JP2014063668A - Electrolyte for nonaqueous secondary battery and secondary battery - Google Patents

Electrolyte for nonaqueous secondary battery and secondary battery Download PDF

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吉憲 金澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery excellent in high-temperature cycle characteristics and high-rate discharge characteristics, and an electrolyte for a nonaqueous secondary battery, used for the secondary battery.SOLUTION: An electrolyte for a nonaqueous secondary battery contains a specific compound and an electrolyte in an organic solvent, the specific compound having a part, where an active species is produced by electrolytic oxidation or electrolytic reduction, and a polymerizable part in the molecule.

Description

本発明は、有機溶媒を含む非水二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte for a non-aqueous secondary battery containing an organic solvent and a secondary battery using the same.

携帯型の電子機器は、現代の社会生活ないしビジネスのツールとしてもはや欠かせないものとなっている。そのさらなる発達および多様化を受け、電源となるバッテリーの性能には益々脚光が集まっている。そのニーズに応えるために、電源の小型化、軽量化、高容量化が不可欠となる。また、電池の安定性や信頼性、安全性も求められる。   Portable electronic devices are indispensable as tools for modern social life and business. With the further development and diversification, the performance of the battery that is the power source is increasingly attracting attention. In order to meet these needs, it is essential to reduce the size, weight, and capacity of power supplies. In addition, battery stability, reliability, and safety are also required.

これに対し、リチウムイオン二次電池は、従来の水溶液系の電池が1.2V程度であるのに対し、3〜4Vという高い作動電圧を実現する。また、軽量性にも優れる。さらに、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池で問題となるメモリー効果もなく、安定したエネルギーの供給が可能となる。こうした特性を背景に、携帯電話やノートパソコンを主な用途として、他の二次電池に代替し、急速にそのシェアを伸ばしている。最近では、電動アシスト自転車や電動工具、ハイブリッド車や電気自動車、さらにはロボット、宇宙船、航空機などへも利用範囲が広がっており、今後もますますその発展が期待される。   On the other hand, the lithium ion secondary battery realizes a high operating voltage of 3 to 4 V, while the conventional aqueous battery is about 1.2 V. Moreover, it is excellent also in lightness. Furthermore, there is no memory effect which is a problem with nickel / cadmium storage batteries or nickel / hydrogen storage batteries, and stable energy supply is possible. Against this background, mobile phones and notebook PCs are used mainly as substitutes for other secondary batteries, and their share is growing rapidly. Recently, the range of use has expanded to electric assist bicycles, electric tools, hybrid vehicles, electric vehicles, robots, spacecrafts, aircraft, etc., and further development is expected in the future.

上記のような状況を受け、その性能改良のための努力が様々な方面で進められている。具体的には、正極活物質、負極活物質、セパレータ、電解液などを構成する材料や構造を探索し、放電特性や電池の安定性を良化する試みが挙げられる。電解液に関する改良技術を開示したものとして、重合性化合物を添加する例が挙げられる(特許文献1〜6参照)。   In response to the situation as described above, efforts to improve the performance are being promoted in various directions. Specifically, an attempt is made to search for materials and structures that constitute a positive electrode active material, a negative electrode active material, a separator, an electrolytic solution, etc., and improve discharge characteristics and battery stability. An example in which a polymerizable compound is added is disclosed as an improvement technique related to an electrolytic solution (see Patent Documents 1 to 6).

特開2006−216276号公報JP 2006-216276 A 特開2003−151621号公報JP 2003-151621 A 特開2003−031259号公報JP 2003-031259 A 特開2004−103372号公報JP 2004-103372 A 特許3,163,078号公報Japanese Patent No. 3,163,078 特許4,050,251号公報Japanese Patent No. 4,050,251

自動車用途への拡大も含め、二次電池の改良の要求は益々高性能化および多機能化へと向かっている。とくに二次電池の充放電・保管が様々な温度・容量領域で行われる傾向にあり、そのような環境下でも高性能を実現することが望まれる。そこで、本発明者は満充電状態で高温保存を行うときの電池容量の維持性や、高レート放電特性の改良に着目した。一般に、そうした問題に対しては未だその改善のための取り組みが不十分である。   The demand for improvement of secondary batteries, including expansion to automotive applications, is increasingly toward higher performance and multi-functionality. In particular, secondary batteries tend to be charged / discharged / stored in various temperature / capacity ranges, and it is desired to realize high performance even in such an environment. Therefore, the present inventor has focused on improving battery capacity maintenance and high rate discharge characteristics when storing at high temperature in a fully charged state. In general, there are not enough efforts to improve these problems.

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、高温サイクル特性及び高レート放電特性に優れる二次電池およびこれに用いられる非水二次電池用電解液を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The objective is to provide the secondary battery which is excellent in a high temperature cycling characteristic and a high-rate discharge characteristic, and the electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries used for this.

すなわち上記の課題は以下の手段により解決された。
〔1〕分子内に電解酸化もしくは電解還元により活性種を生成する部位と重合性部位とを持つ特定化合物と、電解質とを有機溶媒中に含有する非水二次電池用電解液。
〔2〕特定化合物が下記式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物である〔1〕に記載の非水二次電池用電解液。

Figure 2014063668
(式中Rは、アルキル基またはアリール基を示す。RおよびRは、それぞれ、フッ素原子または有機基を示す。Rはアルキル基、カルボニル基含有基、アリール基、ヘテロアリール基を示す。R〜R11はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Rとベンゼン環A、Rとベンゼン環A、RとRは連結基を介して互いに結合していてもよい。Mは、重合性部位を有する置換基を示す。n1は0〜5の整数を表す。n2は0〜4の整数を表す。)
〔3〕重合性部位がビニル基、スチレン構造基、アクリロイル基、またはメタクリロイル基を有する置換基である〔1〕または〔2〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔4〕特定化合物が、下記式(1−1)〜(1−3)、(2−1)、(2−2)、および(3−1)のいずれかで表される化合物である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。
Figure 2014063668
(式中、R、R、n1、n2、及びMは式(1)及び(2)と同義である。ベンゼン環Aとベンゼン環Aとは連結基を介して互いに結合していてもよい。連結基としては、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ連結基を示す。R21およびR22は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Xは、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ連結基を示す。)
Figure 2014063668
(式中、R、R、n1、n2、及びMは式(1)及び(2)と同義である。ベンゼン環AとAとは連結基を介して互いに結合していてもよい。連結基としては、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ基(−NR−:Rは水素原子もしくは置換基)を示す。R、Rは、それぞれ、水素原子またはアルキル基を示す。Yはアルコキシ基もしくはアミノ基を示す。)
Figure 2014063668
(式中、R31〜R34は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示す。Gは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアミノ基を示す。Eは連結基を示し、アルキレン基、エーテル基、アミノ基(−NR−:Rは水素原子もしくは置換基)、又はこれらを組み合わせた基を示す。)
〔5〕重合性部位が下記式(M−1)〜(M−3)のいずれかで表される構造部である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。
Figure 2014063668
(式中、Lは、単結合、アルキレン基、エステル基、エーテル基、チオエーテル基、またはそれらの組合せを示す。*は活性種生成部位と結合する部位を示す。Rは水素原子又は置換基を示す。Rは水素原子または置換基を示す。n4は0〜4の整数を表す。)
〔6〕特定化合物を0.0001〜0.05mol/L含有する〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。
〔7〕正極と負極とセパレータと〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の電解液とを具備する二次電池。
〔8〕正極の活物質がニッケルとマンガンとコバルトとを有する物質で構成された〔7〕に記載の二次電池。
〔9〕負極の活物質がチタン酸リチウムで構成された〔7〕または〔8〕に記載の二次電池。
〔10〕電解質を含有する第1剤と、分子内に電解酸化もしくは電解還元により活性種を生成する部位と重合性部位とを持つ特定化合物を含有する第2剤とを組み合わせた非水二次電池電解液用キット。
〔11〕特定化合物が下記式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物である〔10〕に記載の非水二次電池電解液用キット。
Figure 2014063668
(式中Rは、アルキル基またはアリール基を示す。RおよびRは、それぞれ、フッ素原子または有機基を示す。Rはアルキル基、カルボニル基含有基、アリール基、ヘテロアリール基を示す。R〜R11はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Rとベンゼン環A、Rとベンゼン環A、RとRは連結基を介して互いに結合していてもよい。Mは、重合性部位を有する置換基を示す。n1は0〜5の整数を表す。n2は0〜4の整数を表す。) That is, the above problem has been solved by the following means.
[1] An electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery containing, in an organic solvent, a specific compound having a site that generates active species by electrolytic oxidation or electrolytic reduction in the molecule and a polymerizable site, and an electrolyte.
[2] The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to [1], wherein the specific compound is a compound represented by any of the following formulas (1) to (3).
Figure 2014063668
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group. R 2 and R 3 each represents a fluorine atom or an organic group. R 7 represents an alkyl group, a carbonyl group-containing group, an aryl group, or a heteroaryl group. R 8 to R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and R 1 and benzene ring A 1 , R 7 and benzene ring A 2 , and R 8 and R 9 are bonded to each other via a linking group. M represents a substituent having a polymerizable moiety, n1 represents an integer of 0 to 5, and n2 represents an integer of 0 to 4.)
[3] The electrolyte solution for a nonaqueous secondary battery according to [1] or [2], wherein the polymerizable site is a substituent having a vinyl group, a styrene structure group, an acryloyl group, or a methacryloyl group.
[4] The specific compound is a compound represented by any of the following formulas (1-1) to (1-3), (2-1), (2-2), and (3-1) [ 1]-[3] The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries.
Figure 2014063668
(Wherein R 2 , R 3 , n1, n2, and M have the same meanings as in formulas (1) and (2). The benzene ring A 3 and the benzene ring A 4 are bonded to each other via a linking group. Examples of the linking group include a single bond, an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an amino linking group, wherein R 21 and R 22 are a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group, respectively. X represents an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or an amino linking group.)
Figure 2014063668
(Wherein R 2 , R 3 , n1, n2, and M have the same meanings as in formulas (1) and (2). The benzene rings A 5 and A 6 may be bonded to each other via a linking group. Examples of the linking group include a single bond, an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an amino group (—NR—: R is a hydrogen atom or a substituent), and R 4 and R 5 are Each represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y represents an alkoxy group or an amino group.)
Figure 2014063668
(In the formula, R 31 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. G independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or an amino group. E represents a linking group. , An alkylene group, an ether group, an amino group (-NR-: R represents a hydrogen atom or a substituent), or a group obtained by combining these.)
[5] The non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the polymerizable site is a structural part represented by any of the following formulas (M-1) to (M-3) Electrolytic solution.
Figure 2014063668
(In the formula, L represents a single bond, an alkylene group, an ester group, an ether group, a thioether group, or a combination thereof. * Represents a site bonded to the active species generating site. Ra represents a hydrogen atom or a substituent. R b represents a hydrogen atom or a substituent, and n4 represents an integer of 0 to 4.)
[6] The electrolyte solution for a nonaqueous secondary battery according to any one of [1] to [5], containing a specific compound in an amount of 0.0001 to 0.05 mol / L.
[7] A secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and the electrolyte solution according to any one of [1] to [6].
[8] The secondary battery according to [7], wherein the positive electrode active material is composed of a material having nickel, manganese, and cobalt.
[9] The secondary battery according to [7] or [8], wherein the negative electrode active material is composed of lithium titanate.
[10] A non-aqueous secondary in which a first agent containing an electrolyte and a second agent containing a specific compound having a site that generates an active species by electrolytic oxidation or electrolytic reduction in the molecule and a polymerizable site Battery electrolyte kit.
[11] The nonaqueous secondary battery electrolyte solution kit according to [10], wherein the specific compound is a compound represented by any of the following formulas (1) to (3).
Figure 2014063668
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group. R 2 and R 3 each represents a fluorine atom or an organic group. R 7 represents an alkyl group, a carbonyl group-containing group, an aryl group, or a heteroaryl group. R 8 to R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and R 1 and benzene ring A 1 , R 7 and benzene ring A 2 , and R 8 and R 9 are bonded to each other via a linking group. M represents a substituent having a polymerizable moiety, n1 represents an integer of 0 to 5, and n2 represents an integer of 0 to 4.)

本明細書において、特定の符号で表示された置換基や連結基等が複数あるとき、あるいは複数の置換基等を同時もしくは択一的に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。このことは、置換基の数などの規定についても同様である。また、特に断らなくても、複数の置換基等が近接するときにはそれらが互いに連結したり縮環したりして環を形成していてもよい。   In this specification, when there are a plurality of substituents or linking groups indicated by a specific symbol, or when a plurality of substituents are specified simultaneously or alternatively, each of the substituents may be the same or different from each other. It may be. The same applies to the definition of the number of substituents and the like. Further, even if not specifically stated, when a plurality of substituents and the like are close to each other, they may be connected to each other or condensed to form a ring.

本発明の非水電解液および非水二次電池は、高温サイクル特性及び高レート放電特性に優れる。   The non-aqueous electrolyte and non-aqueous secondary battery of the present invention are excellent in high temperature cycle characteristics and high rate discharge characteristics.

本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の機構を模式化して示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the mechanism of the lithium secondary battery which concerns on preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の具体的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structure of the lithium secondary battery which concerns on preferable embodiment of this invention.

本発明の非水二次電池用電解液は、分子内に電解酸化もしくは電解還元により活性種を生成する部位と、重合性部位とをあわせ持つ化合物(以下、「活性種含有重合性化合物」ということがある)を含有する。これにより特定の電池性能における良化が発現された。この理由は定かではないが以下のように推定される。従来提案されている重合性化合物を添加した電解液では、この重合物により電極表面にSEI(Solid Electrolyte Interface)が形成され、それによる性能改良が期待できる。一方、本発明においては上記活性種含有重合性化合物が電池の運転時に活性種を放出し、これが当該化合物の重合性部位の反応をより効果的に促すことが考えられる。また、当該活性種の解離により形成された末端、あるいは重合性部位側の解離末端は特有の活性点を形成し、これがさらに重合物の形成に関与しうることが考えられる。その結果、上記従来の重合性化合物ではなしえなかった形態のSEIが生成され、電池性能の改良に貢献したと推察される。以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery of the present invention is a compound having both a site that generates active species in the molecule by electrolytic oxidation or electrolytic reduction and a polymerizable site (hereinafter referred to as “active species-containing polymerizable compound”). In some cases). Thereby, the improvement in specific battery performance was expressed. The reason for this is not clear, but is estimated as follows. In an electrolytic solution to which a conventionally proposed polymerizable compound is added, SEI (Solid Electrolyte Interface) is formed on the electrode surface by the polymer, and performance improvement can be expected. On the other hand, in the present invention, it is considered that the active species-containing polymerizable compound releases active species during battery operation, and this promotes the reaction of the polymerizable site of the compound more effectively. Further, it is considered that the terminal formed by dissociation of the active species or the dissociating terminal on the polymerizable site side forms a specific active site, which may further contribute to the formation of a polymer. As a result, it was inferred that SEI was produced in a form that could not be achieved with the conventional polymerizable compound, and contributed to the improvement of battery performance. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

[非水二次電池用電解液]
(活性種含有重合性化合物)
前記活性種含有重合性化合物は、下記式(1)〜(3)から選ばれる構造を有する化合物であることが好ましい。
[Electrolyte for non-aqueous secondary battery]
(Active species-containing polymerizable compound)
The active species-containing polymerizable compound is preferably a compound having a structure selected from the following formulas (1) to (3).

Figure 2014063668
Figure 2014063668

・R
式中、Rは、アルキル基またはアリール基を示す。前記アルキル基は、直鎖でも分岐でもよく、鎖状でも環状でもよい。アルキル基の炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい。アルキル基としては、なかでも、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェニルエチル基が好ましい。前記アリール基の炭素数は6〜24が好ましく、6〜12がより好ましい。
・ R 1
In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group. The alkyl group may be linear or branched, and may be linear or cyclic. 1-12 are preferable and, as for carbon number of an alkyl group, 1-6 are more preferable. Among these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a cyclohexyl group, a benzyl group, and a phenylethyl group are preferable as the alkyl group. 6-24 are preferable and, as for carbon number of the said aryl group, 6-12 are more preferable.

とベンゼン環Aとは連結基Laを介して互いに結合していてもよい。当該連結基Laとしては、単結合、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜6)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜36)、アミノ基(−NR−:Rは水素原子または置換基)、酸素原子(エーテル基)、硫黄原子(チオエーテル基)、カルボニル基、またはこれらを組み合わせた連結基が挙げられる。なかでも、カルボニル基、硫黄原子、酸素原子が好ましい。なお、本発明において連結基は単結合を含む意味である。なお、前記アミノ基(−NR−)のRが置換基のとき、アルキル基が好ましい。当該アミノ基は、好ましくは炭素数0〜6である。以下、アミノ基(−NR−)については、特に断らなくてもこのことと同義である。本明細書において、連結基とは、上記連結基Laの例のように特に断らない限り単結合を含む意味である。 R 1 and the benzene ring A 1 may be bonded to each other via a linking group La. As the linking group La, a single bond, an alkylene group (preferably having a carbon number of 1 to 6), an arylene group (preferably having a carbon number of 6 to 36), an amino group (—NR—: R is a hydrogen atom or a substituent), Examples include an oxygen atom (ether group), a sulfur atom (thioether group), a carbonyl group, or a linking group obtained by combining these. Of these, a carbonyl group, a sulfur atom, and an oxygen atom are preferable. In the present invention, the linking group means a single bond. In addition, when R of the amino group (—NR—) is a substituent, an alkyl group is preferable. The amino group preferably has 0 to 6 carbon atoms. Hereinafter, the amino group (—NR—) is synonymous with this unless otherwise specified. In the present specification, the linking group means a single bond unless otherwise specified as in the example of the linking group La.

・R、R
、Rは、フッ素原子または有機基を示す。有機基としては、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜24のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数1〜6のアシルオキシ基、炭素数0〜6のアミノ基が挙げられる。なかでも、R、Rは水素原子、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。前記有機基はさらに後記置換基Tを有していてもよい。
・ R 2 , R 3
R 2 and R 3 represent a fluorine atom or an organic group. As the organic group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, An amino group having 0 to 6 carbon atoms is exemplified. Especially, R < 2 >, R < 3 > has a hydrogen atom, a fluorine atom, and a C1-C6 alkyl group, and a hydrogen atom is more preferable. The organic group may further have a substituent T described later.

・n1,n2
n1は0〜5の整数を表す。n2は0〜4の整数を表す。n1,n2が2以上であるとき、これにより規定される複数の構造部位は互いに異なっていてもよい。
・ N1, n2
n1 represents the integer of 0-5. n2 represents an integer of 0 to 4. When n1 and n2 are 2 or more, the plurality of structural sites defined thereby may be different from each other.

・R
は、置換基を表す。Rは中でも、アルキル基、カルボニル基含有基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、置換基を有していてもよいアリール基、置換基(好ましくはアミノ基)を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリールカルボニル基であることがより好ましい。
前記置換基を有していてもよいアリール基は置換基を含めた炭素数として6〜24であることが好ましい。置換基を有していてもよいアリール基としては、置換基を有していてもよい9−フルオレノン構造基、置換基を有していてもよいベンゾフェノン構造基が挙げられる。当該置換基としては、後記置換基Tが挙げられる。
置換基(好ましくはアミノ基)を有していてもよいアルキル基としては、置換基を含めた炭素数として1〜24であることが好ましく、炭素数3〜12であることがより好ましい。アルキル基に置換してよいアミノ基としては、環状アミノ基が好ましく、5〜7員環の環状アミノ基がより好ましく、具体的には、ピペリジノ基、ピペラジノ基、モルホリノ基などが挙げられる。
とベンゼン環Aとは前記連結基Laを介して連結されていてもよい。
・ R 7
R 7 represents a substituent. Among them, R 7 is preferably an alkyl group, a carbonyl group-containing group, an aryl group, or a heteroaryl group, an aryl group that may have a substituent, or an alkyl that may have a substituent (preferably an amino group). An arylcarbonyl group which may have a group or a substituent is more preferable.
The aryl group which may have a substituent is preferably 6 to 24 carbon atoms including the substituent. Examples of the aryl group which may have a substituent include a 9-fluorenone structural group which may have a substituent and a benzophenone structural group which may have a substituent. Examples of the substituent include the substituent T described later.
The alkyl group that may have a substituent (preferably an amino group) preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, including the substituent. The amino group that may be substituted with an alkyl group is preferably a cyclic amino group, more preferably a 5- to 7-membered cyclic amino group, and specific examples include a piperidino group, a piperazino group, and a morpholino group.
R 7 and the benzene ring A 2 may be linked via the linking group La.

・R〜R11
〜R11はそれぞれ水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜12)、アリール基(好ましくは炭素数6〜24)を示す。RとRは前記連結基Laを介して互いに結合していてもよい。
· R 8 ~R 11
R < 8 > -R < 11 > shows a hydrogen atom, an alkyl group (preferably C1-C12), and an aryl group (preferably C6-C24), respectively. R 8 and R 9 may be bonded to each other through the linking group La.

・M
Mは、重合性部位を有する置換基を示す。前記重合性部位は、ビニル基、スチレン構造基、アクリロイル基、メタクリロイル基を有する置換基であることが好ましい。重合性部位は、前記式(1)においては、ビニル基、アクリロイル基(より好ましくはアクリロイルオキシ基)、またはメタクリロイル基(より好ましくはメタクリロイルオキシ基)を含有する基であることが好ましい。式(2)および(3)においては、ビニル基、アクリロイル基(より好ましくはアクリロイルオキシ基)、またはメタクリロイル基(より好ましくはメタクリロイルオキシ基)、スチレン構造基を含有する基であることが好ましい。なお、スチレン構造基とは、スチレンがそのベンゼン環で置換された基を意味し、置換基を有していてもよいビニルフェニル基と称してもよい。
・ M
M represents a substituent having a polymerizable site. The polymerizable site is preferably a substituent having a vinyl group, a styrene structure group, an acryloyl group, or a methacryloyl group. In the formula (1), the polymerizable site is preferably a group containing a vinyl group, an acryloyl group (more preferably an acryloyloxy group), or a methacryloyl group (more preferably a methacryloyloxy group). In the formulas (2) and (3), a group containing a vinyl group, an acryloyl group (more preferably an acryloyloxy group), a methacryloyl group (more preferably a methacryloyloxy group) or a styrene structure group is preferable. The styrene structural group means a group in which styrene is substituted with its benzene ring, and may be referred to as a vinylphenyl group which may have a substituent.

前記重合性基を有する置換基Mは、下記式(M−1)〜(M−3)のいずれかで表される基であることが好ましい。

Figure 2014063668
The substituent M having a polymerizable group is preferably a group represented by any of the following formulas (M-1) to (M-3).
Figure 2014063668

Lは連結基を表し、単結合、アルキレン基、エステル基、エーテル基、チオエーテル基が好ましい。Raは水素原子又は置換基を表し、置換基としては後記置換基Tの例が挙げられる。なかでも、Raとして選択される置換基はアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましい。Rbは水素原子又は置換基を表し、当該置換基としてアルキル基(炭素数1〜6が好ましい)が好ましい。n4は0〜4の整数を表す。n4が2以上であるとき、これにより規定される複数の構造部位は互いに異なっていてもよい。   L represents a linking group and is preferably a single bond, an alkylene group, an ester group, an ether group or a thioether group. Ra represents a hydrogen atom or a substituent, and examples of the substituent T are described later. Especially, it is preferable that the substituent selected as Ra is an alkyl group, and it is preferable that it is a C1-C6 alkyl group. Rb represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is preferably an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms). n4 represents an integer of 0 to 4. When n4 is 2 or more, the plurality of structural sites defined thereby may be different from each other.

前記活性種含有重合性化合物は、下記式(1−1)〜(1−3)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。

Figure 2014063668
The active species-containing polymerizable compound is preferably a compound represented by any of the following formulas (1-1) to (1-3).
Figure 2014063668

・R、R、n1、n2、M
式中、R、R、n1、n2、Mは前記式(1)及び(2)と同義である。
・ R 2 , R 3 , n1, n2, M
In the formula, R 2 , R 3 , n1, n2, and M are as defined in the above formulas (1) and (2).

・R21、R22
21、R22は、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜5)、アリール基(好ましくは炭素数6〜10)を示す。
・A、A
ベンゼン環A及びAは連結して環を形成していてもよい。その連結基としては前記Laが挙げられる。
· R 21, R 22
R <21> , R <22> shows a hydrogen atom, an alkyl group (preferably C1-C5), and an aryl group (preferably C6-C10).
・ A 3 , A 4
The benzene rings A 3 and A 4 may be linked to form a ring. Examples of the linking group include La.

・X
Xは連結基を示し、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜2)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜10)、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ基(−NR−)(好ましくは炭素数1〜5)を示す。
・ X
X represents a linking group, an alkylene group (preferably having 1 to 2 carbon atoms), an arylene group (preferably having 6 to 10 carbon atoms), an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an amino group (—NR—) (preferably Carbon number 1-5) is shown.

Figure 2014063668
Figure 2014063668

・R、R、n1、n2、M
、R、n1、n2、Mは式(1)及び(2)と同義である。n1、n2が2以上であるとき、これにより規定される複数の構造部位は互いに異なっていてもよい。
・ R 2 , R 3 , n1, n2, M
R 2 , R 3 , n1, n2, and M are as defined in formulas (1) and (2). When n1 and n2 are 2 or more, the plurality of structural sites defined thereby may be different from each other.

・A、A
ベンゼン環A、Aは互いに連結基を介して連結されていてもよい。連結基としては、前記連結基Laを表す。
· A 5, A 6
The benzene rings A 5 and A 6 may be linked to each other via a linking group. The linking group represents the linking group La.

・R、R
、Rは、水素原子またはアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を示す。
・ R 4 , R 5
R 4 and R 5 represent a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).

・Y
Yはアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6)またはアミノ基(好ましくは炭素数2〜6)を示す。このアミノ基としては、前記Rで説明したアミノ基であることが好ましい。
・ Y
Y represents an alkoxy group (preferably having 1 to 6 carbon atoms) or an amino group (preferably having 2 to 6 carbon atoms). The amino group is preferably the amino group described for R 7 above.

Figure 2014063668
Figure 2014063668

・R31〜R34
式中、R31〜R34は、各々独立に水素原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜3)を示す。
・ R 31 to R 34
In the formula, R 31 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms).

・G
Gは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜3)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜3)、又はアミノ基(好ましくは炭素数2〜7)を示す。
・ G
G represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms), an alkoxy group (preferably having 1 to 3 carbon atoms), or an amino group (preferably having 2 to 7 carbon atoms).

・E
Eは連結基を示し、アルキレン基(好ましくは炭素数2〜5)、エーテル基(好ましくは炭素数1〜5)、アミノ基(−NR−)(好ましくは炭素数2〜10)、又はこれらを組み合わせた基を示す。
・ E
E represents a linking group, an alkylene group (preferably having 2 to 5 carbon atoms), an ether group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an amino group (—NR—) (preferably having 2 to 10 carbon atoms), or these The group which combined is shown.

・M
Mは前記式(1)及び(2)と同義である。
・ M
M is synonymous with the formulas (1) and (2).

Figure 2014063668
Figure 2014063668

Figure 2014063668
Figure 2014063668

以下に上記例示化合物のうち代表例について合成例を示しておく。
(合成例1:(M−1)の合成)
アクリドン4.88g、4−(クロロメチル)スチレン3.82g、水酸化ナトリウム1g、DMF50mlの溶液を50℃で3時間反応させた。反応終了後、反応溶液を蒸留水300mlにあけ、減圧濾過、蒸留水にて洗浄、乾燥し、化合物(M−1)を2.58g得た。
Synthetic examples are shown below as representative examples of the exemplified compounds.
(Synthesis Example 1: Synthesis of (M-1))
A solution of 4.88 g of acridone, 3.82 g of 4- (chloromethyl) styrene, 1 g of sodium hydroxide and 50 ml of DMF was reacted at 50 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 300 ml of distilled water, filtered under reduced pressure, washed with distilled water and dried to obtain 2.58 g of compound (M-1).

(合成例2:(M−4)の合成)
原料にジフェニルアミンを用い、合成例1の方法と同様に、化合物(M−4)を1.1g得た。
(Synthesis Example 2: Synthesis of (M-4))
In the same manner as in Synthesis Example 1, 1.1 g of compound (M-4) was obtained using diphenylamine as a raw material.

(合成例3:(M−10)の合成)
原料に2−フェニル−1H−ベンゾイミダゾールを用い、合成例1の方法と同様に、化合物(M−10)を2.14g得た。
(Synthesis Example 3: Synthesis of (M-10))
Using 2-phenyl-1H-benzimidazole as a raw material, 2.14 g of Compound (M-10) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1.

前記活性種含有重合性化合物(A)の添加量は全電解液に対し、0.0001mol/L%以上が好ましく、0.0003mol/L%以上がより好ましく、0.0005mol/L%以上が更に好ましい。上限としては、0.1mol/L%以下が好ましく、0.05mol/L%以下がより好ましく、0.01mol/L%以下が特に好ましい。この添加量を上記の範囲とすることで、良好な放電性能を維持して、所望の高温容量維持性および高レート特性を高いレベルで達成することができ好ましい。   The addition amount of the active species-containing polymerizable compound (A) is preferably 0.0001 mol / L% or more, more preferably 0.0003 mol / L% or more, and further 0.0005 mol / L% or more with respect to the total electrolyte solution. preferable. As an upper limit, 0.1 mol / L% or less is preferable, 0.05 mol / L% or less is more preferable, 0.01 mol / L% or less is especially preferable. By making this addition amount into the above range, it is preferable that good discharge performance can be maintained and desired high-temperature capacity maintenance and high rate characteristics can be achieved at a high level.

なお、本明細書において置換・無置換を明記していない置換基(連結基についても同様)については、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。これは置換・無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、下記置換基Tが挙げられる。   In addition, in the present specification, a substituent that does not specify substitution / non-substitution (the same applies to a linking group) means that the group may have an arbitrary substituent. This is also synonymous for compounds that do not specify substitution / non-substitution. Preferred substituents include the following substituent T.

置換基Tとしては、下記のものが挙げられる。
アルキル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、ベンジル、2−エトキシエチル、1−カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル等)、アリール基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリール基、例えば、フェニル、1−ナフチル、4−メトキシフェニル、2−クロロフェニル、3−メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素原子数2〜20のヘテロ環基、好ましくは、少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する5または6員環のヘテロ環基が好ましく、例えば、2−ピリジル、4−ピリジル、2−イミダゾリル、2−ベンゾイミダゾリル、2−チアゾリル、2−オキサゾリル等)、アルコキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、3−メチルフェノキシ、4−メトキシフェノキシ等)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素原子数0〜20のアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ、N,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−エチルアミノ、アニリノ等)、スルファモイル基(好ましくは炭素原子数0〜20のスルホンアミド基、例えば、N,N−ジメチルスルファモイル、N−フェニルスルファモイル等)、アシル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、ベンゾイル等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素原子数1〜20のカルバモイル基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイル、N−フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、スルホンアミド基((好ましくは炭素原子数0〜20のスルファモイル基、例えば、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、N−メチルメタンスルスルホンアミド、N−エチルベンゼンスルホンアミド等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、1−ナフチルチオ、3−メチルフェニルチオ、4−メトキシフェニルチオ等)、アルキルもしくはアリールスルホニル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルもしくはアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ベンゼンスルホニル等)、ヒドロキシル基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、特に好ましくはアルキル基、アルケニル基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基またはヒドロキシル基である。
また、これらの置換基Tで挙げた各基は、上記の置換基Tがさらに置換していてもよい。
Examples of the substituent T include the following.
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.), alkenyl A group (preferably an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, allyl, oleyl, etc.), an alkynyl group (preferably an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl, etc.), A cycloalkyl group (preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, etc.), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 26 carbon atoms, for example, Phenyl, 1-naphthyl, 4-methoxyphenyl, -Chlorophenyl, 3-methylphenyl, etc.), a heterocyclic group (preferably a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a 5- or 6-membered heterocycle having at least one oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom) A cyclic group is preferable, for example, 2-pyridyl, 4-pyridyl, 2-imidazolyl, 2-benzimidazolyl, 2-thiazolyl, 2-oxazolyl, etc., an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, for example, Methoxy, ethoxy, isopropyloxy, benzyloxy, etc.), aryloxy groups (preferably aryloxy groups having 6 to 26 carbon atoms, such as phenoxy, 1-naphthyloxy, 3-methylphenoxy, 4-methoxyphenoxy, etc.), An alkoxycarbonyl group (preferably an alkoxycarbonyl having 2 to 20 carbon atoms) Nyl groups such as ethoxycarbonyl, 2-ethylhexyloxycarbonyl, etc., amino groups (preferably including amino groups having 0 to 20 carbon atoms, alkylamino groups, arylamino groups, such as amino, N, N-dimethyl Amino, N, N-diethylamino, N-ethylamino, anilino, etc.), sulfamoyl groups (preferably sulfonamido groups having 0 to 20 carbon atoms, such as N, N-dimethylsulfamoyl, N-phenylsulfamoyl) Etc.), an acyl group (preferably an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyl, propionyl, butyryl, benzoyl, etc.), an acyloxy group (preferably an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyloxy, Benzoyloxy, etc.), carbamoyl groups (preferably C 1-20 carbon atoms) Rubamoyl groups such as N, N-dimethylcarbamoyl and N-phenylcarbamoyl), acylamino groups (preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as acetylamino and benzoylamino), sulfonamido groups (preferably Is a sulfamoyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as methanesulfonamide, benzenesulfonamide, N-methylmethanesulfonamide, N-ethylbenzenesulfonamide, etc., an alkylthio group (preferably an alkylthio having 1 to 20 carbon atoms). Groups such as methylthio, ethylthio, isopropylthio, benzylthio, etc., arylthio groups (preferably arylthio groups having 6 to 26 carbon atoms, such as phenylthio, 1-naphthylthio, 3-methylphenylthio, 4-methoxyphenylthio ), An alkyl or arylsulfonyl group (preferably an alkyl or arylsulfonyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methylsulfonyl, ethylsulfonyl, benzenesulfonyl, etc.), a hydroxyl group, a cyano group, a halogen atom (for example, a fluorine atom, chlorine) Atoms, bromine atoms, iodine atoms, etc.), more preferably alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, heterocyclic groups, alkoxy groups, aryloxy groups, alkoxycarbonyl groups, amino groups, acylamino groups, hydroxyl groups or halogen atoms. And particularly preferably an alkyl group, an alkenyl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group or a hydroxyl group.
In addition, each of the groups listed as the substituent T may be further substituted with the substituent T described above.

化合物ないし置換基・連結基等がアルキル基・アルキレン基、アルケニル基・アルケニレン基等を含むとき、これらは環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよく、上記のように置換されていても無置換でもよい。またアリール基、ヘテロ環基等を含むとき、それらは単環でも縮環でもよく、同様に置換されていても無置換でもよい。   When the compound or substituent / linking group contains an alkyl group / alkylene group, alkenyl group / alkenylene group, etc., these may be cyclic or chain-like, and may be linear or branched, and substituted as described above. It may be substituted or unsubstituted. Moreover, when an aryl group, a heterocyclic group, etc. are included, they may be monocyclic or condensed and may be similarly substituted or unsubstituted.

(有機溶媒)
本発明に用いられる有機溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレンなどの環状炭酸エステル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピルなどの鎖状炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状エステル、1,2−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチルなどの鎖上エステル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリルなどのニトリル化合物、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシドあるいはジメチルスルホキシド燐酸などが挙げられる。これらは、一種単独で用いても2種以上を併用してもよい。中でも、環状炭酸エステル(好ましくは炭酸エチレン、炭酸プロピレン)、鎖状炭酸エステル(好ましくは炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチル)、環状エステル(好ましくはγ−ブチロラクトン)からなる群のうちの少なくとも1種を含有していることが好ましく、より好ましくは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルを含む溶剤、または環状炭酸エステルと環状エステルを含む溶剤であり、特に好ましくは、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの高粘度(高誘電率)溶媒(例えば、比誘電率ε≧30)と炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル、γ−ブチロラクトンなどの低粘度溶媒(例えば、粘度≦1mPa・s)との組み合わせである。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
(Organic solvent)
Examples of the organic solvent used in the present invention include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methylpropyl carbonate, γ-butyrolactone, cyclic esters such as γ-valerolactone, chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, Chain ethers such as 1,3-dioxane, 1,4-dioxane and other cyclic ethers, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethylacetate and ethyl trimethylacetate Nitrile compounds such as steal, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N′-dimethylimidazolidinone Nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate, dimethyl sulfoxide or dimethyl sulfoxide phosphoric acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates (preferably ethylene carbonate, propylene carbonate), chain carbonates (preferably dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethylmethyl carbonate), cyclic esters (preferably γ-butyrolactone). It is preferable to contain a seed, more preferably a solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate, or a solvent containing a cyclic carbonate and a cyclic ester, particularly preferably a high solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate. A combination of a viscosity (high dielectric constant) solvent (for example, dielectric constant ε ≧ 30) and a low viscosity solvent (for example, viscosity ≦ 1 mPa · s) such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, or γ-butyrolactone. . This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved.

(電解質)
本発明の電解液に用いることができる電解質としては金属イオンもしくはその塩が挙げられ、周期律表第一族又は第二族に属する金属イオンもしくはその塩が好ましい。電解液の使用目的により適宜選択される、例えば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、二次電池などに使用される場合には、出力の観点からリチウム塩が好ましい。本発明の電解液をリチウム二次電池用非水系電解液の電解質として用いる場合には、金属イオンの塩としてリチウム塩を選択すればよい。リチウム塩としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質に通常用いられるリチウム塩であれば特に制限はないが、例えば、以下に述べるものが好ましい。
(Electrolytes)
Examples of the electrolyte that can be used in the electrolytic solution of the present invention include metal ions or salts thereof, and metal ions or salts thereof belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table are preferred. It is appropriately selected depending on the purpose of use of the electrolytic solution, for example, lithium salt, potassium salt, sodium salt, calcium salt, magnesium salt and the like. When used in a secondary battery, the lithium salt is used from the viewpoint of output. Is preferred. When the electrolytic solution of the present invention is used as an electrolyte of a non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery, a lithium salt may be selected as a metal ion salt. The lithium salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt usually used for an electrolyte of a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery. For example, those described below are preferable.

(L−1)無機リチウム塩:LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF等の無機フッ化物塩;LiClO、LiBrO、LiIO等の過ハロゲン酸塩;LiAlCl等の無機塩化物塩等。 (L-1) Inorganic lithium salts: inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiIO 4 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 etc.

(L−2)含フッ素有機リチウム塩:LiCFSO等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩;LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO)(CSO)等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩;LiC(CFSO等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩;Li[PF(CFCFCF)]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF)]、Li[PF(CFCFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF]等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。 (L-2) Fluorine-containing organic lithium salt: Perfluoroalkane sulfonate such as LiCF 3 SO 3 ; LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , Perfluoroalkanesulfonylimide salts such as LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ); perfluoroalkanesulfonylmethide salts such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ; Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ], Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 ( CF 2 CF 2 CF 2 CF 3) 2], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3) 3] fluoroalkyl fluoride such as potash Acid salts, and the like.

(L−3)オキサラトボレート塩:リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
これらのなかで、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiClO、Li(RfSO)、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSOが好ましく、LiPF、LiBF、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSOなどのリチウムイミド塩がさらに好ましい。ここで、Rf、Rfはそれぞれパーフルオロアルキル基を示す。
なお、電解液に用いるリチウム塩は、1種を単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせてもよい。
電解液における周期律表第一族又は第二族に属する金属のイオンもしくはその金属塩の含有量は、以下に電解液の調製法で述べる好ましい塩濃度となるよう量で添加される。塩濃度は電解液の使用目的により適宜選択されるが、一般的には電解液全質量中10質量%〜50質量%であり、さらに好ましくは15質量%〜30質量%である。なお、イオンの濃度として評価するときには、その好適に適用される金属との塩換算で算定されればよい。
(その他成分)
本発明による電解液には、電池の性能や安全性、耐久性を向上させるため、本発明の効果を損なわない限りにおいて、目的に応じて各種の添加剤を用いることができる。このような添加剤として、過充電防止剤、負極被膜形成剤、正極保護剤、難燃剤等のこのような機能性添加剤を用いてもよい。
具体的には、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フロロエチレンカーボネート、ジフロロエチレンカーボネートなどのカーボネート化合物、エチレンサルファイト、プロパンサルトン、スルホン酸エステルなどの含硫黄化合物、ビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、t−アミルベンゼンなどの芳香族化合物、リン酸エステルなどのリン化合物が挙げられる。非水系電解液中におけるこれらその他の添加剤の含有割合は特に限定はないが、非水系電解液の有機成分全体に対し、それぞれ、0.01質量%以上が好ましく、特に好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、上限は、5質量%以下が好ましく、特に好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。これらの化合物を添加することにより、過充電による異常時に電池の破裂・発火を抑制したり、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させたりすることができる。
(L-3) Oxalatoborate salt: lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.
Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , Li (Rf 1 SO 3 ), LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 is preferred, such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 The lithium imide salt is more preferable. Here, Rf 1 and Rf 2 each represent a perfluoroalkyl group.
In addition, the lithium salt used for electrolyte solution may be used individually by 1 type, or may combine 2 or more types arbitrarily.
The content of the metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or the metal salt thereof in the electrolytic solution is added in an amount so as to obtain a preferable salt concentration described below in the method for preparing the electrolytic solution. The salt concentration is appropriately selected depending on the purpose of use of the electrolytic solution, but is generally 10% by mass to 50% by mass, more preferably 15% by mass to 30% by mass, based on the total mass of the electrolytic solution. In addition, when evaluating as an ion density | concentration, what is necessary is just to calculate by salt conversion with the metal applied suitably.
(Other ingredients)
In order to improve the performance, safety and durability of the battery, various additives can be used in the electrolytic solution according to the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired. As such an additive, such a functional additive such as an overcharge inhibitor, a negative electrode film forming agent, a positive electrode protective agent, a flame retardant, and the like may be used.
Specifically, carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, sulfur-containing compounds such as ethylene sulfite, propane sultone, sulfonic acid ester, biphenyl, cyclohexylbenzene, t-amyl Aromatic compounds such as benzene and phosphorus compounds such as phosphate esters can be mentioned. The content ratio of these other additives in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, particularly preferably 0.1% by mass with respect to the total organic components of the non-aqueous electrolyte solution. % Or more, more preferably 0.2% by mass or more, and the upper limit is preferably 5% by mass or less, particularly preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less. By adding these compounds, it is possible to suppress rupture / ignition of the battery at the time of abnormality due to overcharge, and to improve the capacity maintenance characteristic and cycle characteristic after high-temperature storage.

[電解液の調製方法等]
本発明の非水二次電池用電解液は、金属イオンの塩としてリチウム塩を用いた例を含め、前記各成分を前記非水電解液溶媒に溶解して、常法により調製することができる。
[Method for preparing electrolytic solution]
The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery of the present invention can be prepared by a conventional method by dissolving the above components in the non-aqueous electrolyte solvent, including an example using a lithium salt as a metal ion salt. .

本発明において、「非水」とは水を実質的に含まないことをいい、発明の効果を妨げない範囲で微量の水を含んでいてもよい。良好な特性を得ることを考慮して言うと、水の含有量が200ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。下限値は特にないが、不可避的な混入を考慮すると、10ppm以上であることが実際的である。本発明の電解液の粘度は特に限定されないが、25℃において、10〜0.1mPa・sであることが好ましく、5〜0.5mPa・sであることがより好ましい。   In the present invention, “non-water” means that water is not substantially contained, and a trace amount of water may be contained as long as the effects of the invention are not hindered. In view of obtaining good characteristics, the water content is preferably 200 ppm or less, and more preferably 100 ppm or less. Although there is no particular lower limit, it is practical that it is 10 ppm or more considering inevitable mixing. The viscosity of the electrolytic solution of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 0.1 mPa · s, more preferably 5 to 0.5 mPa · s at 25 ° C.

[二次電池]
本発明の好ましい実施形態として、リチウムイオン二次電池についてその機構を模式化して示した図1を参照して説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池10は、上記本発明の非水二次電池用電解液5と、リチウムイオンの挿入放出が可能な正極C(正極集電体1,正極活物質層2)と、リチウムイオンの挿入放出又は溶解析出が可能な負極A(負極集電体3,負極活物質層4)とを備える。これら必須の部材に加え、電池が使用される目的、電位の形状などを考慮し、正極と負極の間に配設されるセパレータ9、集電端子(図示せず)、及び外装ケース等(図示せず)を含んで構成されてもよい。必要に応じて、電池の内部及び電池の外部の少なくともいずれかに保護素子を装着してもよい。このような構造とすることにより、電解液5内でリチウムイオンの授受a,bが生じ、充電α、放電βを行うことができ、回路配線7を介して動作機構6を介して運転あるいは蓄電を行うことができる。以下、本発明の好ましい実施形態であるリチウム二次電池の構成について、さらに詳細に説明する。
[Secondary battery]
As a preferred embodiment of the present invention, a lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG. The lithium ion secondary battery 10 of this embodiment includes the electrolyte solution 5 for a non-aqueous secondary battery of the present invention and a positive electrode C capable of inserting and releasing lithium ions (a positive electrode current collector 1 and a positive electrode active material layer 2). And a negative electrode A (negative electrode current collector 3, negative electrode active material layer 4) capable of inserting and releasing lithium ions or dissolving and depositing lithium ions. In addition to these essential members, considering the purpose of use of the battery, the shape of the potential, etc., a separator 9 disposed between the positive electrode and the negative electrode, a current collecting terminal (not shown), an outer case, etc. (Not shown). If necessary, a protective element may be attached to at least one of the inside of the battery and the outside of the battery. By adopting such a structure, lithium ion transfer a and b occurs in the electrolytic solution 5, charging α and discharging β can be performed, and operation or power storage is performed via the operation mechanism 6 via the circuit wiring 7. It can be performed. Hereinafter, the configuration of the lithium secondary battery which is a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

(電池形状)
本実施形態のリチウム二次電池が適用される電池形状には、特に制限はなく、例えば、有底筒型形状、有底角型形状、薄型形状、シート形状、及び、ペーパー形状などが挙げられ、これらのいずれであってもよい。また、組み込まれるシステムや機器の形を考慮した馬蹄形や櫛型形状等の異型のものであってもよい。なかもで、電池内部の熱を効率よく外部に放出する観点から、比較的平らで大面積の面を少なくとも一つを有する有底角型形状や薄型形状などの角型形状が好ましい。
(Battery shape)
The battery shape to which the lithium secondary battery of the present embodiment is applied is not particularly limited, and examples thereof include a bottomed cylindrical shape, a bottomed square shape, a thin shape, a sheet shape, and a paper shape. Any of these may be used. Further, it may be of a different shape such as a horseshoe shape or a comb shape considering the shape of the system or device to be incorporated. Among them, from the viewpoint of efficiently releasing the heat inside the battery to the outside, a square shape such as a bottomed square shape or a thin shape having at least one surface that is relatively flat and has a large area is preferable.

有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図2は、有底筒型形状リチウム二次電池100の例である。この電池は、セパレータ12を介して重ね合わせた正極シート14、負極シート16を巻回して外装缶18内に収納した有底筒型リチウム二次電池100となっている。   In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced. FIG. 2 is an example of a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100. This battery is a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 in which a positive electrode sheet 14 and a negative electrode sheet 16 overlapped with a separator 12 are wound and accommodated in an outer can 18.

有底角型形状では、一番大きい面の面積S(端子部を除く外形寸法の幅と高さとの積、単位cm)の2倍と電池外形の厚さT(単位cm)との比率2S/Tの値が100以上であることが好ましく、200以上であることが更に好適である。最大面を大きくすることにより高出力かつ大容量の電池であってもサイクル性や高温保存等の特性を向上させるとともに、異常発熱時の放熱効率を上げることができ、後述する「弁作動」や「破裂」という危険な状態になることを抑制することができる。 In the bottomed square shape, the ratio of the area S of the largest surface (the product of the width and height of the outer dimensions excluding the terminal portion, unit cm 2 ) to the thickness T (unit cm) of the battery outer shape The 2S / T value is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more. By increasing the maximum surface, it is possible to improve characteristics such as cycle performance and high-temperature storage even for high-power and large-capacity batteries, and increase the heat dissipation efficiency during abnormal heat generation. It is possible to suppress a dangerous state of “rupture”.

(電池を構成する部材)
本実施形態のリチウム二次電池は、図1に基づいて言うと、電解液5、正極及び負極の電極合剤C,A、セパレータの基本部材9を具備して構成される。以下、これらの各部材について述べる。
(電極合材)
電極合材は、集電体(電極基材)上に活物質と導電剤、結着剤、フィラーなどの分散物を塗布したものであり、リチウム電池においては、活物質が正極活物質である正極合材と活物質が負極活物質である負極合材が使用されることが好ましい。次に、電極合材を構成する分散物(電極用組成物)中の各成分等について説明する。
(Members constituting the battery)
The lithium secondary battery according to the present embodiment is configured to include the electrolytic solution 5, the positive electrode and negative electrode electrode mixtures C and A, and the separator basic member 9, based on FIG. 1. Hereinafter, each of these members will be described.
(Electrode mixture)
The electrode mixture is obtained by applying a dispersion of an active material and a conductive agent, a binder, a filler, etc. on a current collector (electrode substrate). In a lithium battery, the active material is a positive electrode active material. It is preferable to use a negative electrode mixture in which the positive electrode mixture and the active material are a negative electrode active material. Next, each component in the dispersion (electrode composition) constituting the electrode mixture will be described.

・正極活物質
正極活物質には、粒子状の正極活性物質を用いてもよい。具体的に、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できる遷移金属酸化物を用いることができるが、リチウム含有遷移金属酸化物を用いるのが好ましい。正極活物質として好ましく用いられるリチウム含有遷移金属酸化物としては、リチウム含有Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Wを含む酸化物等が好適に挙げられる。またリチウム以外のアルカリ金属(周期律表の第1(Ia)族、第2(IIa)族の元素)、及び/又はAl、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなどを混合してもよい。混合量としては、遷移金属に対して0〜30mol%が好ましい。
-Positive electrode active material You may use a particulate positive electrode active material for a positive electrode active material. Specifically, a transition metal oxide capable of reversibly inserting and releasing lithium ions can be used, but a lithium-containing transition metal oxide is preferably used. Preferred examples of the lithium-containing transition metal oxide preferably used as the positive electrode active material include oxides containing lithium-containing Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, and W. Alkali metals other than lithium (elements of Group 1 (Ia) and Group 2 (IIa) of the periodic table) and / or Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P , B, etc. may be mixed. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol% with respect to the transition metal.

前記正極活物質として好ましく用いられるリチウム含有遷移金属酸化物の中でも、リチウム化合物/遷移金属化合物(ここで遷移金属とは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Wから選ばれる少なくとも1種のことをいう。)の合計のモル比が0.3〜2.2になるように混合して合成されたものが、より好ましい。   Among the lithium-containing transition metal oxides preferably used as the positive electrode active material, a lithium compound / transition metal compound (wherein the transition metal is selected from Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo, W) It is more preferable that the mixture is synthesized so that the total molar ratio of the compound is 0.3 to 2.2.

さらに、前記リチウム化合物/遷移金属化合物の中でも、LiM3O(M3はCo、Ni、Fe、及びMnから選択される1種以上の元素を表す。gは、0〜1.2を表す。)を含む材料、又はLiM4O(M4はMnを表す。hは、0〜2を表す。)で表されるスピネル構造を有する材料が特に好ましい。前記M3、M4としては、遷移金属以外にAl、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなどを混合してもよい。混合量は遷移金属に対して0〜30mol%が好ましい。 Further, among the lithium compounds / transition metal compounds, Li g M3O 2 (M3 represents one or more elements selected from Co, Ni, Fe, and Mn. G represents 0 to 1.2. ) Or a material having a spinel structure represented by Li h M4 2 O (M4 represents Mn. H represents 0 to 2). As M3 and M4, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, and B may be mixed in addition to the transition metal. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol% with respect to the transition metal.

前記LiM3Oを含む材料、LiM4Oで表されるスピネル構造を有する材料の中でも、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiCoNi1−j、LiMn、LiNiMn1−j、LiCoNiAl1−j−h、LiCoNiMn1−j−h、LiMnAl2−h、LiMnNi2−h(ここでgは0.02〜1.2を表す。jは0.1〜0.9を表す。hは0〜2を表す。)が特に好ましく、もっとも好ましくはLiCoO2、LiMn、LiNi0.85Co0.01Al0.05、及びLiNi0.33Co0.33Mn0.33である。高容量、高出力の観点で上記のうちNiを含む電極が更に好ましい。ここで、前記g値及びh値は、充放電開始前の値であり、充放電により増減する値である。具体的には、
LiCoO、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.85Co0.01Al0.05
LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiMn1.8Al0.2
LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。
The Li g M3O material containing 2, among the materials having the spinel structure represented by Li h M4 2 O, Li g CoO 2, Li g NiO 2, Li g MnO 2, Li g Co j Ni 1-j O 2, Li h Mn 2 O 4 , LiNi j Mn 1-j O 2, LiCo j Ni h Al 1-j-h O 2, LiCo j Ni h Mn 1-j-h O 2, LiMn h Al 2-h O 4 , LiMn h Ni 2 -h O 4 (where g represents 0.02 to 1.2, j represents 0.1 to 0.9, and h represents 0 to 2) is particularly preferable. , most preferably Li g CoO 2, LiMn 2 O 4, LiNi 0.85 Co 0.01 Al 0.05 O 2, and is LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 . Of these, an electrode containing Ni is more preferable from the viewpoint of high capacity and high output. Here, the g value and the h value are values before the start of charge / discharge, and are values that increase / decrease due to charge / discharge. In particular,
LiCoO 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.01 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.

本発明の非水二次電池において、用いられる前記正極活物質の平均粒子サイズは特に限定されないが、0.1μm〜50μmが好ましい。比表面積としては特に限定されないが、BET法で0.01m/g〜50m/gであるのが好ましい。また、正極活物質5gを蒸留水100mlに溶かした時の上澄み液のpHとしては、7以上12以下が好ましい。 In the nonaqueous secondary battery of the present invention, the average particle size of the positive electrode active material used is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 50 μm. No particular limitation is imposed on the specific surface area, preferably from 0.01m 2 / g~50m 2 / g by the BET method. Further, the pH of the supernatant when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water is preferably 7 or more and 12 or less.

前記正極活性物質を所定の粒子サイズにするには、良く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが用いられる。前記焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。   In order to make the positive electrode active substance have a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a vibration ball mill, a vibration mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill, a sieve, or the like is used. The positive electrode active material obtained by the firing method may be used after being washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.

本発明において、正極活物質には4.25V以上の充電領域を有する材料を用いることが好ましい。
前記特定の充電領域を有する正極活物質としては下記のものが挙げられる。
(i)LiNiMnCo(x>0.2,y>0.2,z≧0,x+y+z=1)、
代表的なもの:
LiNi1/3Mn1/3Co1/3(LiNi0.33Mn0.33Co0.33とも記載)
LiNi1/2Mn1/2(LiNi0.5Mn0.5とも記載)
(ii)LiNiCoAl(x>0.7,y>0.1,0.1>z>0.05,x+y+z=1)
代表的なもの:
LiNi0.8Co0.15Al0.05
前記特定の充電領域を有する正極活物質として下記のものを用いることもできる。
(a) LiCoMnO
(b) LiFeMn
(c) LiCuMn
(d) LiCrMn
(e) LiNiMn
更に、5V近い高電位と250mAh/gを超える非常に高い比容量を示す固溶体系正極材料(例えばLiMnO‐LiMO(M:Ni,Co,Mnなどの金属)が,次世代のリチウムイオン電池の正極材料として大きな注目を集めている。本発明の電解液はこれら固溶体系正極材料と組合せることも好ましい。
In the present invention, it is preferable to use a material having a charge region of 4.25 V or more for the positive electrode active material.
The following are mentioned as a positive electrode active material which has the said specific charge area | region.
(I) LiNi x Mn y Co z O 2 (x> 0.2, y> 0.2, z ≧ 0, x + y + z = 1),
Representative:
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (also described as LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 )
LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (also described as LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 )
(Ii) LiNi x Co y Al z O 2 (x> 0.7, y> 0.1, 0.1>z> 0.05, x + y + z = 1)
Representative:
LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2
The following can be used as the positive electrode active material having the specific charging region.
(A) LiCoMnO 4
(B) Li 2 FeMn 3 O 8
(C) Li 2 CuMn 3 O 8
(D) Li 2 CrMn 3 O 8
(E) Li 2 NiMn 3 O 8
Furthermore, a solid solution positive electrode material (for example, Li 2 MnO 3 -LiMO 2 (M: metal such as Ni, Co, Mn)) having a high potential close to 5 V and a very high specific capacity exceeding 250 mAh / g is the next generation lithium. It has attracted much attention as a positive electrode material for ion batteries, and the electrolytic solution of the present invention is preferably combined with these solid solution positive electrode materials.

・負極活物質
負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものであれば、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、SnやSi等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
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良い。なかでも炭素質材料又はリチウム複合酸化物が安全性の点から好ましく用いられる。
また、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であれば特には制限されないが、構成成分としてチタン及び/又はリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。
・ Negative electrode active material The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly insert and release lithium ions. Carbonaceous materials, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, metal composite oxides, Examples thereof include lithium alloys such as lithium alone and lithium aluminum alloys, and metals capable of forming an alloy with lithium such as Sn and Si.
These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Of these, carbonaceous materials or lithium composite oxides are preferably used from the viewpoint of safety.
Further, the metal composite oxide is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but it preferably contains titanium and / or lithium as a constituent component from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics. .

負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料である。例えば、石油ピッチ、天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛、及びPAN系の樹脂やフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料を挙げることができる。さらに、PAN系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水PVA系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等の各種炭素繊維類、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、平板状の黒鉛等を挙げることもできる。   The carbonaceous material used as the negative electrode active material is a material substantially made of carbon. Examples thereof include carbonaceous materials obtained by baking various synthetic resins such as artificial pitches such as petroleum pitch, natural graphite, and vapor-grown graphite, and PAN-based resins and furfuryl alcohol resins. Furthermore, various carbon fibers such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA-based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, activated carbon fiber, mesophase micro Examples thereof include spheres, graphite whiskers, and flat graphite.

これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭62−22066号公報、特開平2−6856号公報、同3−45473号公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平5−90844号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平6−4516号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。   These carbonaceous materials can be divided into non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials depending on the degree of graphitization. Further, the carbonaceous material preferably has the surface spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-222066, JP-A-2-6856, and 3-45473. The carbonaceous material does not need to be a single material, and a mixture of natural graphite and artificial graphite described in JP-A-5-90844, graphite having a coating layer described in JP-A-6-4516, or the like is used. You can also.

非水二次電池において用いられる負極活物質である金属酸化物及び金属複合酸化物は、これらの少なくとも1種を含んでいればよい。金属酸化物及び金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、さらに金属元素と周期律表第16族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトも好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、CuKα線を用いたX線回折法で、2θ値で20°〜40°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の100倍以下であるのが好ましく、5倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。   The metal oxide and metal composite oxide, which are negative electrode active materials used in the nonaqueous secondary battery, need only contain at least one of them. As the metal oxide and metal complex oxide, amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite, which is a reaction product of a metal element and an element of Group 16 of the periodic table, is also preferably used. The term “amorphous” as used herein means an X-ray diffraction method using CuKα rays, which has a broad scattering band having an apex in the region of 20 ° to 40 ° in terms of 2θ values, and is a crystalline diffraction line. You may have. The strongest intensity of crystalline diffraction lines seen from 2 ° to 40 ° to 70 ° is 100 times the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band seen from 2 ° to 20 °. It is preferable that it is 5 times or less, and it is particularly preferable not to have a crystalline diffraction line.

前記非晶質酸化物及びカルコゲナイドからなる化合物群のなかでも、半金属元素の非晶質酸化物、及びカルコゲナイドがより好ましく、周期律表第13(IIIB)族〜15(VB)族の元素、Al、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Biの一種単独あるいはそれらの2種以上の組み合わせからなる酸化物、及びカルコゲナイドが特に好ましい。好ましい非晶質酸化物及びカルコゲナイドの具体例としては、例えば、Ga、SiO、GeO、SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、Bi、Bi、SnSiO、GeS、SnS、SnS、PbS、PbS、Sb、Sb、SnSiSなどが好ましく挙げられる。また、これらは、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、LiSnOであってもよい。 Among the compound group consisting of the amorphous oxide and the chalcogenide, an amorphous oxide of a metalloid element and a chalcogenide are more preferable, and elements of Groups 13 (IIIB) to 15 (VB) of the periodic table, Particularly preferred are oxides and chalcogenides composed of one kind of Al, Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, Bi or a combination of two or more kinds thereof. Specific examples of preferable amorphous oxides and chalcogenides include, for example, Ga 2 O 3 , SiO, GeO, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 2 O 4 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , SnSiO 3 , GeS, SnS, SnS 2 , PbS, PbS 2 , Sb 2 S 3 , Sb 2 S 5 , such as SnSiS 3 may preferably be mentioned. Moreover, these may be a complex oxide with lithium oxide, for example, Li 2 SnO 2 .

本発明の非水二次電池において、用いられる前記負極活物質の平均粒子サイズは、0.1μm〜60μmが好ましい。所定の粒子サイズにするには、よく知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが好適に用いられる。粉砕時には水、あるいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うことができる。所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができる。   In the nonaqueous secondary battery of the present invention, the average particle size of the negative electrode active material used is preferably 0.1 μm to 60 μm. To obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill or a sieve is preferably used. When pulverizing, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can be performed as necessary. In order to obtain a desired particle size, classification is preferably performed. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, or the like can be used as necessary. Classification can be used both dry and wet.

前記焼成法により得られた化合物の化学式は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の質量差から算出できる。   The chemical formula of the compound obtained by the firing method can be calculated from an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analysis method as a measurement method and a mass difference between powders before and after firing as a simple method.

本発明において、Sn、Si、Geを中心とする非晶質酸化物負極活物質に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵・放出できる炭素材料や、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金可能な金属が好適に挙げられる。   In the present invention, as the negative electrode active material that can be used in combination with the amorphous oxide negative electrode active material centering on Sn, Si, Ge, a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions or lithium metal, lithium, Preferred examples include lithium alloys and metals that can be alloyed with lithium.

本発明の電解液は好ましい様態として高電位負極(好ましくはリチウム・チタン酸化物、電位1.55V対Li金属)との組合せ、及び低電位負極(好ましくは炭素材料、電位約0.1V対Li金属)との組合せのいずれにおいても優れた特性を発現する。更に高容量化に向けて開発が進んでいるリチウムと合金形成可能な金属または金属酸化物負極(好ましくはSi、酸化Si、Si/酸化Si、Sn、酸化Sn、SnB、Cu/Snおよびこれらのうち複数の複合体)、及びこれらの金属または金属酸化物と炭素材料の複合体を負極とする電池においても好ましく用いることができる。 The electrolyte solution of the present invention is preferably combined with a high potential negative electrode (preferably lithium-titanium oxide, a potential of 1.55 V vs. Li metal) and a low potential negative electrode (preferably a carbon material, potential of about 0.1 V vs. Li). Excellent properties are exhibited in any combination with (metal). Further, metal or metal oxide negative electrodes (preferably Si, Si oxide, Si / Si oxide, Sn, Sn oxide, SnB x P y O z , Cu, which can be alloyed with lithium, which are being developed for higher capacity) / Sn and a plurality of these composites), and a battery using a composite of these metals or metal oxides and a carbon material as a negative electrode.

本発明においては、チタン酸リチウム、より具体的にはリチウム・チタン酸化物(Li[Li1/3Ti5/3]O)を負極の活物質として用いることも好ましい。これを負極活物質として用いることにより、前記活性種含有重合性化合物による効果が一段と高まり、一層優れた電池性能を発揮させることができる。 In the present invention, it is also preferable to use lithium titanate, more specifically, lithium-titanium oxide (Li [Li 1/3 Ti 5/3 ] O 4 ) as the negative electrode active material. By using this as a negative electrode active material, the effect by the active species-containing polymerizable compound is further enhanced, and more excellent battery performance can be exhibited.

・導電材
導電材は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば何を用いてもよく、公知の導電材を任意に用いることができる。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−10148,554号に記載)等)、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体(特開昭59−20,971号に記載)などの導電性材料を1種又はこれらの混合物として含ませることができる。その中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。前記導電剤の添加量としては、1〜50質量%が好ましく、2〜30質量%がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、2〜15質量%が特に好ましい。
-Conductive material As the conductive material, any electronic conductive material that does not cause a chemical change in the configured secondary battery may be used, and any known conductive material may be used. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber and metal powder (copper, nickel, aluminum, silver (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63- 10148,554)), metal fibers or polyphenylene derivatives (described in JP-A-59-20971) can be contained as a single type or a mixture thereof. Among these, the combined use of graphite and acetylene black is particularly preferable. As addition amount of the said electrically conductive agent, 1-50 mass% is preferable and 2-30 mass% is more preferable. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by mass is particularly preferable.

・結着剤
結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、その中でも、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョンが好ましく、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、より好ましい。
-Binders Examples of binders include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Among them, for example, starch, carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose. , Sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylonitrile, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, etc. Polymer, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinyl Redene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. ) (Meth) acrylic ester copolymer containing acrylic ester, (meth) acrylic ester-acrylonitrile copolymer, polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene-butadiene copolymer , Acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluororubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate Polyurethane resins, polyester resins, phenolic resins, emulsion (latex) or a suspension such as an epoxy resin is preferable, a latex of polyacrylate, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride is more preferable.

結着剤は、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。結着剤の添加量が少ないと、電極合剤の保持力・凝集力が弱くなる。多すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は1〜30質量%が好ましく、2〜10質量%がより好ましい。   A binder can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. When the amount of the binder added is small, the holding power and cohesive force of the electrode mixture are weakened. If the amount is too large, the electrode volume increases and the capacity per electrode unit volume or unit mass decreases. For this reason, the addition amount of the binder is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass.

・フィラー
電極合材は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーを形成する材料は、二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料で形成されていることが好ましい。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの材料からなる繊維状のフィラーが用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、分散物中、0〜30質量%が好ましい。
-Filler The electrode compound material may contain the filler. The material forming the filler is preferably formed of a fibrous material that does not cause a chemical change in the secondary battery. Usually, fibrous fillers made of materials such as olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 mass% is preferable in a dispersion.

・集電体
正・負極の集電体としては、非水電解質二次電池において化学変化を起こさない電子伝導体が用いられることが好ましい。正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの他にアルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましい。
-Current collector As the positive and negative electrode current collectors, it is preferable to use an electron conductor that does not cause a chemical change in the nonaqueous electrolyte secondary battery. As the current collector of the positive electrode, in addition to aluminum, stainless steel, nickel, titanium, etc., the surface of aluminum or stainless steel is preferably treated with carbon, nickel, titanium, or silver. Among them, aluminum and aluminum alloys are preferable. More preferred.

負極の集電体としては、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンが好ましく、アルミニウム、銅、銅合金がより好ましい。   As the negative electrode current collector, aluminum, copper, stainless steel, nickel, and titanium are preferable, and aluminum, copper, and a copper alloy are more preferable.

前記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。前記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、1μm〜500μmが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。
これらの材料から適宜選択した部材によりリチウム二次電池の電極合材が形成される。
As the shape of the current collector, a film sheet shape is usually used, but a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like can also be used. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 500 μm. Moreover, it is also preferable that the current collector surface is roughened by surface treatment.
An electrode mixture of the lithium secondary battery is formed by a member appropriately selected from these materials.

(セパレータ)
非水二次電池に用いられるセパレータは、正極と負極を電子的に絶縁する機械的強度、イオン透過性、及び正極と負極の接触面で酸化・還元耐性のある材料で形成されていることが好ましい。このような材料として多孔質のポリマー材料や無機材料、有機無機ハイブリッド材料、あるいはガラス繊維などが用いられる。これらセパレータは安全性確保のためのシャットダウン機能、すなわち、80℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能、を持つことが好ましく、閉塞温度は90℃以上、180℃以下であることが好ましい。
(Separator)
The separator used in the non-aqueous secondary battery may be formed of a material that mechanically insulates the positive electrode and the negative electrode, ion permeability, and oxidation / reduction resistant at the contact surface between the positive electrode and the negative electrode. preferable. As such a material, a porous polymer material, an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, glass fiber, or the like is used. These separators preferably have a shutdown function for ensuring safety, that is, a function of closing the gap at 80 ° C. or higher to increase resistance and interrupting current, and the closing temperature is 90 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Preferably there is.

前記セパレータの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは0.05μm〜30μmであり、0.1μm〜20μmが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、20%〜90%であり、35%〜80%が好ましい。   The shape of the hole of the separator is usually circular or elliptical, and the size is 0.05 μm to 30 μm, preferably 0.1 μm to 20 μm. Furthermore, it may be a rod-like or irregular-shaped hole as in the case of making by a stretching method or a phase separation method. The ratio of these gaps, that is, the porosity, is 20% to 90%, preferably 35% to 80%.

前記ポリマー材料としては、セルロース不織布、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、2種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた2種以上の微多孔フィルムを積層したものが、好ましい。   The polymer material may be a single material such as cellulose nonwoven fabric, polyethylene, or polypropylene, or may be a composite material of two or more types. What laminated | stacked the 2 or more types of microporous film which changed the hole diameter, the porosity, the obstruction | occlusion temperature of a hole, etc. is preferable.

前記無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。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0.01μm〜1μm、厚さが5μm〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を樹脂製の結着剤を用いて正極及び/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の結着剤を用いて多孔層として形成させることが挙げられる。   As the inorganic substance, 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, and those having a particle shape or fiber shape are used. 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 μm to 1 μm and a thickness of 5 μm to 50 μm are preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing the inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 μm are formed on both surfaces of the positive electrode as a porous layer using a fluororesin binder.

(非水二次電池の作製)
非水二次電池の形状としては、既述のように、シート状、角型、シリンダー状などいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に、塗布(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。
(Production of non-aqueous secondary battery)
As described above, the shape of the non-aqueous secondary battery can be applied to any shape such as a sheet shape, a square shape, and a cylinder shape. A positive electrode active material or a mixture of negative electrode active materials is mainly used after being applied (coated), dried and compressed on a current collector.

以下、図2により、有底筒型形状リチウム二次電池100を例に挙げて、その構成及び作製方法について説明する。有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図2は、有底筒型形状リチウム二次電池100を例である。この電池は、セパレータ12を介して重ね合わせた正極シート14、負極シート16を巻回して外装缶18内に収納した有底筒型リチウム二次電池100となっている。その他、図中の20が絶縁板、22が封口板、24が正極集電、26がガスケット、28が圧力感応弁体、30が電流遮断素子である。なお、拡大した円内の図示は視認性を考慮しハッチングを変えているが、各部材は符号により全体図と対応している。   Hereinafter, with reference to FIG. 2, a configuration and a manufacturing method thereof will be described using the bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 as an example. In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced. FIG. 2 shows an example of a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100. This battery is a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 in which a positive electrode sheet 14 and a negative electrode sheet 16 overlapped with a separator 12 are wound and accommodated in an outer can 18. In addition, in the figure, 20 is an insulating plate, 22 is a sealing plate, 24 is a positive current collector, 26 is a gasket, 28 is a pressure-sensitive valve element, and 30 is a current interruption element. In addition, although the illustration in the enlarged circle has changed hatching in consideration of visibility, each member corresponds to the whole drawing by reference numerals.

まず、負極活物質と、所望により用いられる結着剤やフィラーなどを有機溶剤に溶解したものを混合して、スラリー状あるいはペースト状の負極合剤を調製する。得られた負極合剤を集電体としての金属芯体の両面の全面にわたって均一に塗布し、その後、有機溶剤を除去して負極合材層を形成する。さらに、集電体と負極合材層との積層体をロールプレス機等により圧延して、所定の厚みに調製して負極シート(電極シート)を得る。このとき、各剤の塗布方法や塗布物の乾燥、正・負極の電極の形成方法は定法によればよい。   First, a negative electrode active material is mixed with a binder or filler used as desired in an organic solvent to prepare a slurry-like or paste-like negative electrode mixture. The obtained negative electrode mixture is uniformly applied over the entire surface of both surfaces of the metal core as a current collector, and then the organic solvent is removed to form a negative electrode mixture layer. Further, the laminate of the current collector and the negative electrode composite material layer is rolled with a roll press or the like to prepare a predetermined thickness to obtain a negative electrode sheet (electrode sheet). At this time, the coating method of each agent, the drying of the coated material, and the method of forming the positive and negative electrodes may be in accordance with conventional methods.

本実施形態では、円筒形の電池を例に挙げたが、本発明はこれに制限されず、例えば、前記方法で作製された正・負の電極シートを、セパレータを介して重ね合わせた後、そのままシート状電池に加工するか、或いは、折りまげた後角形缶に挿入して、缶とシートを電気的に接続した後、電解質を注入し、封口板を用いて開口部を封止して角形電池を形成してもよい。   In the present embodiment, a cylindrical battery is taken as an example, but the present invention is not limited to this, for example, after the positive and negative electrode sheets produced by the above method are overlapped via a separator, After processing into a sheet battery as it is, or inserting it into a rectangular can after being folded and electrically connecting the can and the sheet, injecting an electrolyte and sealing the opening using a sealing plate A square battery may be formed.

いずれの実施形態においても、安全弁を開口部を封止するための封口板として用いることができる。また、封口部材には、安全弁の他、従来知られている種々の安全素子を備えつけてもよい。例えば、過電流防止素子として、ヒューズ、バイメタル、PTC素子などが好適に用いられる。   In any embodiment, the safety valve can be used as a sealing plate for sealing the opening. In addition to the safety valve, the sealing member may be provided with various conventionally known safety elements. For example, a fuse, bimetal, PTC element, or the like is preferably used as the overcurrent prevention element.

また、前記安全弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に切込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板亀裂方法あるいはリード板との切断方法を利用することができる。また、充電器に過充電や過放電対策を組み込んだ保護回路を具備させるか、あるいは独立に接続させてもよい。   In addition to the safety valve, as a countermeasure against the increase in the internal pressure of the battery can, a method of cutting the battery can, a method of cracking the gasket, a method of cracking the sealing plate, or a method of cutting the lead plate can be used. Further, the charger may be provided with a protection circuit incorporating measures against overcharge and overdischarge, or may be connected independently.

缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や合金を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、チタン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウムなどの金属あるいはそれらの合金が好適に用いられる。   For the can and lead plate, a metal or alloy having electrical conductivity can be used. For example, metals such as iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum, or alloys thereof are preferably used.

キャップ、缶、シート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又は交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用いることができる。封口用シール剤は、アスファルトなどの従来知られている化合物や混合物を用いることができる。   As a method for welding the cap, the can, the sheet, and the lead plate, a known method (eg, direct current or alternating current electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used. As the sealing agent for sealing, a conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used.

[非水二次電池の用途]
本発明の非水二次電池の適用態様には特に限定はないが、例えば、電子機器に搭載する場合、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、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、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、電気シェーバー、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、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
[Applications of non-aqueous secondary batteries]
The application mode of the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, when mounted on an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, Pager, handy terminal, portable fax, portable copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini-disc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio , Backup power supply, memory card and so on. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders). Furthermore, it can be used for various military use and space use. Moreover, it can also combine with a solar cell.

本発明の非水二次電池用電解液の適用態様は限定されないが、特にその高温保存性および高レート放電特性の利点を発揮する観点から、高温使用が想定されるアプリケーションに適用されることが好ましい。例えば電気自動車などは充電された状態で屋外で高温下にさらされることが想定される。また、電気自動車は発進、加速時には高レートでの放電が必要であり、高温で保存しても高レート放電容量が劣化しないことが重要になる。本発明によれば、このような使用形態に好適に対応してその優れた効果を発揮することができる。   The application mode of the electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery of the present invention is not limited, but may be applied to applications that are expected to be used at high temperatures, particularly from the viewpoint of exhibiting the advantages of high-temperature storage stability and high-rate discharge characteristics. preferable. For example, it is assumed that an electric vehicle or the like is exposed to a high temperature outdoors in a charged state. In addition, an electric vehicle needs to be discharged at a high rate when starting and accelerating, and it is important that the high-rate discharge capacity does not deteriorate even when stored at a high temperature. According to the present invention, it is possible to exhibit the excellent effect correspondingly to such a usage pattern.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって、何ら限定されるものではない。
<実施例1・比較例1>
電解液の調整
1M LiBFの炭酸エチレン/γ−ブチロラクトンの体積比3対7電解液に、表1に示した成分を、表中に記載の量で加え実施例用電解液、及び比較例用電解液を調製した。調製した電解液の25℃における粘度は全て5mPa・s以下であった。
<皮膜形成確認>
作用極に10mm×10mm、厚さ0.5mmの白金板、対極、参照極にリチウム金属箔を用いたビーカーセルにて、表1に示した各試験用電解液についてサイクリックボルタンメトリー測定を行った。充電負極、充電正極相当電位まで掃引速度1mV/sにて掃引し、作用極の白金板をDMCにて洗浄後、白金板上に形成された皮膜をバリアン製顕微IRにて確認した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
<Example 1 and Comparative Example 1>
Preparation of Electrolyte Solution 1M LiBF 4 ethylene carbonate / γ-butyrolactone volume ratio 3 to 7 electrolyte solution was added the components shown in Table 1 in the amounts shown in the table, and the electrolyte solution for Examples and Comparative Examples An electrolyte solution was prepared. All the prepared electrolyte solutions had a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa · s or less.
<Confirmation of film formation>
Cyclic voltammetry measurements were performed on the test electrolytes shown in Table 1 in a beaker cell using a platinum plate of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.5 mm as a working electrode, a counter electrode, and a lithium metal foil as a reference electrode. . Sweeping was performed at a sweep rate of 1 mV / s to the potential corresponding to the charged negative electrode and the charged positive electrode, and the platinum plate of the working electrode was washed with DMC, and then the film formed on the platinum plate was confirmed with Varian microscopic IR.

Figure 2014063668
Figure 2014063668

<表の注記>
試験NO.:cで始まるものは比較例。
Comp.:前記化合物番号
Conc.:濃度(M)
VC:ビニルカーボネート
VEC:ビニルエチレンカーボネート
EA:エチルアクリレート
<Notes on the table>
Test NO. : A comparative example starts with c.
Comp. : Compound No. Conc. : Concentration (M)
VC: Vinyl carbonate VEC: Vinyl ethylene carbonate EA: Ethyl acrylate

〔皮膜確認〕
YesはFT−IRにて有機物を確認できたもの。NoはFT−IRにて有機物を確認できなかったもの。
[Film check]
Yes indicates that the organic matter can be confirmed by FT-IR. No is an organic substance not confirmed by FT-IR.

<実施例2・比較例2>
電解液の調整
1M LiBFの炭酸エチレン/γ−ブチロラクトンの体積比3対7電解液に、表2に示した成分を、表中に記載の量で加え実施例用電解液、及び比較例用電解液を調製した。調製した電解液の25℃における粘度は全て5mPa・s以下であった。
<電池(1)の作製>
正極は活物質:ニッケルマンガンコバルト酸リチウム(LiNi1/3Mn1/3Co1/3) 85質量%、導電助剤:カーボンブラック 7質量%、バインダー:PVDF 8質量%で作製し、負極は活物質:チタン酸リチウム(LiTi12) 94質量%、導電助剤:カーボンブラック 3質量%、バインダー:PVDF 3質量%で作製した。セパレータはセルロース製40μm厚である。上記の正負極、セパレータを使用し、各試験用電解液について、2032形コイン電池を作製し、下記項目の評価を行った。結果を表2に示している。
<Example 2 and Comparative Example 2>
Preparation of Electrolyte 1M LiBF 4 ethylene carbonate / γ-butyrolactone volume ratio 3 to 7 The electrolyte shown in Table 2 was added to the electrolyte in the amount shown in Table 2 in the amount shown in the table, and the electrolyte for Examples and Comparative Examples An electrolyte solution was prepared. All the prepared electrolyte solutions had a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa · s or less.
<Production of battery (1)>
The positive electrode is made of active material: nickel manganese lithium cobaltate (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) 85% by mass, conductive auxiliary agent: carbon black 7% by mass, binder: PVDF 8% by mass, The negative electrode was prepared with 94% by mass of active material: lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), conductive auxiliary agent: 3% by mass of carbon black, and binder: 3% by mass of PVDF. The separator is made of cellulose and has a thickness of 40 μm. Using the above positive and negative electrodes and separator, a 2032 type coin battery was prepared for each test electrolyte, and the following items were evaluated. The results are shown in Table 2.

<高温サイクル試験>
前記2032形コイン電池を45℃の恒温槽中、電池電圧が2.75Vになるまで1C定電流充電した後、2.75V定電圧において電流値が0.12mAになる、または2時間充電を行い、次に電池電圧が1.2Vになるまで1C定電流放電を行い、1サイクルとした。これを500サイクルに達するまで繰り返した。
(高温容量維持率HTratio(%))=
{(500サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)}×100
<High temperature cycle test>
After charging the 2032 type coin battery in a constant temperature bath at 45 ° C. until the battery voltage reaches 2.75 V, the current value becomes 0.12 mA at 2.75 V constant voltage, or charge for 2 hours. Then, 1C constant current discharge was performed until the battery voltage reached 1.2 V, and one cycle was obtained. This was repeated until 500 cycles were reached.
(High temperature capacity retention rate HTratio (%)) =
{(Discharge capacity at 500th cycle / Discharge capacity at 1st cycle)} × 100

<高レート放電容量維持率>
30℃の恒温槽中、電池電圧が2.75Vになるまで0.1C定電流充電した後、2.75V定電圧において電流値が0.06mAになる、または2時間充電を行い、次に電池電圧が1.2Vになるまで0.2C定電流放電を行い、電池容量を測定した。再び、電池電圧が2.75Vになるまで0.1C定電流充電した後、2.75V定電圧において電流値が0.06mAになる、または2時間充電を行い、電池電圧が1.2Vになるまで5C定電流放電を行い、高レート放電容量を測定した。下記式にて高レート放電容量維持率を算出した。値が大きい程、充放電を繰り返しても高レートでの放電容量劣化が小さく、良好である。
(高レート放電容量維持率HRratio(%))=
{(5C放電容量)/(初期0.2C放電容量)}×100
<High rate discharge capacity maintenance rate>
In a constant temperature bath at 30 ° C., after charging with a constant current of 0.1 C until the battery voltage becomes 2.75 V, the current value becomes 0.06 mA at a constant voltage of 2.75 V, or charging is performed for 2 hours, and then the battery A 0.2 C constant current discharge was performed until the voltage reached 1.2 V, and the battery capacity was measured. Again, after charging with a constant current of 0.1 C until the battery voltage reaches 2.75 V, the current value becomes 0.06 mA at a constant voltage of 2.75 V, or after 2 hours of charging, the battery voltage becomes 1.2 V. 5C constant current discharge was performed until the high rate discharge capacity was measured. The high rate discharge capacity retention rate was calculated by the following formula. The larger the value, the better the discharge capacity deterioration at a high rate, even when charging and discharging are repeated.
(High rate discharge capacity maintenance rate HRratio (%)) =
{(5C discharge capacity) / (initial 0.2C discharge capacity)} × 100

Figure 2014063668
Figure 2014063668

<表の注記>
試験No.:cで始まるものは比較例。それ以外は本発明例
Comp.:前記化合物番号
Conc.:濃度(M)
以上の結果より、本発明の非水電解液によれば、高温で保存しても容量が好適に維持され、かつ高レート放電特性に優れることが分かる。
<Notes on the table>
Test No. : A comparative example starts with c. Other than that, the invention example Comp. : Compound No. Conc. : Concentration (M)
From the above results, it can be seen that according to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, the capacity is suitably maintained even when stored at a high temperature, and the high rate discharge characteristics are excellent.

<実施例3・比較例3>
電解液の有機溶媒、正極・負極活物質、セパレータとして下記のものを用いた以外、実施例1と同様にして2032形コイン電池(2)を作製した。
有機溶媒:炭酸エチレン/炭酸ジエチル 体積比1対2
正極活物質:コバルト酸リチウム(LiCoO
負極活物質:黒鉛
セパレータ:ポリプロピレン製25μm厚
<高温サイクル試験(HTratio)>
充電時の上限電圧を4.3V、放電時の下限電圧を2.75Vとした以外は電池1で行った評価と同一条件で行った。
<高レート放電容量維持率(HRratio)>
充電時の上限電圧を4.3V、放電時の下限電圧を2.75Vとし、高レート放電を4Cにした以外は電池1で行った評価と同一条件で行った。
<Example 3 and Comparative Example 3>
A 2032 coin battery (2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the following were used as the organic solvent for the electrolytic solution, the positive electrode / negative electrode active material, and the separator.
Organic solvent: ethylene carbonate / diethyl carbonate Volume ratio 1: 2
Positive electrode active material: lithium cobaltate (LiCoO 2 )
Negative electrode active material: Graphite Separator: 25 μm thickness made of polypropylene <High temperature cycle test (HTratio)>
The evaluation was performed under the same conditions as the evaluation performed for the battery 1 except that the upper limit voltage during charging was 4.3 V and the lower limit voltage during discharge was 2.75 V.
<High rate discharge capacity maintenance rate (HRratio)>
The evaluation was performed under the same conditions as those of the battery 1 except that the upper limit voltage during charging was 4.3 V, the lower limit voltage during discharge was 2.75 V, and the high rate discharge was 4 C.

Figure 2014063668
Figure 2014063668

上記の結果より、本発明の非水電解液においては、異なるタイプの二次電池においても良好な性能が達成されることが分かる。   From the above results, it can be seen that the non-aqueous electrolyte of the present invention achieves good performance even in different types of secondary batteries.

1 正極導電材
2 正極活物質
3 負極導電材
4 負極活物質
5 電解液
6 動作手段
7 配線
9 セパレータ
10 リチウムイオン二次電池
12 セパレータ
14 正極シート
16 負極シート
18 負極を兼ねる外装缶
20 絶縁板
22 封口板
24 正極集電
26 ガスケット
28 圧力感応弁体
30 電流遮断素子
100 有底筒型形状リチウム二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode conductive material 2 Positive electrode active material 3 Negative electrode conductive material 4 Negative electrode active material 5 Electrolyte 6 Operation means 7 Wiring 9 Separator 10 Lithium ion secondary battery 12 Separator 14 Positive electrode sheet 16 Negative electrode sheet 18 The outer can 20 which also serves as a negative electrode Insulating plate 22 Sealing plate 24 Positive electrode current collector 26 Gasket 28 Pressure sensitive valve element 30 Current interrupting element 100 Bottomed cylindrical lithium secondary battery

Claims (11)

分子内に電解酸化もしくは電解還元により活性種を生成する部位と重合性部位とを持つ特定化合物と、電解質とを有機溶媒中に含有する非水二次電池用電解液。   An electrolytic solution for a non-aqueous secondary battery, which contains, in an organic solvent, a specific compound having a site that generates active species by electrolytic oxidation or electrolytic reduction in the molecule and a polymerizable site, and an electrolyte. 前記特定化合物が下記式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物である請求項1に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 2014063668
(式中Rは、アルキル基またはアリール基を示す。RおよびRは、それぞれ、フッ素原子または有機基を示す。Rはアルキル基、カルボニル基含有基、アリール基、ヘテロアリール基を示す。R〜R11はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Rとベンゼン環A、Rとベンゼン環A、RとRは連結基を介して互いに結合していてもよい。Mは、重合性部位を有する置換基を示す。n1は0〜5の整数を表す。n2は0〜4の整数を表す。)
The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the specific compound is a compound represented by any one of the following formulas (1) to (3).
Figure 2014063668
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group. R 2 and R 3 each represents a fluorine atom or an organic group. R 7 represents an alkyl group, a carbonyl group-containing group, an aryl group, or a heteroaryl group. R 8 to R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and R 1 and benzene ring A 1 , R 7 and benzene ring A 2 , and R 8 and R 9 are bonded to each other via a linking group. M represents a substituent having a polymerizable moiety, n1 represents an integer of 0 to 5, and n2 represents an integer of 0 to 4.)
前記重合性部位がビニル基、スチレン構造基、アクリロイル基、またはメタクリロイル基を有する置換基である請求項1または2に記載の非水二次電池用電解液。   The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the polymerizable site is a substituent having a vinyl group, a styrene structure group, an acryloyl group, or a methacryloyl group. 前記特定化合物が、下記式(1−1)〜(1−3)、(2−1)、(2−2)、および(3−1)のいずれかで表される化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。
Figure 2014063668
(式中、R、R、n1、n2、及びMは式(1)及び(2)と同義である。ベンゼン環Aとベンゼン環Aとは連結基を介して互いに結合していてもよい。連結基としては、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ連結基を示す。R21およびR22は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Xは、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ連結基を示す。)
Figure 2014063668
(式中、R、R、n1、n2、及びMは式(1)及び(2)と同義である。ベンゼン環AとAとは連結基を介して互いに結合していてもよい。連結基としては、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、アミノ基(−NR−:Rは水素原子もしくは置換基)を示す。R、Rは、それぞれ、水素原子またはアルキル基を示す。Yはアルコキシ基もしくはアミノ基を示す。)
Figure 2014063668
(式中、R31〜R34は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示す。Gは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアミノ基を示す。Eは連結基を示し、アルキレン基、エーテル基、アミノ基(−NR−:Rは水素原子もしくは置換基)、又はこれらを組み合わせた基を示す。)
The specific compound is a compound represented by any one of the following formulas (1-1) to (1-3), (2-1), (2-2), and (3-1). The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries in any one of -3.
Figure 2014063668
(Wherein R 2 , R 3 , n1, n2, and M have the same meanings as in formulas (1) and (2). The benzene ring A 3 and the benzene ring A 4 are bonded to each other via a linking group. Examples of the linking group include a single bond, an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an amino linking group, wherein R 21 and R 22 are a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group, respectively. X represents an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, or an amino linking group.)
Figure 2014063668
(Wherein R 2 , R 3 , n1, n2, and M have the same meanings as in formulas (1) and (2). The benzene rings A 5 and A 6 may be bonded to each other via a linking group. Examples of the linking group include a single bond, an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an amino group (—NR—: R is a hydrogen atom or a substituent), and R 4 and R 5 are Each represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y represents an alkoxy group or an amino group.)
Figure 2014063668
(In the formula, R 31 to R 34 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. G independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or an amino group. E represents a linking group. , An alkylene group, an ether group, an amino group (-NR-: R represents a hydrogen atom or a substituent), or a group obtained by combining these.)
前記重合性部位が下記式(M−1)〜(M−3)のいずれかで表される構造部である請求項1〜4のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。
Figure 2014063668
(式中、Lは、単結合、アルキレン基、エステル基、エーテル基、チオエーテル基、またはそれらの組合せを示す。*は活性種生成部位と結合する部位を示す。Rは水素原子又は置換基を示す。Rは水素原子または置換基を示す。n4は0〜4の整数を表す。)
The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerizable site is a structural portion represented by any of the following formulas (M-1) to (M-3).
Figure 2014063668
(In the formula, L represents a single bond, an alkylene group, an ester group, an ether group, a thioether group, or a combination thereof. * Represents a site bonded to the active species generating site. Ra represents a hydrogen atom or a substituent. R b represents a hydrogen atom or a substituent, and n4 represents an integer of 0 to 4.)
前記特定化合物を0.0001〜0.05mol/L含有する請求項1〜5のいずれかに記載の非水二次電池用電解液。   The electrolyte solution for nonaqueous secondary batteries according to any one of claims 1 to 5, comprising the specific compound in an amount of 0.0001 to 0.05 mol / L. 正極と負極とセパレータと請求項1〜6のいずれかに記載の電解液とを具備する二次電池。   The secondary battery which comprises a positive electrode, a negative electrode, a separator, and the electrolyte solution in any one of Claims 1-6. 前記正極の活物質がニッケルとマンガンとコバルトとを有する物質で構成された請求項7に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 7, wherein the active material of the positive electrode is made of a material having nickel, manganese, and cobalt. 前記負極の活物質がチタン酸リチウムで構成された請求項7または8に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 7 or 8, wherein the negative electrode active material is composed of lithium titanate. 電解質を含有する第1剤と、分子内に電解酸化もしくは電解還元により活性種を生成する部位と重合性部位とを持つ特定化合物を含有する第2剤とを組み合わせた非水二次電池電解液用キット。   Nonaqueous secondary battery electrolyte comprising a combination of a first agent containing an electrolyte and a second agent containing a specific compound having a site that generates active species by electrolytic oxidation or electrolytic reduction in the molecule and a polymerizable site For kit. 前記特定化合物が下記式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物である請求項10に記載の非水二次電池電解液用キット。
Figure 2014063668
(式中Rは、アルキル基またはアリール基を示す。RおよびRは、それぞれ、フッ素原子または有機基を示す。Rはアルキル基、カルボニル基含有基、アリール基、ヘテロアリール基を示す。R〜R11はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基を示す。Rとベンゼン環A、Rとベンゼン環A、RとRは連結基を介して互いに結合していてもよい。Mは、重合性部位を有する置換基を示す。n1は0〜5の整数を表す。n2は0〜4の整数を表す。)
The kit for nonaqueous secondary battery electrolyte solution according to claim 10, wherein the specific compound is a compound represented by any one of the following formulas (1) to (3).
Figure 2014063668
(In the formula, R 1 represents an alkyl group or an aryl group. R 2 and R 3 each represents a fluorine atom or an organic group. R 7 represents an alkyl group, a carbonyl group-containing group, an aryl group, or a heteroaryl group. R 8 to R 11 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and R 1 and benzene ring A 1 , R 7 and benzene ring A 2 , and R 8 and R 9 are bonded to each other via a linking group. M represents a substituent having a polymerizable moiety, n1 represents an integer of 0 to 5, and n2 represents an integer of 0 to 4.)
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