ましく、0.4cm・g−1以上がさらに好ましく、また、通常10cm・g−1以下であり、5cm・g−1以下が好ましく、2cm・g−1以下がさらに好ましい。 Further, the total pore volume, which is obtained by mercury porosimetry (mercury intrusion method) and corresponds to pores having a diameter of 0.01 μm or more and 100 μm or less, is usually 0.1 cm 3 · g −1 or more, and 25 cm 3 · g -1 or more, more preferably 0.4 cm 3 · g -1 or higher, and is generally 10 cm 3 · g -1 or less, preferably 5 cm 3 · g -1 or less, 2 cm 3 · g -1 or less is more preferable.

全細孔容積が上記範囲を上回ると、極板化時にバインダーを多量に必要となる場合がある。また、上記範囲を下回ると、極板化時に増粘剤や結着剤の分散効果が得られない場合がある。   If the total pore volume exceeds the above range, a large amount of binder may be required when forming an electrode plate. On the other hand, if the amount is below the above range, the effect of dispersing the thickener or the binder may not be obtained when forming the electrode plate.

また、平均細孔径は、通常0.05μm以上であり、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がさらに好ましく、また、通常50μm以下であり、20μm以下が好ましく、10μm以下がさらに好ましい。   The average pore diameter is usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less.

平均細孔径が上記範囲を上回ると、バインダーを多量に必要となる場合がある。また、上記範囲を下回ると、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。   If the average pore diameter exceeds the above range, a large amount of binder may be required. Moreover, when it is less than the above range, the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

副材混合の効果の一例として、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料を導電材として含有させることが挙げられ、これにより、電気抵抗を低減させることが挙げられる。   As an example of the effect of the auxiliary material mixing, it is possible to include as a conductive material a carbonaceous material such as natural graphite, graphite such as artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. Thus, the electric resistance can be reduced.

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

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

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

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

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

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

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

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

(14−1)平均表面粗さ(Ra)
JISB0601−1994に記載の方法で規定される集電体基板の負極活物質薄膜形成面の平均表面粗さ(Ra)は、特に制限されないが、通常0.05μm以上であり、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上がさらに好ましく、また、通常1.5μm以下であり、1.3μm以下が好ましく、1.0μm以下がさらに好ましい。
(14-1) Average surface roughness (Ra)
The average surface roughness (Ra) of the negative electrode active material thin film forming surface of the current collector substrate defined by the method described in JIS B0601-1994 is not particularly limited, but is usually 0.05 μm or more and 0.1 μm or more. Preferably, it is 0.15 μm or more, usually 1.5 μm or less, preferably 1.3 μm or less, more preferably 1.0 μm or less.

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

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

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

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

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

(14−4)金属薄膜の厚さ
金属薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。金属皮膜の厚さが、1μmより薄くなると、強度が低下するため塗布が困難となる場合がある。また、100μmより厚くなると、捲回等の電極の形を変形させる場合がある。なお、金属薄膜は、メッシュ状でもよい。
(14-4) Thickness of the metal thin film Although the thickness of the metal thin film is arbitrary, it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less. 30 μm or less is more preferable. If the thickness of the metal film is less than 1 μm, the strength may be reduced, making application difficult. Moreover, when it becomes thicker than 100 micrometers, the shape of electrodes, such as winding, may be changed. The metal thin film may be mesh.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

さらに増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。   Further, when using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, Moreover, it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable, and 2 mass% or less is more preferable.

負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。   When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is less than the above range, applicability may be significantly reduced. Moreover, when it exceeds the said range, the ratio of the negative electrode active material which occupies for a negative electrode active material layer will fall, and the problem that the capacity | capacitance of a battery falls and the resistance between negative electrode active materials may increase.

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

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

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

(19)インピーダンス
放電状態から公称容量の60%まで充電した時の負極の抵抗は、100Ω以下が好ましく、50Ω以下がさらに好ましく、20Ω以下が特に好ましく、及び/又は二重層容量が1×10−6F以上が好ましく、1×10−5F以上がさらに好ましく、1×10−4Fが特に好ましい。上記範囲の負極電極を用いると出力特性が良く好ましい。
(19) Impedance The resistance of the negative electrode when charged from the discharged state to 60% of the nominal capacity is preferably 100Ω or less, more preferably 50Ω or less, particularly preferably 20Ω or less, and / or the double layer capacity is 1 × 10 −. 6 F or more is preferable, 1 × 10 −5 F or more is more preferable, and 1 × 10 −4 F is particularly preferable. When the negative electrode in the above range is used, the output characteristics are good and preferable.

負極の抵抗及び二重層容量の測定は、測定する非水系電解液電池を、公称容量を5時間で充電できる電流値にて充電した後に、20分間充放電をしない状態を維持し、次に公称容量を1時間で放電できる電流値にて放電したときの容量が、公称容量の80%以上あるものを用いる。   The negative electrode resistance and double layer capacity are measured by charging the non-aqueous electrolyte battery to be measured at a current value at which the nominal capacity can be charged in 5 hours, and then maintaining the state without charge / discharge for 20 minutes, and then nominally. A capacitor whose capacity is 80% or more of the nominal capacity when discharged at a current value that can be discharged in one hour is used.

上記の放電状態の非水系電解液電池について、公称容量を5時間で充電できる電流値にて公称容量の60%まで充電し、直ちに非水系電解液電池をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内に移す。ここで、当該非水系電解液電池を負極が放電又はショートしない状態ですばやく解体して取り出し、両面塗布電極であれば、片面の負極活物質を他面の負極活物質を傷つけずに剥離し、負極電極を12.5mmφに2枚打ち抜き、セパレータを介して負極活物質面がずれないよう対向させる。電池に使用されていた非水系電解液60μLをセパレータと両負極間に滴下して密着し、外気と触れない状態を保持して、両負極の集電体に導電をとり、交流インピーダンス法を実施する。   About the non-aqueous electrolyte battery in the above discharge state, the nominal capacity is charged to 60% of the nominal capacity at a current value that can be charged in 5 hours, and the non-aqueous electrolyte battery is immediately transferred into a glove box under an argon gas atmosphere. . Here, the non-aqueous electrolyte battery is quickly disassembled and taken out in a state where the negative electrode is not discharged or short-circuited, and if it is a double-sided coated electrode, the negative electrode active material on one side is peeled off without damaging the negative electrode active material on the other side, Two negative electrodes are punched into 12.5 mmφ, and are opposed to each other so that the negative electrode active material surface does not shift through a separator. 60μL of non-aqueous electrolyte used in the battery was dropped between the separator and both negative electrodes, and kept in close contact with the outside air, and the current collector of both negative electrodes was made conductive and the AC impedance method was carried out. To do.

測定は温度25℃で、10−2〜10Hzの周波数帯で複素インピーダンス測定を行ない、求められたナイキスト・プロットの負極抵抗成分の円弧を半円で近似して表面抵抗(R)と、二重層容量(Cdl)を求める。 The measurement is performed at a temperature of 25 ° C., and a complex impedance measurement is performed in a frequency band of 10 −2 to 10 5 Hz. The surface resistance (R) is obtained by approximating the arc of the negative resistance component of the obtained Nyquist plot with a semicircle. The double layer capacity (Cdl) is determined.

(20)負極板の面積
負極板の面積は、特に制限されないが、対向する正極板よりもわずかに大きくして正極板が負極板から外にはみ出すことがないように設計することが好ましい。充放電を繰り返したサイクルの寿命や高温保存による劣化を抑制する観点から、できる限り正極に等しい面積に近づけることが、より均一かつ有効に働く電極割合を高めて特性が向上するので好ましい。特に、大電流で使用される場合には、この電極面積の設計が重要である。
(20) Area of negative electrode plate The area of the negative electrode plate is not particularly limited, but is preferably designed to be slightly larger than the opposing positive electrode plate so that the positive electrode plate does not protrude from the negative electrode plate. From the viewpoint of suppressing the life of a cycle in which charge and discharge are repeated and deterioration due to high temperature storage, it is preferable that the area be as close to the positive electrode as possible, since the ratio of electrodes that work more uniformly and effectively is increased and the characteristics are improved. In particular, when the electrode is used at a large current, the design of the electrode area is important.

(21)負極板の厚さ
負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上、また、通常150μm以下、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下が望ましい。
(21) Thickness of negative electrode plate The thickness of the negative electrode plate is designed according to the positive electrode plate used, and is not particularly limited, but the thickness of the composite layer obtained by subtracting the metal foil thickness of the core is It is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and usually 150 μm or less, preferably 120 μm or less, more preferably 100 μm or less.

<2−3−3.合金系材料>
負極活物質として用いられる合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、13族及び14族の金属・半金属元素(すなわち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズ(これらを以下、「特定金属元素」と略記する場合がある)の単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-3-3. Alloy materials>
As an alloy material used as the negative electrode active material, as long as lithium can be occluded / released, lithium alone, simple metals and alloys forming lithium alloys, or oxides, carbides, nitrides, silicides, sulfides thereof Any of compounds such as products or phosphides may be used and is not particularly limited. The single metal and alloy forming the lithium alloy are preferably materials containing group 13 and group 14 metal / metalloid elements (that is, excluding carbon), more preferably aluminum, silicon and tin (these are referred to below). , And may be abbreviated as “specific metal element”), and alloys or compounds containing these atoms. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

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

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

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

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

<2−3−4.合金系材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
本発明の非水系電解液電池における合金系材料を用いた負極は、公知のいずれの方法を用いて製造することが可能である。具体的に、負極の製造方法としては、例えば、上述の負極活物質に結着剤や導電材等を加えたものをそのままロール成型してシート電極とする方法や、圧縮成形してペレット電極とする方法も挙げられるが、通常は負極用の集電体(以下「負極集電体」と略記する場合がある)上に塗布法、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法が用いられる。この場合、上述の負極活物質に結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、これを負極集電体に塗布、乾燥した後にプレスして高密度化することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成する。
<2-3-4. Composition, physical properties and preparation method of negative electrode using alloy material>
The negative electrode using the alloy material in the non-aqueous electrolyte battery of the present invention can be manufactured using any known method. Specifically, as a manufacturing method of the negative electrode, for example, a method in which a negative electrode active material added with a binder or a conductive material is roll-formed as it is to form a sheet electrode, or a compression-molded pellet electrode and In general, the above-mentioned method is applied to a negative electrode current collector (hereinafter sometimes abbreviated as “negative electrode current collector”) by a method such as a coating method, a vapor deposition method, a sputtering method, or a plating method. A method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing a negative electrode active material is used. In this case, by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, etc. to the above-mentioned negative electrode active material to form a slurry, applying this to the negative electrode current collector, drying, and pressing to increase the density A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector.

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

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

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

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

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

負極材中における負極活物質の含有量は、通常70質量%以上、好ましくは75質量%以上であり、また、通常97質量%以下、好ましくは95質量%以下である。負極活物質の含有量が少な過ぎると、得られる負極を用いた二次電池の容量が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に結着剤等の含有量が不足することにより、得られる負極の強度が不足する傾向にあるためである。なお、2種以上の負極活物質を併用する場合には、負極活物質の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。   Content of the negative electrode active material in a negative electrode material is 70 mass% or more normally, Preferably it is 75 mass% or more, and is 97 mass% or less normally, Preferably it is 95 mass% or less. When the content of the negative electrode active material is too small, the capacity of the secondary battery using the obtained negative electrode tends to be insufficient, and when the content is too large, the content of the binder or the like is relatively insufficient. This is because the strength of the negative electrode tends to be insufficient. In addition, when using 2 or more types of negative electrode active materials together, what is necessary is just to make it the total amount of a negative electrode active material satisfy | fill the said range.

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

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

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

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

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

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

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

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

<2−3−5.リチウム含有金属複合酸化物材料>
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタン及びリチウムを含有する材料が好ましく、より好ましくはチタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、さらにリチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する)である。すなわちスピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、非水系電解液電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
<2-3-5. Lithium-containing metal composite oxide material>
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but a material containing titanium and lithium is preferable from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics, A lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is more preferable, and a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter, abbreviated as “lithium titanium composite oxide”). That is, it is particularly preferable to use a lithium titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte battery because the output resistance is greatly reduced.

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

上記金属酸化物が、一般式(1)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、一般式(1)中、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。   The metal oxide is a lithium titanium composite oxide represented by the general formula (1). In the general formula (1), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, It is preferable that 0 ≦ z ≦ 1.6 because the structure upon doping and dedoping of lithium ions is stable.

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

上記の一般式(1)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Among the compositions represented by the general formula (1),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
This structure is particularly preferable because of a good balance of battery performance.

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

リチウム含有金属複合酸化物材料を負極活物質とした用いた負極の構成、調製方法については、特に制限されず、公知の方法を適用することができる。   The configuration and preparation method of the negative electrode using the lithium-containing metal composite oxide material as the negative electrode active material are not particularly limited, and known methods can be applied.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

メジアン径d50は、通常0.1μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、1μm以上がさらに好ましく、3μm以上が特に好ましく、また、通常20μm以下であり、18μm以下が好ましく、16μm以下がさらに好ましく、15μm以下が特に好ましい。   The median diameter d50 is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, particularly preferably 3 μm or more, and usually 20 μm or less, preferably 18 μm or less, more preferably 16 μm or less. 15 μm or less is particularly preferable.

メジアン径d50が、上記範囲を下回ると、高嵩密度品が得られなくなる場合があり、上記範囲を上回ると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池特性の低下や、電池の正極作成すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等が生じる場合がある。なお、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種以上、任意の比率で混合することで、正極作成時の充填性をさらに向上させることもできる。   If the median diameter d50 is below the above range, a high bulk density product may not be obtained. If the median diameter d50 is above the above range, it takes time to diffuse lithium in the particles. That is, when an active material, a conductive material, a binder, or the like is slurried with a solvent and applied in a thin film shape, streaks may occur. In addition, the filling property at the time of positive electrode preparation can be further improved by mixing two or more positive electrode active materials having different median diameters d50 in an arbitrary ratio.

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

(6)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合、正極活物質の平均一次粒子径は、通常0.01μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.08μm以上がさらに好ましく、0.1μm以上が特に好ましく、また、通常3μm以下であり、2μm以下が好ましく、1μm以下さらに好ましく、0.6μm以下が特に好ましい。
(6) Average primary particle diameter When primary particles aggregate to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is usually 0.01 μm or more, preferably 0.05 μm or more, and It is more preferably not less than 08 μm, particularly preferably not less than 0.1 μm, usually not more than 3 μm, preferably not more than 2 μm, more preferably not more than 1 μm, particularly preferably not more than 0.6 μm.

上記範囲を上回ると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合があるためである。また、上記範囲を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等、二次電池の性能を低下させる場合があるためである。   If the above range is exceeded, it may be difficult to form spherical secondary particles, which may adversely affect the powder filling property, or the specific surface area will be greatly reduced, which may increase the possibility that the battery performance such as output characteristics will deteriorate. Because there is. Further, if the value is below the above range, the performance of the secondary battery may be deteriorated, for example, the reversibility of charge / discharge is inferior because the crystal is not developed.

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

(7)BET比表面積
正極活物質のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、通常0.2m・g−1以上であり、0.3m・g−1以上が好ましく、0.4m・g−1以上がさらに好ましく、また、通常4.0m・g−1以下であり、2.5m・g−1以下が好ましく、1.5m・g−1以下がさらに好ましい。
(7) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the positive electrode active material, the value of the specific surface area measured using the BET method is usually 0.2 m 2 · g −1 or more and 0.3 m 2 · g −1 or more. 0.4 m 2 · g −1 or more is more preferable, usually 4.0 m 2 · g −1 or less, preferably 2.5 m 2 · g −1 or less, and 1.5 m 2 · g −. 1 or less is more preferable.

BET比表面積の値が、上記範囲を下回ると、電池性能が低下しやすくなる。また、上記範囲を上回ると、タップ密度が上がりにくくなり、正極活物質形成時の塗布性が低下する場合がある。   When the value of the BET specific surface area is below the above range, the battery performance tends to be lowered. Moreover, when it exceeds the said range, a tap density becomes difficult to raise and the applicability | paintability at the time of positive electrode active material formation may fall.

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

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

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

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

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

<2−4−2.電極構造と作製法>
以下に、本発明の非水系電解液電池の正極の構成及びその作製法について説明する。
<2-4-2. Electrode structure and fabrication method>
Below, the structure of the positive electrode of the non-aqueous electrolyte battery of this invention and its preparation method are demonstrated.

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

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

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

導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。   The conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass in the positive electrode active material layer. % Or less, more preferably 15% by mass or less.

含有量が上記範囲よりも下回ると、導電性が不十分となる場合がある。また、上記範囲よりも上回ると、電池容量が低下する場合がある。   If the content is lower than the above range, the conductivity may be insufficient. Moreover, when it exceeds the said range, battery capacity may fall.

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

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

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、また、通常80質量%以下であり、60質量%以下が好ましく、40質量%以下がさらに好ましく、10質量%以下が特に好ましい。   The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and usually 80% by mass or less, and 60% by mass. % Or less is preferable, 40% by mass or less is more preferable, and 10% by mass or less is particularly preferable.

結着剤の割合が、上記範囲を下回ると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。また、上記範囲を上回ると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。   When the ratio of the binder is below the above range, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained, the positive electrode has insufficient mechanical strength, and battery performance such as cycle characteristics may be deteriorated. Moreover, when it exceeds the said range, it may lead to a battery capacity or electroconductivity fall.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

金属薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下がさらに好ましい。   The thickness of the metal thin film is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less.

薄膜が、上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足する場合がある。また、薄膜が上記範囲よりも厚いと、取り扱い性が損なわれる場合がある。   If the thin film is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. Moreover, when a thin film is thicker than the said range, a handleability may be impaired.

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

(8)電極面積
高電流密度かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する上記正極の電極面積の総和が面積比で20倍以上とすることが好ましく、さらに40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
(8) Electrode area From the viewpoint of increasing the high current density and stability at high temperatures, the area of the positive electrode active material layer is preferably larger than the outer surface area of the battery outer case. Specifically, the total electrode area of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery is preferably 20 times or more, and more preferably 40 times or more. The outer surface area of the outer case is the total area obtained by calculation from the vertical, horizontal, and thickness dimensions of the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal in the case of a bottomed square shape. . In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure in which the positive electrode mixture layer is formed on both sides via the current collector foil. , The sum of the areas where each surface is calculated separately.

(9)正極板の厚さ
正極板の厚さは特に制限されないが、高容量かつ高出力、高レート特性の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して、10μm以上が好ましく、20μm以上がさらに好ましく、また、200μm以下が好ましく、100μm以下がさらに好ましい。
(9) Thickness of the positive electrode plate Although the thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, from the viewpoint of high capacity, high output, and high rate characteristics, the thickness of the composite layer obtained by subtracting the metal foil thickness of the core material is: 10 μm or more is preferable, 20 μm or more is more preferable, 200 μm or less is preferable, and 100 μm or less is more preferable with respect to one side of the current collector.

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

セパレータの材料や形状については特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about the material and shape of a separator, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, a well-known thing can be employ | adopted arbitrarily. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

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

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

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上がさらに好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下がさらに好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。   Furthermore, when using a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, Further, it is usually 90% or less, preferably 85% or less, and more preferably 75% or less. If the porosity is too smaller than the above range, the membrane resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. Moreover, when larger than the said range, it exists in the tendency for the mechanical strength of a separator to fall and for insulation to fall.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。   Moreover, although the average pore diameter of a separator is also arbitrary, it is 0.5 micrometer or less normally, 0.2 micrometer or less is preferable, and it is 0.05 micrometer or more normally. If the average pore diameter exceeds the above range, a short circuit tends to occur. On the other hand, below the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.

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

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

<2−6.電池設計>
[電極群]
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。
<2-6. Battery design>
[Electrode group]
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed through the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape through the separator. Either is acceptable. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupation ratio) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less. .

電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。   When the electrode group occupancy is below the above range, the battery capacity becomes small. Also, if the above range is exceeded, the void space is small, the battery expands, and the member expands or the vapor pressure of the electrolyte liquid component increases and the internal pressure rises. In some cases, the gas release valve that lowers various characteristics such as storage at high temperature and the like, or releases the internal pressure to the outside is activated.

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

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

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

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

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

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

[外装体]
本発明の非水系電解液電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
[Exterior body]
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body. This exterior body is not particularly limited, and any known one can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.

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

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

下記実施例及び比較例で得られた電池の各評価方法を以下に示す。
[初期放電容量評価]
リチウム二次電池を、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、0.2Cに相当する定電流で4.1Vまで充電した後、0.2Cの定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させ、4サイクル目は、0.5Cの定電流で4.1Vまで充電後、4.1Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し、0.2Cの定電流で3Vまで放電して、初期放電容量を求めた。ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、2Cとはその2倍の電流値を、また0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
Each evaluation method of the battery obtained by the following Example and the comparative example is shown below.
[Evaluation of initial discharge capacity]
A lithium secondary battery is charged to 4.1 V at a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C. in a state of being sandwiched between glass plates in order to enhance adhesion between electrodes, and then a constant current of 0.2 C Was discharged to 3V. This is done for 3 cycles to stabilize the battery. In the 4th cycle, after charging to 4.1V with a constant current of 0.5C, charging is performed until the current value reaches 0.05C with a constant voltage of 4.1V. The initial discharge capacity was determined by discharging to 3 V at a constant current of 0.2C. Here, 1C represents a current value that discharges the reference capacity of the battery in one hour, 2C represents a current value that is twice that, and 0.2C represents a current value that is 1/5 of the current value.

[−30℃出力の評価]
初期容量評価が終了した電池を25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを−30℃において各々0.2C、0.4C、0.8C、1C、2Cで10秒間放電させ、その10秒目の電圧を測定した。電流−電圧直線と下限電圧(3V)とで囲まれる三角形の面積を出力(W)とした。
[Evaluation of -30 ° C output]
The battery whose initial capacity evaluation was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C so as to be half the initial discharge capacity. This was discharged at −30 ° C. for 10 seconds at 0.2 C, 0.4 C, 0.8 C, 1 C, and 2 C, respectively, and the voltage at the 10 second was measured. The area of a triangle surrounded by the current-voltage straight line and the lower limit voltage (3 V) was defined as output (W).

[25℃出力の評価]
初期容量評価が終了した電池を25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを25℃において各々1C、2C、4C、7C、10C、15Cで10秒間放電させ、その10秒目の電圧を測定した。電流−電圧直線と下限電圧(3V)とで囲まれる三角形の面積を出力(W)とした。
[Evaluation of 25 ° C output]
The battery whose initial capacity evaluation was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C so as to be half the initial discharge capacity. This was discharged at 25 ° C. for 10 seconds at 1 C, 2 C, 4 C, 7 C, 10 C and 15 C, respectively, and the voltage at the 10 second was measured. The area of a triangle surrounded by the current-voltage straight line and the lower limit voltage (3 V) was defined as output (W).

[熱安定性の評価]
初期容量評価が終了した電池を25℃にて、0.2Cの定電流で4.1Vまで充電した後、4.1Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施した。この充電電池の室温から300℃における発熱量をカルベ式熱量計にて測定した。
[Evaluation of thermal stability]
After the initial capacity evaluation was completed, the battery was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C to 4.1 V, and then charged with a constant voltage of 4.1 V until the current value reached 0.05 C. The calorific value of this rechargeable battery from room temperature to 300 ° C. was measured with a Calve calorimeter.

[サイクル特性の評価]
初期容量評価が終了した電池を60℃にて、2Cの定電流で4.3Vまで充電し、2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを1サイクルとして充放電を繰り返して行い、500サイクル行い、1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量維持率(%)を求めた。
[Evaluation of cycle characteristics]
The battery for which the initial capacity evaluation was completed was charged to 4.3 V at a constant current of 2 C and discharged to 3.0 V at a constant current of 2 C at 60 ° C. Charging / discharging was repeated as one cycle, 500 cycles were performed, and the discharge capacity maintenance rate (%) at the 500th cycle with respect to the discharge capacity at the first cycle was determined.

実施例1
[負極の作製]
人造黒鉛粉末KS−44(ティムカル社製、商品名)98質量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部、及び、スチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に塗布して乾燥し、プレス機で厚さ75μmに圧延したものを、活物質層のサイズとして幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出し、負極とした。
Example 1
[Production of negative electrode]
Artificial graphite powder KS-44 (manufactured by Timcal, trade name) 98 parts by mass, 100 parts by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener and binder, and 2 parts by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber 50% by mass) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and rolled to a thickness of 75 μm with a press, and the active material layer size was 30 mm wide, 40 mm long, 5 mm wide, It cut out into the shape which has an uncoated part of 9 mm in thickness, and was set as the negative electrode.

[正極の作製]
正極活物質としてのLiNi0.33Mn0.33Co0.33を90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミ箔の片面に塗布して乾燥し、プレス機で厚さ80μmに圧延したものを、活物質層のサイズとして幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出し、正極とした。
[Production of positive electrode]
90% by mass of LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 as a positive electrode active material, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder Were slurried by mixing in N-methylpyrrolidone solvent. The obtained slurry was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to a thickness of 80 μm with a press, and the active material layer had a width of 30 mm, a length of 40 mm, and a width of 5 mm. It cut out into the shape which has a 9-mm uncoated part, and was set as the positive electrode.

[電解液の製造]
乾燥アルゴン雰囲気下、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比10:20:30:40)99.5質量部、ジフルオロリン酸リチウム(LiPO)0.5質量部を混合し、次いで十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して電解液とした。
[Manufacture of electrolyte]
99.5 parts by mass of a mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 10: 20: 30: 40) under a dry argon atmosphere, 0.5 parts by mass of lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ) was mixed, and then sufficiently dried LiPF 6 was dissolved at a rate of 1.0 mol / L to obtain an electrolytic solution.

[リチウム二次電池の製造]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、上記電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode to prepare a battery element. This battery element was inserted into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness: 40 μm) were coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then the electrolyte was poured into the bag to create a vacuum. Sealing was performed, and a sheet-like battery was produced and evaluated. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例2
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物の体積比を10:30:30:30とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 2
In the electrolyte solution of Example 1, except that the volume ratio of the mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) was 10: 30: 30: 30 In the same manner as in Example 1, a sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例3
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物の体積比を20:20:30:30とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 3
In the electrolyte solution of Example 1, the volume ratio of the mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) was set to 20: 20: 30: 30 In the same manner as in Example 1, a sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例4
実施例1の電解液において、スルホラン(SLF)を3−メチルスルホラン(3MSLF)とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 4
A sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that in the electrolyte solution of Example 1, sulfolane (SLF) was changed to 3-methylsulfolane (3MSLF). The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例5
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とガンマブチロラクトン(GBL)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比10:20:20:50)とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 5
In the electrolytic solution of Example 1, a mixture (volume ratio 10: 20: 20: 50) of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), gamma butyrolactone (GBL), and ethyl methyl carbonate (EMC) was used. In the same manner as in Example 1, a sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例6
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比10:20:10:60)とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 6
In the electrolytic solution of Example 1, a mixture (volume ratio 10: 20: 10: 60) of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) was used. In the same manner as in Example 1, a sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例7
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とガンマブチロラクトン(GBL)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)の混合物(体積比10:20:20:30:20)とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 7
In the electrolytic solution of Example 1, a mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), gamma butyrolactone (GBL), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 10:20:20: 30:20) A sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the ratio was 30:20). The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

実施例8
実施例1の電解液において、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)の混合物(体積比10:20:10:30:30)とした以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Example 8
In the electrolyte solution of Example 1, a mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 10:20:10: 30:30) A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the evaluation was performed. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

比較例1
スルホラン(SLF)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比30:70)に、十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して製造した電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Comparative Example 1
Use an electrolyte prepared by dissolving LiPF 6 in a mixture of sulfolane (SLF) and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 30:70) to a ratio of 1.0 mol / L. A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

比較例2
スルホラン(SLF)とガンマブチロラクトン(GBL)との混合物94質量部(体積比30:70)及びビニレンカーボネート(VC)とビニルエチレンカーボネート(VEC)とリン酸トリオクチル(TOP)をそれぞれ2質量部混合し、次いで、十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して製造した電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Comparative Example 2
94 parts by mass (volume ratio 30:70) of a mixture of sulfolane (SLF) and gamma butyrolactone (GBL) and 2 parts by mass of vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC) and trioctyl phosphate (TOP), respectively. Then, a sheet-like lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolyte prepared by dissolving LiPF 6 sufficiently dried to a ratio of 1.0 mol / L was used. Evaluation was performed. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

比較例3
スルホラン(SLF)とガンマブチロラクトン(GBL)との混合物94質量部(体積比30:70)及びビニレンカーボネート(VC)とビニルエチレンカーボネート(VEC)とリン酸トリオクチル(TOP)をそれぞれ2質量部混合し、次いで、十分に乾燥したLiBFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して製造した電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Comparative Example 3
94 parts by mass (volume ratio 30:70) of a mixture of sulfolane (SLF) and gamma butyrolactone (GBL) and 2 parts by mass of vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC) and trioctyl phosphate (TOP), respectively. Then, a sheet-like lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolyte prepared by dissolving LiBF 4 sufficiently dried to a ratio of 1.0 mol / L was used. Evaluation was performed. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

比較例4
モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)とスルホラン(SLF)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比2:28:70)を混合し、次いで十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して製造した電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分を表1に示す。また評価結果を表2及び表3に示す。
Comparative Example 4
A mixture of monofluoroethylene carbonate (MFEC), sulfolane (SLF) and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 2:28:70) was mixed, and then fully dried LiPF 6 was added at a rate of 1.0 mol / L. A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution prepared by dissolution was used. The components of the electrolytic solution are shown in Table 1. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.

Figure 2011044255
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Figure 2011044255
Figure 2011044255

Figure 2011044255
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実施例9
実施例1と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 9
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 1, and thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例10
実施例2と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 10
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 2, and thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例11
実施例3と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 11
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 3, and the thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例12
実施例4と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 12
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 4, and thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例13
実施例5と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 13
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 5, and thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例14
実施例6と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 14
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 6, and the thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例15
実施例7と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 15
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 7, and the thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

実施例16
実施例8と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Example 16
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 8, and the thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

比較例5
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比3:7)を混合し、次いで、十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lの割合となるように溶解して製造した電解液を使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、熱分析により熱安定性の評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Comparative Example 5
Manufactured by mixing a mixture of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 3: 7) and then dissolving LiPF 6 sufficiently dried to a ratio of 1.0 mol / L. A sheet-like lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution was used, and thermal stability was evaluated by thermal analysis. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 2011044255
Figure 2011044255

実施例17
実施例1と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、サイクル特性の評価を行なった。評価結果を表5に示す。
Example 17
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 1, and the cycle characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

実施例18
実施例2と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、サイクル特性の評価を行なった。評価結果を表5に示す。
Example 18
A sheet-like lithium secondary battery was prepared using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 2, and the cycle characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

実施例19
実施例8と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、サイクル特性の評価を行なった。評価結果を表5に示す。
Example 19
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Example 8, and the cycle characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

比較例6
比較例5と同様の方法で得られた正極、負極、及び電解液を用いてシート状リチウム二次電池を作製し、サイクル特性の評価を行なった。評価結果を表5に示す。
Comparative Example 6
A sheet-like lithium secondary battery was produced using the positive electrode, the negative electrode, and the electrolytic solution obtained in the same manner as in Comparative Example 5, and the cycle characteristics were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2011044255
Figure 2011044255

表1〜3から明らかなように、本発明に係る非水系電解液を用いた電池は、実施例1〜8から明らかなように、常温及び低温での出力特性に優れる。一方、本発明に係る非水系電解液でないものを用いた電池(比較例1〜4)では、出力特性が劣る。また、実施例9〜16の結果から明らかなように、従来技術で構成された比較例5に比べて電池発熱速度が低いことから、安全性も高いことが分かる。さらに、実施例18〜20の結果から明らかなように、高電圧での高温サイクルにおける容量劣化が従来技術で構成された比較例6に比べて小さく、耐久性にも優れることが分かる。   As is clear from Tables 1 to 3, the battery using the nonaqueous electrolytic solution according to the present invention is excellent in output characteristics at normal temperature and low temperature, as is clear from Examples 1 to 8. On the other hand, in the battery (Comparative Examples 1-4) using what is not the non-aqueous electrolyte which concerns on this invention, output characteristics are inferior. Further, as is clear from the results of Examples 9 to 16, it can be seen that the safety of the battery is high because the heat generation rate of the battery is lower than that of Comparative Example 5 configured by the prior art. Further, as is clear from the results of Examples 18 to 20, it can be seen that the capacity deterioration in the high-temperature cycle at a high voltage is smaller than that of Comparative Example 6 configured by the prior art and excellent in durability.

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

Claims (6)

電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含む非水系電解液電池用の非水系電解液であって、
非水系電解液が、フッ素を含有する環状カーボネートと環状スルホン化合物とを含有し、
非水溶媒全体に対して、フッ素を含有する環状カーボネートの体積が8〜40体積%であり、かつフッ素を含有する環状カーボネートの体積と環状スルホン化合物の体積との合計が、20〜60体積%であることを特徴とする非水系電解液。
A non-aqueous electrolyte solution for a non-aqueous electrolyte battery containing an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving the electrolyte,
The non-aqueous electrolyte contains a cyclic carbonate containing fluorine and a cyclic sulfone compound,
The volume of the cyclic carbonate containing fluorine is 8 to 40% by volume, and the total of the volume of the cyclic carbonate containing fluorine and the volume of the cyclic sulfone compound is 20 to 60% by volume with respect to the entire non-aqueous solvent. A non-aqueous electrolyte characterized by the above.
環状スルホン化合物が、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体である、請求項1に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the cyclic sulfone compound is sulfolane and / or a sulfolane derivative. フッ素を含有する環状カーボネートが、モノフルオロエチレンカーボネート及び/又はジフルオロエチレンカーボネートである、請求項1又は2に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2, wherein the cyclic carbonate containing fluorine is monofluoroethylene carbonate and / or difluoroethylene carbonate. 非水系電解液が、少なくとも1種の鎖状カーボネートを、非水溶媒全体に対して30〜80体積%で含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-aqueous electrolyte solution contains at least one chain carbonate in an amount of 30 to 80% by volume with respect to the entire non-aqueous solvent. 非水系電解液が、環状カーボネート及び/又は環状カルボン酸エステルを、非水溶媒全体に対して5〜40体積%で含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-aqueous electrolyte solution contains a cyclic carbonate and / or a cyclic carboxylic acid ester in an amount of 5 to 40% by volume based on the whole non-aqueous solvent. . リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液電池であって、非水系電解液が請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液電池。   A non-aqueous electrolyte battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte solution is any one of claims 1 to 5. A non-aqueous electrolyte battery characterized by the above.
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