JP2014199792A - Additive for nonaqueous electrolyte, nonaqueous electrolyte, and lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an additive for a nonaqueous electrolyte which allows for driving of a power storage device under a high voltage, while maintaining the capacity stably for a long time.SOLUTION: The additive for a nonaqueous electrolyte contains a cyano borate compound represented by general formula (1). (In the formula (1), Mrepresents proton, or an organic or inorganic cation of monovalent, bivalent or trivalent, Y represents H, halogen, a hydrocarbon group, cyano group, -C(O)R, -S(O)R, -Z(R)or -XRwhich may have halogen and a carbon number of 1-10C in the main chain, Rrepresents H, halogen or an organic substituent having carbon number of 1-10C in the main chain, l represents an integer of 1-2, m represents an integer of 1-3, and n represents an integer of 0-10).

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスに用いられる非水電解液用の添加剤に関し、詳細には、蓄電デバイスの高電圧下での駆動を可能にし、また、サイクル特性を高め得る非水電解液用添加剤に関するものである。   The present invention relates to an additive for a non-aqueous electrolyte used in an electricity storage device such as a lithium ion secondary battery, and more specifically, enables the electricity storage device to be driven under a high voltage and can improve cycle characteristics. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte additive.

電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスは、携帯電話、パーソナルコンピューター用の電源、さらには自動車用電源等幅広い分野で用いられている。これらの蓄電デバイスでは、耐久性や低温特性の改良を目的として、様々な検討が重ねられており、これらの検討の中には、電解液に添加剤を添加して改良を図る技術も含まれる。例えば、特許文献1には、電解液の添加剤として、アルキレン基にイミダゾール環とアミンとが結合した構造を有するアンモニウム塩を使用することで、電解液に含まれる他のイオン導電性塩の結晶化や、金属のデンドライト化が防止されることが記載されている。また、特許文献2には、特定の構造を有する有機金属化合物を非水電解液の添加剤として使用すれば、当該添加剤の分解副産物により正極表面に耐熱性を備えた絶縁膜が形成され、その結果、非水電解液二次電池の過充電等に対する安全性が高められる旨記載されている。   Electric storage devices such as electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, and lithium ion secondary batteries are used in a wide range of fields such as power supplies for mobile phones, personal computers, and automobile power supplies. In these electricity storage devices, various studies have been made for the purpose of improving durability and low-temperature characteristics, and these studies also include techniques for improving by adding additives to the electrolyte. . For example, in Patent Document 1, as an additive of an electrolytic solution, an ammonium salt having a structure in which an imidazole ring and an amine are bonded to an alkylene group is used, so that crystals of other ion conductive salts contained in the electrolytic solution are used. And prevention of dendrite formation of metals. Further, in Patent Document 2, when an organometallic compound having a specific structure is used as an additive for a non-aqueous electrolyte, an insulating film having heat resistance is formed on the surface of the positive electrode by a decomposition byproduct of the additive, As a result, it is described that the safety against overcharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery is improved.

特開2009−105028号公報JP 2009-105028 A 特許第3934557号公報Japanese Patent No. 3934557

しかし、蓄電デバイスの高エネルギー密度化のためには、高電圧下で蓄電デバイスを駆動させる必要があり、上記従来技術ではまだ改善の余地があった。また、耐久性、すなわち長期間の使用に耐えられるサイクル特性についても改善が求められている。   However, in order to increase the energy density of the electricity storage device, it is necessary to drive the electricity storage device under a high voltage, and there is still room for improvement in the conventional technology. There is also a need for improvement in durability, that is, cycle characteristics that can withstand long-term use.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、電解質が有する性能を低下させることなく、蓄電デバイスを高電圧下で駆動可能にすることと、長期にわたる安定的な容量維持を可能とすることのできる非水電解液用の添加剤を提供しようとするものである。またこの添加剤を用いた電解液並びにリチウム二次電池の提供も課題としている。   The present invention has been made paying attention to the above-described circumstances, and enables the storage device to be driven under a high voltage without degrading the performance of the electrolyte, and stable capacity maintenance over a long period of time. It is an object of the present invention to provide an additive for a non-aqueous electrolyte solution that can make the above-mentioned possible. Another problem is to provide an electrolytic solution and a lithium secondary battery using this additive.

上記課題を解決した本発明は、一般式(1)で表されるシアノボレート化合物を含むことを特徴とする非水電解液用添加剤である。   This invention which solved the above-mentioned subject is an additive for nonaqueous electrolytes containing the cyanoborate compound denoted by general formula (1).

(式(1)中、Mm+はプロトン、1価、2価、または3価の有機または無機カチオンを表し、Yは、H、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142または−XR14を表し、R14は、H、ハロゲンまたは主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表し、ZはNまたはPを表し、XはOまたはSを表し、lは1〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、nは0〜10の整数を表す。)
上記式(1)のYが、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基およびシアノ基よりなる群から選択される置換基であることが好ましく、非水電解液用添加剤がリチウム二次電池用であることは本発明の最も好ましい実施態様である。
(In formula (1), M m + represents a proton, monovalent, divalent, or trivalent organic or inorganic cation, and Y represents the number of carbon atoms in the main chain that may have H, halogen, or halogen. 1 to 10 hydrocarbon group, cyano group, —C (O) R 14 , —S (O) 1 R 14 , —Z (R 14 ) 2 or —XR 14 , wherein R 14 represents H, halogen or The main chain represents an organic substituent having 1 to 10 atoms, Z represents N or P, X represents O or S, l represents an integer of 1 to 2, and m represents an integer of 1 to 3. And n represents an integer of 0 to 10.)
Y in the above formula (1) is preferably a substituent selected from the group consisting of halogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have halogen, and a cyano group, It is the most preferred embodiment of the present invention that the non-aqueous electrolyte additive is for a lithium secondary battery.

本発明には、本発明の非水電解液用添加剤と支持塩と溶媒とを含む非水電解液も含まれ、この場合において、支持塩が、
一般式(6):M’N(R15SO2)(R16SO2)
一般式(7):M’PFa(Cb2b+16-a(0≦a≦6、1≦b≦2)、
一般式(8):M’BFc(Cd2d+14-c(0≦c≦4、1≦d≦2)、および
(上記一般式(6)〜(8)中、M’はアルカリ金属イオンを表し、一般式(6)中のR15、R16は、独立してフッ素原子または炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるフッ素を含有する塩化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。ここで、R15とR16のいずれか一方はフッ素原子であることが好ましい。
The present invention also includes a nonaqueous electrolytic solution containing the additive for a nonaqueous electrolytic solution of the present invention, a supporting salt, and a solvent. In this case, the supporting salt is
Formula (6): M′N (R 15 SO 2 ) (R 16 SO 2 )
Formula (7): M′PF a (C b F 2b + 1 ) 6-a (0 ≦ a ≦ 6, 1 ≦ b ≦ 2),
General formula (8): M′BF c (C d F 2d + 1 ) 4-c (0 ≦ c ≦ 4, 1 ≦ d ≦ 2), and (in the above general formulas (6) to (8), M 'Represents an alkali metal ion, and R 15 and R 16 in the general formula (6) each independently represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) It is preferable to include at least one compound selected from the group consisting of compounds. Here, any one of R 15 and R 16 is preferably a fluorine atom.

また、本発明には、本発明の非水電解液用添加剤を含む非水電解液を用いたリチウム二次電池、および本発明の非水電解液を用いたリチウム二次電池も含まれる。   The present invention also includes a lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing the non-aqueous electrolyte additive of the present invention and a lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention.

本発明の非水電解液用添加剤を用いることで、得られるリチウム二次電池は4.4Vの高電圧下でも駆動可能であり、サイクル特性も良好なものとなる。また、高温保存後の保存容量維持率の向上にも効果をもたらす。   By using the non-aqueous electrolyte additive of the present invention, the obtained lithium secondary battery can be driven even under a high voltage of 4.4 V, and the cycle characteristics are also good. In addition, the storage capacity retention rate after high-temperature storage is also improved.

図1は、電解液A〜Cを用いたサイクル試験の結果である。FIG. 1 shows the results of a cycle test using electrolytic solutions A to C. 図2は、電解液A,D,Eを用いたサイクル試験の結果(放電容量維持率)である。FIG. 2 shows the results of the cycle test (discharge capacity retention rate) using the electrolytic solutions A, D, and E. 図3は、電解液A,Fを用いたサイクル試験の結果(放電容量維持率)である。FIG. 3 shows the results of the cycle test using the electrolytic solutions A and F (discharge capacity retention rate). 図4は、電解液A,D,Eを用いたサイクル試験の結果(内部抵抗の変化)である。FIG. 4 shows the results of a cycle test using the electrolytic solutions A, D, and E (change in internal resistance). 図5は、電解液A,Fを用いたサイクル試験の結果(内部抵抗の変化)である。FIG. 5 shows the results of a cycle test using the electrolytic solutions A and F (change in internal resistance).

本発明の非水電解液用添加剤は、上記一般式(1)で表されるシアノボレート化合物(以下、化合物(1)と称する。)を含む。   The additive for non-aqueous electrolyte of the present invention contains a cyanoborate compound represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as compound (1)).

本発明に係るシアノボレート化合物(1)において、この化合物(1)を構成するシアノボレートアニオンが、ホウ素に結合する置換基のうち、2つがエステル結合であり、たがいに結合して環状となっている点に特徴を有する。すなわち、本発明に係る化合物(1)は、ホウ素にシアノ基と、エステル結合、置換基Yが結合した構造を有している。この置換基Yを適宜選択することで有機溶媒への溶解性が向上することが予想され、電解液の選択の幅が広がるというメリットを有する。また、ホウ素に結合したエステル結合が適度に分解すると予測され、本発明の化合物(1)を電解液用添加剤として使用することで、蓄電デバイスの電極表面に被膜を形成し、溶媒や支持塩(電解質)等の分解を抑制し、支持塩の性能を損なうことなく安定した容量維持作用(高サイクル特性、保存容量維持)を発揮することができる。   In the cyanoborate compound (1) according to the present invention, the cyanoborate anion constituting the compound (1) has two ester-bonded substituents bonded to boron, and is bonded to each other to form a ring. It is characterized in that That is, the compound (1) according to the present invention has a structure in which a cyano group, an ester bond, and a substituent Y are bonded to boron. By appropriately selecting the substituent Y, it is expected that the solubility in an organic solvent is improved, and there is an advantage that the range of selection of the electrolytic solution is widened. In addition, it is predicted that the ester bond bonded to boron is appropriately decomposed, and by using the compound (1) of the present invention as an additive for an electrolytic solution, a film is formed on the electrode surface of the electricity storage device, and the solvent or supporting salt The decomposition of (electrolyte) or the like is suppressed, and a stable capacity maintaining action (high cycle characteristics, storage capacity maintaining) can be exhibited without impairing the performance of the supporting salt.

本発明の化合物(1)が形成する被膜は、シアノ基を含有するところに特徴を有している。シアノ基の強い電子求引性により本被膜の熱的安定性が増すため、高温下での溶媒分解とそれに伴うガスの発生を抑制し、結果として内部抵抗の増大を抑制する効果や電池の膨れを抑える効果が期待できる。また、シアノ基を含有することにより、本発明の化合物(1)の酸化電位が高くなり、本化合物(1)のみを高電圧下に曝しても酸化分解しにくいため、電解液中に安定に存在し、電極表面被膜を継続的に形成することが期待される。さらに、本化合物(1)や本被膜は正極表面の活性点を被覆することで、正極上での溶媒等の分解を抑制することが期待される。この効果はシアノ基の遷移金属に対する親和性の高さが関与しているものと推定される。このように、電極表面に安定した被膜が形成されることによって電極の安定性が高まり、その結果、負極添加型添加剤(例えば、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン等)の正極上での分解が抑制され、さらなる性能向上が見込まれる。同様に、負極にも被膜形成することにより、電解質を溶解させ易く、誘電率が高い等の優れた特性を有するものの、還元されやすいという問題があり使用が限られているプロピレンカーボネートやγ−ブチロラクトン等の溶媒を電解液使用した場合の電池性能の低下抑制も期待できる。   The film formed by the compound (1) of the present invention is characterized by containing a cyano group. The thermal stability of the coating increases due to the strong electron-attracting properties of the cyano group, which suppresses solvent decomposition at high temperatures and the accompanying gas generation, resulting in the effect of suppressing an increase in internal resistance and battery swelling. The effect which suppresses can be expected. Further, the inclusion of a cyano group increases the oxidation potential of the compound (1) of the present invention, and it is difficult to oxidatively decompose even if only the present compound (1) is exposed to a high voltage. Is present and is expected to form a continuous electrode surface coating. Furthermore, this compound (1) and this film are expected to suppress decomposition of the solvent and the like on the positive electrode by covering the active sites on the positive electrode surface. This effect is presumed to be due to the high affinity of the cyano group for the transition metal. Thus, the stability of the electrode is increased by forming a stable film on the electrode surface, and as a result, a negative electrode additive (for example, vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, ethylene sulfite, 1,3-propane) Decomposition of the sultone or the like on the positive electrode is suppressed, and further performance improvement is expected. Similarly, by forming a film on the negative electrode, propylene carbonate and γ-butyrolactone have excellent properties such as easy dissolution of the electrolyte and high dielectric constant, but are easily reduced and have limited use. It can also be expected that the battery performance is suppressed from lowering when a solvent such as an electrolyte is used.

また、本発明の化合物(1)は置換基Yを適宜選択することで、その酸化電位を自由に調整することが可能となる。これにより、高電圧下であっても絶縁被膜を形成し、過充電防止機能を有する添加剤となる。さらに、シアノ基の導入によって本発明の化合物(1)(シアノボレート化合物)が安定化し、他の添加剤等と反応しにくくなっている点も特徴として挙げられる。   Moreover, the compound (1) of this invention can adjust the oxidation potential freely by selecting the substituent Y suitably. Thereby, an insulating film is formed even under high voltage, and the additive has an overcharge preventing function. Further, the introduction of the cyano group stabilizes the compound (1) (cyanoborate compound) of the present invention and makes it difficult to react with other additives.

一方、中心元素がホウ素であり、且つ強力な電子求引性基であるシアノ基を有する本添加剤は、電解液中に含まれる水分や充放電時に発生するフッ化リチウムやフッ化水素酸を捕集する効果も期待される。電解液中に水分が多く含まれると支持塩の分解等が進行して、機能面のみならず、安全面でも問題が生じる。また、フッ化リチウムの析出は、電池発火の原因となったり、電極表面被膜の性能劣化の原因となる。フッ化水素酸は正極に用いられる金属の電解液中への溶出の原因となることが知られており、捕集することは重要である。以下、本発明に係る化合物(1)を構成するアニオン、カチオンについて順に説明する。   On the other hand, this additive having a cyano group that is a central element of boron and a strong electron-attracting group is capable of reducing moisture contained in the electrolyte and lithium fluoride and hydrofluoric acid generated during charge and discharge. The effect of collecting is also expected. If the electrolytic solution contains a large amount of water, decomposition of the supporting salt proceeds, causing problems not only in terms of function but also in terms of safety. In addition, the deposition of lithium fluoride causes battery ignition and causes deterioration of the performance of the electrode surface coating. Hydrofluoric acid is known to cause elution into the electrolyte of the metal used for the positive electrode, and it is important to collect it. Hereinafter, the anion and cation constituting the compound (1) according to the present invention will be described in order.

1−1.シアノボレートアニオン
上記一般式(1)で表されるシアノボレートアニオン中、nは、0〜10の整数を表し、ホウ素に結合する二つのエステル結合を互いに結合させている直接結合またはメチレン基の炭素数を示す。nは好ましくは0〜4であり、より好ましくは0〜2である。
1-1. Cyanoborate anion In the cyanoborate anion represented by the above general formula (1), n represents an integer of 0 to 10, and is a direct bond or carbon of a methylene group in which two ester bonds bonded to boron are bonded to each other. Indicates a number. n is preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2.

従って、本発明のシアノボレートアニオンとしては、シアノオキサラトボレート(n=0)、シアノマロナトボレート(n=1)、シアノスクシナトボレート(n=2)、シアノグルタラトボレート(n=3)、シアノアジポラトボレート(n=4)等が挙げられる。上記一般式で表されるシアノボレートアニオン中、Yは、H、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142または−XR14を表す。 Accordingly, as the cyanoborate anion of the present invention, cyanooxalatoborate (n = 0), cyanomalonatoborate (n = 1), cyanosuccinateborate (n = 2), cyanoglutaratoborate (n = 3) And cyano adipolato borate (n = 4). In the cyanoborate anion represented by the above general formula, Y is H, halogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have halogen, a cyano group, -C (O) R. 14 , —S (O) 1 R 14 , —Z (R 14 ) 2 or —XR 14 is represented.

上記シアノボレートアニオンを構成する置換基Yがハロゲンの場合、Yとしては、F、Cl、BrまたはIが挙げられる。ハロゲンの中でも、F(フッ素)がホウ素原子との親和性が高くB−F結合が安定なため、好ましい。   When the substituent Y constituting the cyanoborate anion is halogen, Y includes F, Cl, Br, or I. Among halogens, F (fluorine) is preferable because of its high affinity with boron atoms and stable BF bond.

上記置換基Yが主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基の場合は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等の炭素数1〜10のアルキル基;ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、1−シクロヘキセニル基、2−シクロヘキセニル基、3−シクロヘキセニル基、メチルシクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基;エチニル基、プロパルギル基、シクロヘキシルエチニル基、フェニルエチニル基等の炭素数1〜10のアルキニル基;フェニル基、ベンジル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基等の炭素数6〜10のアリール基またはヘテロ原子含有アリール基;が挙げられる。   When the substituent Y is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, sec- C 1-10 alkyl groups such as butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl; vinyl, propenyl, isopropenyl, allyl, 1- Carbon such as butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 1-cyclohexenyl group, 2-cyclohexenyl group, 3-cyclohexenyl group, methylcyclohexenyl group, ethylcyclohexenyl group An alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkynyl having 1 to 10 carbon atoms such as an ethynyl group, a propargyl group, a cyclohexylethynyl group, and a phenylethynyl group; ; Include; phenyl group, a benzyl group, a thienyl group, a pyridyl group, an aryl group or a heteroatom-containing aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as an imidazolyl group.

主鎖の炭素数が1〜10のハロゲン化炭化水素基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ジフルオロクロロメチル基、フルオロジクロロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、テトラフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、フルオロクロロエチル基、クロロエチル基、フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、フルオロクロロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロオクチル基、ペンタフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシル基、ペンタフルオロフェニル基、パークロロフェニル基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロシクロヘキセン基等、上記炭化水素基の水素原子の一部または全てがハロゲン(F、Cl、BrまたはI)で置換されたハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリール基等が挙げられる。   Examples of the halogenated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a chloromethyl group, a bromomethyl group, an iodomethyl group, a difluorochloromethyl group, and a fluorodichloromethyl group. , Fluoroethyl group, difluoroethyl group, trifluoroethyl group, tetrafluoroethyl group, perfluoroethyl group, fluorochloroethyl group, chloroethyl group, fluoropropyl group, perfluoropropyl group, fluorochloropropyl group, perfluorobutyl group Perfluorooctyl group, pentafluorocyclohexyl group, perfluorocyclohexyl group, pentafluorophenyl group, perchlorophenyl group, fluoromethylene group, fluoroethylene group, fluorocyclohexene group, etc. Some or all of the hydrogen atoms halogen (F, Cl, Br or I) halogenated alkyl group or halogenated aryl groups substituted with the like.

上記ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基Yは、置換基(たとえば、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、スルホニル基等)を有していてもよい。また、Si、B、O、N、Al等のヘテロ原子を含む官能基を有していてもよい。ヘテロ原子を含む官能基としては、例えば、シアノ基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメトキシアルミニウム基、−CH2CH2B(CN)3、−C36B(CN)3等が挙げられる。置換基Yにシアノ基等電気求引性置換基を含む場合はシアノボレート塩の耐電圧が高くなるため、好ましい。 The hydrocarbon group Y having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a halogen has a substituent (for example, an alkoxy group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, a sulfonyl group, etc.). May be. Moreover, you may have a functional group containing hetero atoms, such as Si, B, O, N, and Al. Examples of the functional group containing a hetero atom include a cyano group, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a dimethoxyaluminum group, —CH 2 CH 2 B (CN) 3 , —C 3 H 6 B (CN) 3 and the like. . When the substituent Y contains an electrophilic substituent such as a cyano group, the withstand voltage of the cyanoborate salt is increased, which is preferable.

上記の通り、Yがハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基である場合、シアノボレート塩の有機溶媒への溶解性が向上するため、蓄電デバイス等の電解液の添加剤として用いる際に高性能な電解液とすることが可能となり、好ましい。   As described above, when Y is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a halogen, the solubility of the cyanoborate salt in an organic solvent is improved. When used as an additive for an electrolytic solution, a high-performance electrolytic solution can be obtained, which is preferable.

上記−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142および−XR14中、R14は、H、ハロゲン、または、主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表す。ハロゲンとしては、F、Cl、Br、または、I等が好ましい。上記有機置換基は、直鎖状、分岐鎖状、環状の何れであってもよく、これらの内2以上の構造を併せ持っていてもよく、また、置換基を有していてもよい。さらに、有機置換基R14は不飽和結合を含んでいてもよい。有機置換基R14の主鎖の原子数は上述の通りであるが、有機置換基R14に含まれる炭素の数(置換基を含む)は1〜20の範囲であることが好ましく、より好ましくは1〜10の範囲である。有機置換基R14には、炭素および水素以外のヘテロ原子(O、N、Si等)やハロゲン原子(F、Cl、Br等)が含まれていてもよく、その数や位置にも特に制限は無い。従って、例えば、一般式(1)中のYについて、Yが−XR14の場合、Xに隣接する原子の種類は、特に炭素に限定されるものではなく、例えばSiやAl等のヘテロ原子であってもよい。また、有機置換基R14は、炭素以外の原子のみから構成されるものであってもよい。 In the above -C (O) R 14 , -S (O) 1 R 14 , -Z (R 14 ) 2 and -XR 14 , R 14 is H, halogen or the number of atoms of the main chain is 1 to 10 Represents an organic substituent. As the halogen, F, Cl, Br, or I is preferable. The organic substituent may be linear, branched or cyclic, and may have two or more of these structures, or may have a substituent. Furthermore, the organic substituent R 14 may contain an unsaturated bond. The number of atoms in the main chain of the organic substituent R 14 is as described above, but the number of carbons (including the substituent) contained in the organic substituent R 14 is preferably in the range of 1 to 20, more preferably. Is in the range of 1-10. The organic substituent R 14 may contain hetero atoms other than carbon and hydrogen (O, N, Si, etc.) and halogen atoms (F, Cl, Br, etc.), and the number and position thereof are particularly limited. There is no. Therefore, for example, in the case of Y in the general formula (1), when Y is —XR 14 , the type of atoms adjacent to X is not particularly limited to carbon, and is, for example, a heteroatom such as Si or Al. There may be. Further, the organic substituent R 14 may be composed only of atoms other than carbon.

具体的な有機置換基R14としては、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、シアノ化炭化水素基、アルコキシ化およびまたはアリールオキシ化炭化水素基、アルカノイル基を含む有機置換基、エステル結合を有する有機置換基、含窒素有機置換基、チオアルコキシ構造を有する基、スルフィニル基を有する有機置換基、スルホニル基を有する有機置換基、ヘテロ原子を有する有機置換基、−CH2CH2OB(CN)3、−C36OB(CN)3;等を挙げることができる。上記有機置換基R14は、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいはその組合せを含んでいてもよい。 Specific examples of the organic substituent R 14 include organic groups including saturated hydrocarbon groups, unsaturated hydrocarbon groups, halogenated hydrocarbon groups, cyanated hydrocarbon groups, alkoxylated and / or aryloxylated hydrocarbon groups, and alkanoyl groups. Substituent, organic substituent having an ester bond, nitrogen-containing organic substituent, group having a thioalkoxy structure, organic substituent having a sulfinyl group, organic substituent having a sulfonyl group, organic substituent having a hetero atom, -CH 2 CH 2 OB (CN) 3 , —C 3 H 6 OB (CN) 3 ; The organic substituent R 14 may include linear, branched, cyclic, or a combination thereof.

上記Yが−C(O)R14で表される場合は、R14が、飽和または不飽和の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基、アルコキシ化またはアリールオキシ化炭化水素基、または、含窒素有機置換基であるのが好ましく、R14が、メチル基、エチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロフェニル基であるものがより好ましい。従って、置換基Yとしては、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、イソブタノイル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基、ペンタフルオロベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メチルオキサリル基(−COCOCH3)、メチルマロニル基(−COCH2COCH3)、メチルスクシニル基(−COCH2CH2COCH3)等の、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいはその組合せを含むアルカノイル基を含む有機置換基、アセトキシメチルカルボニル基、アセトキシエチルカルボニル基、ベンゾイルオキシエチルカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メトキシエチレンオキシカルボニル基等の、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいはその組合せを含むエステル結合を有する有機置換基;アミド基、N−アルキルアミド基、N−フェニルアミド基等の、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいはその組合せを含む含窒素有機置換基が挙げられる。 When Y is represented by —C (O) R 14 , R 14 is a saturated or unsaturated hydrocarbon group or halogenated hydrocarbon group, alkoxylated or aryloxylated hydrocarbon group, or nitrogen-containing An organic substituent is preferable, and R 14 is more preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a trifluoromethyl group, or a pentafluorophenyl group. Therefore, as the substituent Y, acetyl group, propanoyl group, butanoyl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, isobutanoyl group, trifluoroacetyl group, benzoyl group, pentafluorobenzoyl group, acryloyl group, methacryloyl group Including linear, branched, cyclic, or combinations thereof, such as methyl oxalyl group (—COCOCH 3 ), methyl malonyl group (—COCH 2 COCH 3 ), methyl succinyl group (—COCH 2 CH 2 COCH 3 ) Organic substituents containing alkanoyl group, acetoxymethylcarbonyl group, acetoxyethylcarbonyl group, benzoyloxyethylcarbonyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, methoxyethyleneoxycarbonyl group, etc., linear, branched, Organic substituents having an ester bond, including amide groups, combinations thereof; nitrogen-containing organic substituents including linear, branched, cyclic, or combinations thereof, such as amide groups, N-alkylamide groups, and N-phenylamide groups Is mentioned.

Yが−S(O)l14で表される場合は、R14が、ハロゲン、または、飽和または不飽和の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基であるものが好ましく、より好ましくはハロゲン、ハロゲン化炭化水素基である。具体的には、−S(O)l14としては、フルオロスルフィニル基、クロロスルフィニル基、トリフルオロメチルスルフィニル基、ペンタフルオロエチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ペンタフルオロフェニルスルフィニル基、トリルスルフィニル基等のスルフィニル基(l=1)、フルオロスルホニル基、クロロスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、ペンタフルオロエチルスルホニル基、トリルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ペンタフルオロフェニルスルホニル基等のスルホニル基(l=2)がより好ましいものとして挙げられる。 When Y is represented by —S (O) 1 R 14 , R 14 is preferably a halogen, a saturated or unsaturated hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, more preferably a halogen, A halogenated hydrocarbon group; Specifically, as —S (O) 1 R 14 , a fluorosulfinyl group, a chlorosulfinyl group, a trifluoromethylsulfinyl group, a pentafluoroethylsulfinyl group, a phenylsulfinyl group, a pentafluorophenylsulfinyl group, a tolylsulfinyl group, etc. Sulfonyl groups (l = 1), fluorosulfonyl groups, chlorosulfonyl groups, trifluoromethylsulfonyl groups, pentafluoroethylsulfonyl groups, tolylsulfonyl groups, phenylsulfonyl groups, pentafluorophenylsulfonyl groups and the like (l = 2) ) Is more preferable.

−C(O)R14や−S(O)l14は、シアノ基同様電子求引性の置換基であり、中心元素に帯電した負電荷を非局在化させる。そのため添加剤として用いたときの耐電圧の向上が期待できる。 -C (O) R 14 and -S (O) 1 R 14 are electron-withdrawing substituents like the cyano group and delocalize the negative charge charged in the central element. Therefore, improvement in withstand voltage when used as an additive can be expected.

上記Yが−Z(R142で表される場合は、ジメチルアミノ基、エチルメチルアミノ基等のZがNであるアミノ基;ジフェニルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基等のZがPであるホスフィノ基;が挙げられる。 When Y is represented by —Z (R 14 ) 2 , amino groups such as dimethylamino group and ethylmethylamino group where Z is N; Z such as diphenylphosphino group and dicyclohexylphosphino group is P A certain phosphino group;

上記Yが−XR14で表される場合は、XがOであって、R14がハロゲンを有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基(例えば、メチル基、エチル基、フェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の飽和炭化水素基または不飽和炭化水素基)である基;XがOであって、R14がアルキルシリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基等)である基;XがOであって、R14が1価の、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいはその組合せから選択されるアルカノイル基(例えば、アセチル基、トリフルオロアセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、イソプロパノイル基、イソブタノイル基、ベンゾイル基、ペンタフルオロベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メチルオキサリル基、メチルマロニル基、メチルスクシニル基等)である基;XがOであって、R14がスルフィニル基(例えば、フルオロスルフィニル基、クロロスルフィニル基、トリフルオロメチルスルフィニル基、トリルスルフィニル基等)、または、スルホニル基(フルオロスルホニル基、クロロスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、トリルスルホニル基等)である基;XがSであって、R14がハロゲンを有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である基(例えば、メチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等);等が挙げられる。なお、Xは、OまたはSであるが、原料の入手のしやすさ、コストの面から、XはOであることが好ましい。 When Y is represented by —XR 14 , X is O, and R 14 may have a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, phenyl group) Group, a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group such as a pentafluorophenyl group, a trifluoromethyl group, or a pentafluoroethyl group); X is O, and R 14 is an alkylsilyl group (for example, trimethylsilyl group) An alkanoyl group (for example, an acetyl group, a triethylsilyl group, etc.) wherein X is O and R 14 is selected from monovalent, linear, branched, cyclic, or combinations thereof Fluoroacetyl, propanoyl, butanoyl, pentanoyl, hexanoyl, heptanoyl, octanoyl, isopropanoyl, isobutanoyl, benzoyl, penta Fluorobenzoyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, methyl oxalyl group, methylmalonyl group, group a Mechirusukushiniru group); a X is O, R 14 is a sulfinyl group (e.g., fluoro-sulfinyl group, chloro sulfinyl group, A trifluoromethylsulfinyl group, a tolylsulfinyl group, etc.) or a sulfonyl group (a fluorosulfonyl group, a chlorosulfonyl group, a trifluoromethylsulfonyl group, a tolylsulfonyl group, etc.); X is S, and R 14 is Groups (for example, a methylthio group, a trifluoromethylthio group, etc.) which are C1-C20 hydrocarbon groups which may have a halogen, etc. are mentioned. X is O or S, but X is preferably O from the viewpoint of easy availability of raw materials and cost.

シアノボレート塩にZ(R142やXR14を導入すると、高耐電圧はもちろん、溶媒への溶解性に優れた塩となり、添加する電解液の選択の幅が広がる。この場合、R14に電子吸引性の置換基が含まれていると、シアノボレートアニオンの耐電圧性が上がり、添加する電解液の耐電圧性も増すため好ましい。具体的には、R14にアルカノイル基、スルフィニル基、スルホニル基が含まれていることが好ましい。同様に、R14はフッ素、または、フルオロアルキル基等フッ素を含む基であることも好ましい。 When Z (R 14 ) 2 or XR 14 is introduced into the cyanoborate salt, it becomes a salt having not only high withstand voltage but also excellent solubility in a solvent, and the range of choice of electrolyte to be added is widened. In this case, it is preferable that R 14 contains an electron-withdrawing substituent because the withstand voltage of the cyanoborate anion increases and the withstand voltage of the electrolyte to be added also increases. Specifically, R 14 preferably contains an alkanoyl group, a sulfinyl group, or a sulfonyl group. Similarly, R 14 is preferably fluorine or a group containing fluorine such as a fluoroalkyl group.

これらの置換基Yの中でも、シアノ基、ハロゲン、XR14が特に好ましい。 Of these substituents Y, a cyano group, halogen, and XR 14 are particularly preferable.

また、本発明のシアノボレート化合物のアニオンとしては、下記一般式(8−1)、(8−2)で表されるシアノボレートアニオン類等であってもよい。   The anion of the cyanoborate compound of the present invention may be cyanoborate anions represented by the following general formulas (8-1) and (8-2).

(一般式(8−1)、(8−2)中、XはOであり、pは0〜10の整数を表す。好ましくは、pは0〜4であり、0〜1であるのがより好ましい。) (In the general formulas (8-1) and (8-2), X represents O, and p represents an integer of 0 to 10. Preferably, p is 0 to 4, and 0 to 1. More preferred.)

より具体的な本発明のシアノボレート化合物のアニオンとしては、下記式(10−1)〜(10−14)で表されるものが挙げられる(nは0〜2の整数であるが、0または1が好ましく、0がさらに好ましい)。好ましいアニオンとしては(10−1),(10−2),(10−3),(10−4),(10−7),(10−9)および(10−10)が挙げられる。   More specific examples of the anion of the cyanoborate compound of the present invention include those represented by the following formulas (10-1) to (10-14) (n is an integer of 0 to 2, 1 is preferable, and 0 is more preferable. Preferred anions include (10-1), (10-2), (10-3), (10-4), (10-7), (10-9) and (10-10).

1−2.プロトン(H+)、有機または無機カチオン;Mm+
本発明の化合物(1)を構成する有機カチオンMm+としては、一般式(2):L+−RS(式中、Lは、C、Si、N、P、SまたはOを表し、Rは、同一若しくは異なる有機基であり、互いに結合していてもよい。sはLに結合するRの数を表し、3または4である。なお、sは、元素Lの価数およびLに直接結合する二重結合の数によって決まる値である)で表されるオニウムカチオンが好適である。
1-2. Proton (H + ), organic or inorganic cation; M m +
The organic cation M m + constituting the compound (1) of the present invention is represented by the general formula (2): L + -R S (wherein L represents C, Si, N, P, S or O, R Are the same or different organic groups, and may be bonded to each other, s represents the number of R bonded to L, and is 3 or 4. Here, s is directly related to the valence of element L and L The onium cation represented by (the value determined by the number of double bonds to be bonded) is preferable.

上記Rで示される「有機基」としては、水素原子、フッ素原子、または、炭素原子を少なくとも1個有する基を意味する。上記「炭素原子を少なくとも1個有する基」は、炭素原子を少なくとも1個有してさえいればよく、また、ハロゲン原子やヘテロ原子等の他の原子や、置換基等を有していてもよい。置換基としては、例えば、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、エステル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、ジスルフィド基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホニル基等が挙げられる。   The “organic group” represented by R means a group having at least one hydrogen atom, fluorine atom, or carbon atom. The “group having at least one carbon atom” only needs to have at least one carbon atom, and may have another atom such as a halogen atom or a hetero atom, a substituent, or the like. Good. Examples of the substituent include amino group, imino group, amide group, ether bond group, thioether bond group, ester group, hydroxyl group, alkoxy group, carboxyl group, carbamoyl group, cyano group, disulfide group, nitro group. Group, nitroso group, sulfonyl group and the like.

一般式(2)で表されるオニウムカチオンとしては、たとえば、下記一般式で表されるものが挙げられる。   Examples of the onium cation represented by the general formula (2) include those represented by the following general formula.

(式中のRは、一般式(2)と同様) (R in the formula is the same as in the general formula (2))

上記一般式で表される6つのオニウムカチオンの中でも、LがN,P,SまたはOであるものがより好ましく、さらに好ましいのはLがNのオニウムカチオンである。上記オニウムカチオンは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。具体的に、LがN,P,SまたはOであるオニウムカチオンとしては、下記一般式(3)〜(5)で表されるものが好ましいオニウムカチオンとして挙げられる。   Among the six onium cations represented by the above general formula, those in which L is N, P, S or O are more preferable, and onium cations in which L is N are more preferable. The said onium cation may be used independently and may use 2 or more types together. Specifically, examples of the onium cation in which L is N, P, S, or O include those represented by the following general formulas (3) to (5).

一般式(3):   General formula (3):

で表される15種類の複素環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。 At least one of 15 types of heterocyclic onium cations represented by the formula:

上記有機基R1〜R8は、一般式(2)で例示した有機基Rと同様のものが挙げられる。より詳しくは、R1〜R8は、水素原子、フッ素原子、または、有機基であり、有機基としては、直鎖、分岐鎖または環状(但し、R1〜R8が互いに結合して環を形成しているものを除く)の炭素数1〜18の炭化水素基、あるいは炭化フッ素基であるのが好ましく、より好ましいものは炭素数1〜8の炭化水素基、炭化フッ素基である。また、有機基は、上記一般式(2)に関して例示した置換基や、N、O、S等のヘテロ原子およびハロゲン原子を含んでいてもよい。 Examples of the organic groups R 1 to R 8 include the same organic groups R exemplified in the general formula (2). More specifically, R 1 to R 8 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or an organic group. Examples of the organic group include a straight chain, a branched chain, or a ring (provided that R 1 to R 8 are bonded to each other to form a ring). Are preferably a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a fluorine group, and more preferably a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a fluorine group. Moreover, the organic group may contain the substituent illustrated about the said General formula (2), hetero atoms, such as N, O, and S, and a halogen atom.

一般式(4):   General formula (4):

(式中、R1〜R12は、一般式(3)のR1〜R8と同様)
で表される9種類の飽和環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。
(Wherein R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (3))
At least one of nine types of saturated ring onium cations represented by the formula:

一般式(5):   General formula (5):

(式中、R1〜R4は、一般式(3)のR1〜R8と同様)
で表される鎖状オニウムカチオン。
(Wherein R 1 to R 4 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (3))
A chain onium cation represented by

例えば、一般式(5)で表される鎖状オニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラヘプチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、メトキシエチルジエチルメチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、2−メトキシエトキシメチルトリメチルアンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロエチル)アンモニウム、N−メトキシトリメチルアンモニウム、N−エトキシトリメチルアンモニウム、N−プロポキシトリメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム類、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム等の第3級アンモニウム類、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム等の第2級アンモニウム類、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム等の第1級アンモニウム類、およびNH4で表されるアンモニウム化合物等が挙げられる。 For example, as the chain onium cation represented by the general formula (5), tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, tetraheptylammonium, tetrahexylammonium, tetraoctylammonium, triethylmethylammonium, methoxy Ethyl diethylmethylammonium, trimethylphenylammonium, benzyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, benzyltributylammonium, dimethyldistearylammonium, diallyldimethylammonium, 2-methoxyethoxymethyltrimethylammonium and tetrakis (pentafluoroethyl) ammonium, N-methoxytrimethyl Ammonium, N-ethoxylate Quaternary ammoniums such as methylammonium and N-propoxytrimethylammonium, tertiary ammoniums such as trimethylammonium, triethylammonium, tributylammonium, diethylmethylammonium, dimethylethylammonium and dibutylmethylammonium, dimethylammonium and diethylammonium, Secondary ammoniums such as dibutylammonium, primary ammoniums such as methylammonium, ethylammonium, butylammonium, hexylammonium and octylammonium, and ammonium compounds represented by NH 4 are included.

上記一般式(3)〜(5)のオニウムカチオンの中でも、窒素原子を含むオニウムカチオンがより好ましく、さらに好ましいものとしては、下記一般式;   Among the onium cations of the above general formulas (3) to (5), an onium cation containing a nitrogen atom is more preferable, and a more preferable one is the following general formula:

(式中、R1〜R12は、一般式(3)のR1〜R8と同様である。)
で表される6種類のオニウムカチオンの少なくとも1種が挙げられる。
(Wherein, R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 of general formula (3).)
And at least one of six kinds of onium cations represented by the formula:

上記6種類のオニウムカチオンの中でも、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムおよびトリエチルメチルアンモニウム等の鎖状第4級アンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウムおよびジメチルエチルアンモニウム等の鎖状第3級アンモニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムおよび1,2,3−トリメチルイミダゾリウム等のイミダゾリウム、N,N−ジメチルピロリジニウムおよびN−エチル−N−メチルピロリジニウム等のピロリジニウムは入手容易であるためより好ましい。さらに好ましいものとしては、第4級アンモニウム、イミダゾリウムが挙げられる。なお、耐還元性の観点からは、上記鎖状オニウムカチオンに分類されるテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムおよびトリエチルメチルアンモニウム等の第4級アンモニウムがさらに好ましい。   Among the six kinds of onium cations, chain quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium, chained tertiary ammonium such as triethylammonium, tributylammonium, dibutylmethylammonium and dimethylethylammonium, Pyrrolidiniums such as 1-ethyl-3-methylimidazolium and imidazolium such as 1,2,3-trimethylimidazolium, N, N-dimethylpyrrolidinium and N-ethyl-N-methylpyrrolidinium are readily available. It is more preferable because it exists. More preferred are quaternary ammonium and imidazolium. From the viewpoint of reduction resistance, quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium classified into the chain onium cation is more preferable.

無機カチオンMm+としては、Li+、Na+、K+、Cs+、Pb+等の1価の無機カチオンM1+;Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pd2+、Sn2+、Hg2+、Rh2+、Cu2+、Be2+、Sr2+、Ba2+等の2価の無機カチオンM2+;および、Ga3+等の3価の無機カチオンM3+が挙げられる。これらの中でも、Li+、Na+、Mg2+およびCa2+はイオン半径が小さく蓄電デバイス等に利用し易いため好ましく、より好ましい無機カチオンMm+はLi+である。 Examples of the inorganic cation M m + include monovalent inorganic cations M 1+ such as Li + , Na + , K + , Cs + , and Pb + ; Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Pd 2+ , Sn 2 +, Hg 2+, Rh 2+, Cu 2+, Be 2+, Sr 2+, 2 divalent inorganic cations M 2+ of Ba 2+, and the like; and trivalent inorganic cation M 3 of Ga 3+ etc. + . Among these, Li + , Na + , Mg 2+, and Ca 2+ are preferable because they have a small ionic radius and can be easily used for power storage devices and the like, and a more preferable inorganic cation M m + is Li + .

本発明に係る化合物(1)には、上記カチオンとアニオンの組合せからなるものが全て含まれる。具体的な化合物(1)としては、トリエチルメチルアンモニウムシアノフルオロオキサラトボレート、トリエチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート、トリブチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート、トリエチルアンモニウムジシアノマロナトボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムジシアノオキサラトボレート、トリエチルメチルアンモニウムジシアノスクシナトボレート、トリエチルメチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート(トリエチルメチルアンモニウムジシアノオキサリルボレート)、トリエチルメチルアンモニウムメチルシアノオキサラトボレート、トリエチルメチルアンモニウムトリフルオロメチルシアノオキサラトボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノフェニルマロナトボレート等の有機カチオンの塩;リチウムシアノフェニルオキサラトボレート、ナトリウムジシアノオキサラトボレート、マグネシウムビス(ジシアノオキサラトボレート)、リチウムトリフルオロメチルシアノスクシナトボレート、リチウムシアノフェニルオキサラトエトキシボレート、リチウムシアノペンタフルオロフェノキシオキサラトブトキシボレート、リチウムトリフルオロメトキシシアノマロナトボレート、リチウムシアノ(ペンタフルオロフェノキシ)スクシナトボレート、リチウムシアノ(アセトキシ)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロアセトキシ)マロナトボレート、リチウムシアノ((メトキシカルボニル)オキソ)オキサラトボレート、リチウムシアノ(フルオロスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロメタンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(メタンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(p−トルエンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(フルオロスルホニル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(アセチル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロアセチル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリメチルシロキシ)オキサラトボレート、リチウムジシアノオキサラトボレート(リチウムジシアノオキサリルボレート)、リチウムシアノフルオロオキサラトボレート(リチウムシアノフルオロオキサリルボレート)等の無機カチオンの塩;が挙げられる。   The compound (1) according to the present invention includes all compounds composed of combinations of the above cations and anions. Specific compounds (1) include triethylmethylammonium cyanofluorooxalatoborate, triethylammonium dicyanooxalatoborate, tributylammonium dicyanooxalatoborate, triethylammonium dicyanomalonatoborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium dicyano. Oxalatoborate, triethylmethylammonium dicyanosuccinateborate, triethylmethylammonium dicyanooxalateborate (triethylmethylammonium dicyanooxalylborate), triethylmethylammoniummethylcyanooxalateborate, triethylmethylammonium trifluoromethylcyanooxalateborate, 1- Ethyl-3-methylimidazolium cyanophenylmalonatobo Salts of organic cations such as lithium salt; lithium cyanophenyl oxalate borate, sodium dicyano oxalate borate, magnesium bis (dicyano oxalate borate), lithium trifluoromethyl cyanosuccinate borate, lithium cyanophenyl oxalate ethoxyborate, lithium cyano Pentafluorophenoxyoxalatobutoxyborate, lithium trifluoromethoxycyanomalonatoborate, lithium cyano (pentafluorophenoxy) succinateborate, lithium cyano (acetoxy) oxalatoborate, lithium cyano (trifluoroacetoxy) malonatoborate, lithium cyano (( Methoxycarbonyl) oxo) oxalatoborate, lithium cyano (fluorosulfonate) oxalatoborate, lithium Thium cyano (trifluoromethanesulfonate) oxalate borate, lithium cyano (methanesulfonate) oxalate borate, lithium cyano (p-toluenesulfonate) oxalate borate, lithium cyano (fluorosulfonyl) oxalate borate, lithium cyano (acetyl) Oxalatoborate, lithium cyano (trifluoroacetyl) oxalatoborate, lithium cyano (trimethylsiloxy) oxalatoborate, lithium dicyanooxalatoborate (lithium dicyanooxalylborate), lithium cyanofluorooxalatoborate (lithium cyanofluorooxalylborate) And salts of inorganic cations such as

1−3.添加剤の添加量
本発明の非水電解液用添加剤は、非水電解液に添加されて使用される。添加量としては、非水電解液100質量%中、0.01〜20質量%が好ましい。少なすぎると添加効果が発現せず、多すぎると、電解液の濃度が増大し、電荷の移動効率を低下させたり、電解液中で支持塩等が、分離、析出し、デバイスに悪影響を及ぼす可能性がある。また、本発明の添加剤の多量使用によるコスト上昇も生じるため、好ましくない。より好ましい添加量は、0.03〜15質量%であり、さらに好ましくは0.05〜10質量%である。
1-3. Addition amount of additive The additive for non-aqueous electrolyte of the present invention is used by being added to the non-aqueous electrolyte. As addition amount, 0.01-20 mass% is preferable in 100 mass% of non-aqueous electrolyte. If the amount is too small, the additive effect does not appear. If the amount is too large, the concentration of the electrolytic solution increases and the charge transfer efficiency decreases, or the supporting salt separates and precipitates in the electrolytic solution, which adversely affects the device. there is a possibility. Moreover, since the cost rise by the large amount use of the additive of this invention also arises, it is not preferable. A more preferable addition amount is 0.03 to 15% by mass, and further preferably 0.05 to 10% by mass.

本発明の非水電解液用添加剤の使用量は、添加剤と後述する支持塩との合計量を100mol%としたときに、0.05〜50mol%とするのが好ましい。少なすぎると添加効果が発現せず、多すぎると、電解液の濃度が増大し、電荷の移動効率を低下させたり、電解液中で支持塩等が、分離、析出し、デバイスに悪影響を及ぼす可能性がある。また、本発明の添加剤の多量使用によるコスト上昇も生じるため、好ましくない。より好ましい添加量は、0.1〜30mol%であり、さらに好ましくは0.1〜10mol%である。   The use amount of the additive for non-aqueous electrolyte of the present invention is preferably 0.05 to 50 mol% when the total amount of the additive and the supporting salt described later is 100 mol%. If the amount is too small, the additive effect does not appear. If the amount is too large, the concentration of the electrolytic solution increases and the charge transfer efficiency decreases, or the supporting salt separates and precipitates in the electrolytic solution, which adversely affects the device. there is a possibility. Moreover, since the cost rise by the large amount use of the additive of this invention also arises, it is not preferable. A more preferable addition amount is 0.1 to 30 mol%, and further preferably 0.1 to 10 mol%.

2−1.製造方法
一般式(1)で表されるシアノボレート化合物は、特定のホウ素化合物と、アルキルシリル化合物、または金属シアニドを反応させることにより製造することができる。なお、上記反応には、必要に応じて、有機または無機カチオンのハロゲン塩を用いてもよい。
2-1. Production Method The cyanoborate compound represented by the general formula (1) can be produced by reacting a specific boron compound with an alkylsilyl compound or a metal cyanide. In addition, you may use the halogen salt of an organic or inorganic cation for the said reaction as needed.

上記製造方法で使用できる好ましいホウ素化合物としては、B(Y’)q(X153-qまたはM+B(Y’)q(X154-qの一般式で表される有機ハロゲン化合物が挙げられる(Y’、M+は一般式(1)のY、m=1であるMm+と同様、X15はハロゲン、qは2または3を表す)。この中でも、B(Y)t(X)1-t(OCO(CH2nCOO)またはM+B(Y)t(X)2-t(OCO(CH2COO)(ここでYは一般式(1)での定義と同様、Xはハロゲン、n=0〜10,t=0または1)の一般式で表されるものが好適に使用できる。具体的には、LiB(F)2(OCOCOO)、LiB(F)(Me)(OCOCOO)、LiB(F)(CF3)(OCOCOO)、LiB(F)(OSO2CF3)(OCOCOO)、LiB(F)2(OCOCH2COO)、LiB(Cl)(OCH2CH=CH2)(OCOCOO)、LiB(OSO2F)(F)(OCOCH2CH2COO)、Et3NHB(F)(OCOCF3)(OCOCOO)、Et3MeNB(Ph)(F)(OCOCOO)、EMImB(OCOCH3)(Cl)(OCOCH2COO)、Et4NB(OCF3)(F)(OCOCOO)、Et3MeNB(OCOPh)(F)(OCOCOO)、LiB(OMe)(F)(OCOCOO)、LiB(CH2CH=CH2)(F)(OCOCOO)等の、ハロゲンと、アルキル基、アリール基、またはアルカノイル基等の有機基とが、ホウ素に結合した有機ハロゲン化ホウ素化合物が挙げられる。なお、上記の有機ハロゲン化ホウ素化合物は、例えば、Chemistry−A European Journal 2009, 15, 10,p2270−p2272に記載の方法を参照して製造することができる。 As a preferable boron compound that can be used in the above production method, an organic halogen represented by a general formula of B (Y ′) q (X 15 ) 3-q or M + B (Y ′) q (X 15 ) 4-q compounds (Y ', M + similarly Y in the general formula (1), and M m + is an m = 1, X 15 is a halogen, q represents 2 or 3). Among these, B (Y) t (X) 1-t (OCO (CH 2 ) n COO) or M + B (Y) t (X) 2−t (OCO (CH 2 ) n COO) (where Y As in the definition in the general formula (1), X is a halogen, and n = 0 to 10, t = 0 or 1) can be suitably used. Specifically, LiB (F) 2 (OCOCOO), LiB (F) (Me) (OCOCOO), LiB (F) (CF 3 ) (OCOCOO), LiB (F) (OSO 2 CF 3 ) (OCOCOO) , LiB (F) 2 (OCOCH 2 COO), LiB (Cl) (OCH 2 CH = CH 2) (OCOCOO), LiB (OSO 2 F) (F) (OCOCH 2 CH 2 COO), Et 3 NHB (F ) (OCOCF 3 ) (OCOCOO), Et 3 MeNB (Ph) (F) (OCOCOO), EMImB (OCOCH 3 ) (Cl) (OCOCH 2 COO), Et 4 NB (OCF 3 ) (F) (OCOCOO), Et 3 MeNB (OCOPh) (F ) (OCOCOO), LiB (OMe) (F) (OCOCOO), LiB (CH 2 CH = CH 2) , such as (F) (OCOCOO), And androgenic, alkyl group, and an organic group such as an aryl group or an alkanoyl group, an organic boron halide compound bonded to the boron and the like. In addition, said organic boron halide compound can be manufactured with reference to the method as described in Chemistry-A European Journal 2009, 15, 10, p2270-p2272, for example.

上記の有機ハロゲン化ホウ素化合物にシアノ基を導入するシアン源としては、アルキルシリル化合物または金属シアニドを用いることができる。具体例なアルキルシリル化合物としては、トリメチルシリルシアニド、トリエチルシリルシアニド、トリイソプロピルシリルシアニド、エチルジメチルシリルシアニド、イソプロピルジメチルシリルクロリド、tert−ブチルジメチルシリルシアニド等のアルキルシリルシアニド;ジメチルフェニルシリルシアニド、フェニルジメチルシリルシアニド等のアルキルアリールシリルシアニドが挙げられる。金属シアニドとしては、銅シアニド、亜鉛シアニド、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン化リチウム等が挙げられる。中でも、アルキルシリルシアニドまたはアルキルアリールシリルシアニドが好適に用いられる。より好ましくはトリアルキルシリルシアニドである。さらに好ましくはトリメチルシリルシアニドである。   As a cyan source for introducing a cyano group into the organic boron halide compound, an alkylsilyl compound or a metal cyanide can be used. Specific examples of the alkylsilyl compound include trimethylsilylcyanide, triethylsilylcyanide, triisopropylsilylcyanide, alkyldimethylcyanide such as ethyldimethylsilylcyanide, isopropyldimethylsilyl chloride, tert-butyldimethylsilylcyanide; dimethyl Examples thereof include alkylarylsilyl cyanides such as phenylsilylcyanide and phenyldimethylsilylcyanide. Examples of the metal cyanide include copper cyanide, zinc cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, lithium cyanide and the like. Of these, alkylsilylcyanides or alkylarylsilylcyanides are preferably used. More preferred is trialkylsilyl cyanide. More preferred is trimethylsilylcyanide.

上記製造方法は、有機または無機カチオンのハロゲン塩の存在下で行ってもよい。有機または無機カチオンのハロゲン塩を構成するハロゲンとしては、F、Cl、BrおよびIが好ましく、より好ましくはClまたはBrである。一方、有機または無機カチオンのハロゲン塩を構成する有機または無機カチオンとしては、上述した化合物(1)を構成する有機または無機カチオンが挙げられる。   The above production method may be performed in the presence of a halogen salt of an organic or inorganic cation. As the halogen constituting the halogen salt of an organic or inorganic cation, F, Cl, Br and I are preferable, and Cl or Br is more preferable. On the other hand, the organic or inorganic cation constituting the halogen salt of an organic or inorganic cation includes the organic or inorganic cation constituting the compound (1) described above.

好ましい有機または無機カチオンのハロゲン塩としては、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリブチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリブチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドが挙げられる。より好ましい有機または無機カチオンのハロゲン塩は、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドであり、さらに好ましくは、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイドである。   Preferred halogen salts of organic or inorganic cations include triethylammonium bromide, tributylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, tributylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride. 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, triethylmethylammonium chloride, and lithium chloride. More preferred halogen salts of organic or inorganic cations are triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride, lithium chloride, and more preferably triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, Lithium bromide.

上記有機または無機カチオンのハロゲン塩の使用量は、ホウ素化合物に対して、1:5〜5:1(ホウ素化合物:有機または無機カチオンのハロゲン塩、モル比)とするのが好ましい。より好ましくは1:2〜2:1であり、さらに好ましくは1:0.8〜1:1.2である。有機または無機カチオンのハロゲン塩の配合量が少なすぎると、副生成物の除去が不十分となったり、カチオン量が不足して効率よく目的物を生成できない場合がある。一方、有機または無機カチオンのハロゲン塩の配合量が多すぎると、有機または無機カチオンのハロゲン塩が不純物として残存する傾向がある。   The amount of the halogen salt of the organic or inorganic cation used is preferably 1: 5 to 5: 1 (boron compound: halogen salt of organic or inorganic cation, molar ratio) with respect to the boron compound. More preferably, it is 1: 2 to 2: 1, and still more preferably 1: 0.8 to 1: 1.2. If the blending amount of the organic or inorganic cation halogen salt is too small, removal of by-products may be insufficient, or the amount of cation may be insufficient and the target product may not be efficiently produced. On the other hand, when the amount of the halogen salt of the organic or inorganic cation is too large, the halogen salt of the organic or inorganic cation tends to remain as an impurity.

上記製造方法では、反応を均一に進行させるため、反応溶媒を用いるのが好ましい。反応溶媒としては、上記原料が溶解するものであれば特に限定されず、水または有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、へキサン等の炭化水素系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、ジエチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの反応溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。好ましくは、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、アセトニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒である。さらに好ましくはニトリル系溶媒である。反応条件は特に限定されず、例えば、反応温度は20℃〜150℃(より好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50℃〜100℃)とすればよく、反応時間は1時間〜50時間(より好ましくは2時間〜10時間)とすればよい。   In the said manufacturing method, in order to advance reaction uniformly, it is preferable to use a reaction solvent. The reaction solvent is not particularly limited as long as it dissolves the above raw materials, and water or an organic solvent is used. Examples of organic solvents include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, benzene and hexane, chlorine solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene, diethyl ether, cyclohexyl methyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane, and dioxane. , Ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxolane, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as 2-butanone and methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol and butanol, acetonitrile , Nitrile solvents such as isobutyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl Examples include carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more. Preferred are chlorinated solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene, and nitrile solvents such as acetonitrile, isobutyronitrile, valeronitrile and benzonitrile. More preferred are nitrile solvents. The reaction conditions are not particularly limited. For example, the reaction temperature may be 20 ° C. to 150 ° C. (more preferably 30 ° C. to 120 ° C., still more preferably 50 ° C. to 100 ° C.), and the reaction time may be 1 hour to 50 hours. (More preferably 2 hours to 10 hours).

2−2.カチオン交換反応
上記製造方法により得られたシアノボレート化合物は、さらに、カチオン交換反応を行ってもよい。一般式(1)で表されるシアノボレート化合物の特性はカチオン種に依存するので、カチオン交換反応を行うことで、特性の異なるシアノボレート塩を容易に得ることができる。
2-2. Cation Exchange Reaction The cyanoborate compound obtained by the above production method may further undergo a cation exchange reaction. Since the characteristics of the cyanoborate compound represented by the general formula (1) depend on the cation species, cyanoborate salts having different characteristics can be easily obtained by performing a cation exchange reaction.

カチオン交換反応は、上記製造方法により得られた一般式(1)で表されるシアノボレート化合物と所望のカチオンを有するイオン性物質とを反応させればよい。上記イオン性物質としては、所望のカチオンを有する化合物であれば良く、例えば水酸化物、ハロゲン塩、四フッ化ホウ酸塩、六フッ化リン酸塩、過塩素酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩等が挙げられる。カチオン交換反応の際の条件も特に限定されず、反応温度や時間は、反応の進行状況に応じて適宜調整すればよい。また、必要に応じて溶媒を使用してもよく、例えば、上述した反応溶媒が好ましく用いられる。   The cation exchange reaction may be performed by reacting the cyanoborate compound represented by the general formula (1) obtained by the above production method with an ionic substance having a desired cation. The ionic substance may be a compound having a desired cation, such as hydroxide, halogen salt, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, perchlorate, bis (trifluoromethanesulfonyl). ) Imide salts and the like. The conditions for the cation exchange reaction are not particularly limited, and the reaction temperature and time may be appropriately adjusted according to the progress of the reaction. Moreover, you may use a solvent as needed, for example, the reaction solvent mentioned above is used preferably.

2−3.精製
本発明の製造方法においては、上記反応後、生成した化合物(1)(粗生成物)中の不純物量を一層低減させ、純度を高めるため精製を行ってもよい。精製法は特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒、およびこれらの混合溶媒での生成物の洗浄、生成物を酸化剤と接触させる酸化剤処理や、吸着精製法、再沈殿法、分液抽出法、再結晶法、晶析法およびクロマトグラフィー等による精製等従来公知の精製方法はいずれも採用できる。
2-3. Purification In the production method of the present invention, after the above reaction, purification may be performed to further reduce the amount of impurities in the produced compound (1) (crude product) and increase the purity. The purification method is not particularly limited. For example, the product is washed with water, an organic solvent, and a mixed solvent thereof, the oxidizing agent treatment in which the product is brought into contact with an oxidizing agent, the adsorption purification method, the reprecipitation method, the liquid separation. Any conventionally known purification methods such as extraction, recrystallization, crystallization, and purification by chromatography can be employed.

これらの精製法は1種を単独で実施しても、2種以上を組み合わせてもよい。なお、上記不純物を低減させる観点からは、酸化剤処理、吸着精製法、分液抽出法、晶析法の1種以上を採用するのが好ましく、特に、これらを全て実施することが好ましい。   These purification methods may be implemented individually by 1 type, or may combine 2 or more types. In addition, from the viewpoint of reducing the impurities, it is preferable to employ at least one of an oxidant treatment, an adsorption purification method, a liquid separation extraction method, and a crystallization method, and it is particularly preferable to implement all of them.

3−1.非水電解液
本発明の非水電解液は、本発明の非水電解液用添加剤と支持塩と溶媒を含むものである。
3-1. Nonaqueous Electrolyte The nonaqueous electrolyte of the present invention comprises the additive for nonaqueous electrolyte of the present invention, a supporting salt, and a solvent.

3−2.支持塩(電解質)
支持塩としては、従来公知の非水電解液の電解質を用いることができ、特に限定されない。電解液中での解離定数が大きく、また、後述する非水系溶媒と溶媒和し難いアニオンを有するものが好ましい。支持塩を構成するカチオン種としては、例えば、Li+、Na+、K+等のアルカリ金属イオン、Ca2+、Mg2+等のアルカリ土類金属イオン、および上述のオニウムカチオンが挙げられる。
3-2. Support salt (electrolyte)
As the supporting salt, a conventionally known non-aqueous electrolyte solution electrolyte can be used and is not particularly limited. Those having a large dissociation constant in the electrolytic solution and having an anion that is difficult to solvate with a non-aqueous solvent described later are preferred. Examples of the cation species constituting the supporting salt include alkali metal ions such as Li + , Na + and K + , alkaline earth metal ions such as Ca 2+ and Mg 2+ , and the above-described onium cation.

一方、アニオン種としては、後述する一般式(6)〜(8)に含まれるアニオン、Cl-、Br-、ClO4 -、AlCl4 -、C[(CN)3-、N[(CN)2-、CF3(SO3-、C[(CF3SO23-、AsF6 -、SbF6 -およびジシアノトリアゾレートイオン(DCTA)等が挙げられる。 On the other hand, examples of the anion species include anions, Cl , Br , ClO 4 , AlCl 4 , C [(CN) 3 ] , N [(CN) included in the general formulas (6) to (8) described later. ) 2 ] , CF 3 (SO 3 ) , C [(CF 3 SO 2 ) 3 ] , AsF 6 , SbF 6 and dicyanotriazolate ion (DCTA).

具体的な支持塩としては、LiCF3SO3、NaCF3SO3、KCF3SO3等のトリフルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiC(CF3SO23、LiN(CF3CF2SO22、LiN(FSO22等のパーフルオロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiPF6、NaPF6、KPF6等のヘキサフルオロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiClO4、NaClO4等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiBF4、NaBF4等のテトラフルオロ硼酸塩;LiAsF6、LiI、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiCl、NaI、NaAsF6、KI等のアルカリ金属塩;過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の第4級アンモニウム塩;(C254NBF4、(C253(CH3)NBF4等のテトラフルオロ硼酸の第4級アンモニウム塩;(C254NPF6等の第4級アンモニウム塩;(CH34P・BF4、(C254P・BF4等の第4級ホスホニウム塩等が挙げられる。電解質としてポリマー電解質を用いてもよい。ポリマー電解質とは、基材となるポリマーに電解質を担持させたものであり、例えば、本発明の電解液をポリマーに含浸させたポリマー電解質(ポリマーゲル電解液)や、基材ポリマーに固溶させたもの(真性ポリマー電解質)が挙げられる。 Specific supporting salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts of trifluoromethanesulfonic acid such as LiCF 3 SO 3 , NaCF 3 SO 3 , KCF 3 SO 3 ; LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN ( Alkali metal salts and alkaline earth metal salts of perfluoroalkanesulfonic acid imides such as CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 and LiN (FSO 2 ) 2 ; alkalis of hexafluorophosphoric acid such as LiPF 6 , NaPF 6 and KPF 6 metal salts and alkaline earth metal salts; tetrafluoroborate salt such as LiBF 4, NaBF 4;; LiClO 4, NaClO 4 perchlorate alkali metal salts and alkaline earth metal salts such as LiAsF 6, LiI, LiSbF 6, LiAlO 4 , alkali metal salts such as LiAlCl 4 , LiCl, NaI, NaAsF 6 , KI; tetraethylammonium perchlorate Quaternary ammonium salts of perchloric acid and the like; (C 2 H 5) 4 NBF 4, (C 2 H 5) 3 (CH 3) quaternary ammonium salts of tetrafluoroborate of 4 such NBF; (C 2 Quaternary ammonium salts such as H 5 ) 4 NPF 6 ; quaternary phosphonium salts such as (CH 3 ) 4 P · BF 4 , (C 2 H 5 ) 4 P · BF 4, and the like. A polymer electrolyte may be used as the electrolyte. A polymer electrolyte is one in which an electrolyte is supported on a base polymer. For example, a polymer electrolyte obtained by impregnating a polymer with the electrolytic solution of the present invention (polymer gel electrolytic solution) or a solid solution in a base polymer. (Intrinsic polymer electrolyte).

特に好ましいのは下記の一般式(6)〜(8)で表される支持塩である。   Particularly preferred are the supporting salts represented by the following general formulas (6) to (8).

一般式(6):M’N(R15SO2)(R16SO2)
一般式(7):M’PFa(Cb2b+16-a(0≦a≦6、1≦b≦2)、
一般式(8):M’BFc(Cd2d+14-c(0≦c≦4、1≦d≦2)、および
(上記一般式(6)〜(8)中、M’はアルカリ金属イオンを表し、一般式(6)中のR15、R16は、独立してフッ素原子または炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるフッ素を含有する塩化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン,ナトリウムイオン,カリウムイオン,ルビジウムイオン,セシウムイオンが好ましく、より好ましくはリチウムイオン,ナトリウムイオン,カリウムイオンであり、さらに好ましくはリチウムイオンである。
Formula (6): M′N (R 15 SO 2 ) (R 16 SO 2 )
Formula (7): M′PF a (C b F 2b + 1 ) 6-a (0 ≦ a ≦ 6, 1 ≦ b ≦ 2),
General formula (8): M′BF c (C d F 2d + 1 ) 4-c (0 ≦ c ≦ 4, 1 ≦ d ≦ 2), and (in the above general formulas (6) to (8), M 'Represents an alkali metal ion, and R 15 and R 16 in the general formula (6) each independently represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) At least one compound selected from the group consisting of compounds is preferred. As the alkali metal ion, lithium ion, sodium ion, potassium ion, rubidium ion, and cesium ion are preferable, lithium ion, sodium ion, and potassium ion are more preferable, and lithium ion is more preferable.

3−2−1.一般式(6)で表される化合物
下記一般式(6)で表される化合物(以下、化合物(6)と称する)は、イミド系アルカリ金属塩ともいえる。
3-2-1. Compound represented by general formula (6)
The compound represented by the following general formula (6) (hereinafter referred to as compound (6)) can be said to be an imide-based alkali metal salt.

一般式(6):M’N(R15SO2)(R16SO2)
(式中、M’はアルカリ金属イオンを表し、R15、R16は、独立してフッ素原子または炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)
上記R15、R16は、いずれか一方がフッ素原子であることが好ましい。炭素数1〜6のフルオロアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状、または、これらの組合せからなるものであってもよい。また、フルオロアルキル基は、炭素原子に結合する水素原子の一部がフッ素原子に置換されたものであればよい。具体的なフルオロアルキル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、フルオロプロピル基、フルオロペンチル基、フルオロヘキシル基等が挙げられる。R15、R16としては、フッ素原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が好ましい。なお、R15、R16の一方がフルオロアルキル基である場合、他方は、フッ素原子(F)であることが好ましい。
Formula (6): M′N (R 15 SO 2 ) (R 16 SO 2 )
(In the formula, M ′ represents an alkali metal ion, and R 15 and R 16 independently represent a fluorine atom or a C 1-6 fluoroalkyl group.)
One of R 15 and R 16 is preferably a fluorine atom. The fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof. The fluoroalkyl group may be any group in which part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is replaced with a fluorine atom. Specific examples of the fluoroalkyl group include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a fluoroethyl group, a difluoroethyl group, a trifluoroethyl group, a pentafluoroethyl group, a fluoropropyl group, a fluoropentyl group, and a fluorohexyl group. Groups and the like. R 15 and R 16 are preferably a fluorine atom, a trifluoromethyl group, or a pentafluoroethyl group. In addition, when one of R 15 and R 16 is a fluoroalkyl group, the other is preferably a fluorine atom (F).

好ましい化合物(6)としては、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、カリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、カリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、カリウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、カリウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、ナトリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、ナトリウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、ナトリウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドが挙げられ、より好ましくは、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミドであり、さらに好ましいのはリチウムビス(フルオロスルホニル)イミドである。これらのイミド系アルカリ金属塩は市販の物を使用してもよく、また、従来公知の方法により合成したものを使用してもよい。   Preferred compounds (6) include lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide, lithium (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) imide, lithium (Fluorosulfonyl) (pentafluoroethylsulfonyl) imide, potassium bis (fluorosulfonyl) imide, potassium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, potassium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide, potassium (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) ) Imide, sodium bis (fluorosulfonyl) imide, sodium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, sodium bis (pentafluoro) Tilsulfonyl) imide, sodium (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) imide, and more preferably lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) imide, lithium (fluorosulfonyl) ) (Pentafluoroethylsulfonyl) imide, more preferably lithium bis (fluorosulfonyl) imide. As these imide-based alkali metal salts, commercially available products may be used, or those synthesized by a conventionally known method may be used.

3−2−2.一般式(7)で表される化合物
下記一般式(7)で表される化合物(以下、化合物(7)と称する)は、フッ素含有塩化合物である。
3-2-2. Compound Represented by General Formula (7) A compound represented by the following general formula (7) (hereinafter referred to as compound (7)) is a fluorine-containing salt compound.

一般式(7):M’PFa(Cb2b+16-a(0≦a≦6、1≦b≦2)
具体的には、LiPF6やLiPF3(C253等が挙げられ、LiPF6が好ましい。
General formula (7): M′PF a (C b F 2b + 1 ) 6-a (0 ≦ a ≦ 6, 1 ≦ b ≦ 2)
Specific examples include LiPF 6 and LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , and LiPF 6 is preferred.

3−2−3.一般式(8)で表される化合物
下記一般式(8)で表される化合物(以下、化合物(8)と称する)は、フッ素含有塩化合物である。
3-2-3. Compound represented by general formula (8) A compound represented by the following general formula (8) (hereinafter referred to as compound (8)) is a fluorine-containing salt compound.

一般式(8):M’BFc(Cd2d+14-c(0≦c≦4、1≦d≦2)
具体的には、LiBF4やLiBF(CF33等が挙げられ、LiBF4が好ましい。
General formula (8): M′BF c (C d F 2d + 1 ) 4-c (0 ≦ c ≦ 4, 1 ≦ d ≦ 2)
Specifically, LiBF 4 and LiBF (CF 3) 3 and the like, LiBF 4 are preferred.

3−2−4.支持塩の濃度
支持塩としては、化合物(6)〜(8)のうちの1種以上であり、その濃度は、これらの化合物の合計で、非水電解液中、濃度が0.1mol/L以上、飽和濃度以下となるように使用するのが好ましい。より好ましくは0.2mol/L〜2.5mol/Lであり、より一層好ましくは0.3mol/L〜2mol/Lであり、さらに好ましくは0.6mol/L〜1.8mol/Lであり、さらに一層好ましくは0.8mol/L〜1.4mol/Lである。
3-2-4. Concentration of supporting salt The supporting salt is one or more of compounds (6) to (8), and the concentration is the sum of these compounds, and the concentration is 0.1 mol / L in the nonaqueous electrolyte. As mentioned above, it is preferable to use it so that it may become a saturated concentration or less. More preferably, it is 0.2 mol / L to 2.5 mol / L, still more preferably 0.3 mol / L to 2 mol / L, still more preferably 0.6 mol / L to 1.8 mol / L, Still more preferably, it is 0.8 mol / L-1.4 mol / L.

3−3.溶媒
本発明の非水電解液に含まれる溶媒は、支持塩と本発明の非水電解液用添加剤とを溶解し得るものであれば特に限定されない。非水系溶媒としては、誘電率が大きく、支持塩と本発明の非水電解液用添加剤の溶解性が高く、沸点が60℃以上であり、且つ、電気化学的安定範囲が広い溶媒が好適であり、含有水分量が低い有機溶媒(非水系溶媒)が好ましい。このような有機溶媒としては、エチレングリコールジメチルエーテル(1,2−ジメトキシエタン)、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル(メチルエチルカーボネート)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート)、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、2,3−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、2−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類;蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類;安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類;リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル、イソブチルニトリル等のニトリル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン、N−ビニルピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類:エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類;ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類;ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等を挙げることができる。これらの中でも、鎖状炭酸エステル類、環状炭酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、カルボン酸エステル類、エーテル類が好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル(エチルメチルカーボネート)、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がより好ましい。上記溶媒は1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
3-3. solvent
The solvent contained in the non-aqueous electrolyte of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting salt and the additive for non-aqueous electrolyte of the present invention. As the non-aqueous solvent, a solvent having a large dielectric constant, high solubility of the supporting salt and the additive for non-aqueous electrolyte of the present invention, a boiling point of 60 ° C. or higher, and a wide electrochemical stability range is preferable. An organic solvent (non-aqueous solvent) having a low water content is preferable. Examples of such organic solvents include ethylene glycol dimethyl ether (1,2-dimethoxyethane), ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,6-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, crown ether, triethylene glycol dimethyl ether, Ethers such as tetraethylene glycol dimethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane; chains such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (methyl ethyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate), diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate Carbonates: ethylene carbonate (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate), 2,3-dimethylethylene carbonate, butyric carbonate , Cyclic carbonates such as vinylene carbonate and 2-vinylethylene carbonate; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, propionic acid, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate; Aromatic carboxylic acid esters such as methyl acid and ethyl benzoate; carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; trimethyl phosphate, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, phosphorus Phosphate esters such as triethyl acid; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile, valeronitrile, butyronitrile, isobutylnitrile; N-methylformamide, N-Echi Amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, N-vinylpyrrolidone; dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4 -Sulfur compounds such as dimethylsulfolane: alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, methyl ethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide; benzonitrile, tolunitrile, etc. Aromatic nitriles; nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone , 3-methyl-2-oxazolidinone and the like. Among these, chain carbonic acid esters, cyclic carbonic acid esters, aliphatic carboxylic acid esters, carboxylic acid esters, and ethers are preferred, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (ethyl methyl carbonate), diethyl carbonate, ethylene carbonate, Propylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone and the like are more preferable. The said solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

4.蓄電デバイス
本発明の非水電解液は、各種蓄電デバイスの電解液又は電解液材料として好適に用いられる。本発明の電解液を備えた蓄電デバイスとしては、一次電池、リチウム(イオン)二次電池、燃料電池などの充電及び放電機構を有する電池の他、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池等が挙げられるが、これらのうち、リチウムイオン二次電池についてより詳しく説明する。
4). Electric storage device The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is suitably used as an electrolytic solution or an electrolytic solution material for various electric storage devices. As an electricity storage device provided with the electrolytic solution of the present invention, a battery having a charging and discharging mechanism such as a primary battery, a lithium (ion) secondary battery, a fuel cell, an electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, Among these, a lithium ion secondary battery will be described in more detail.

リチウムイオン二次電池
リチウムイオン二次電池は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ及び電解液を基本構成要素として構成されるものである。本発明のリチウムイオン二次電池とは、上記基本構成要素の電解液として、本発明の電解液、すなわち、本発明の非水電解液用添加剤を含む非水電解液を備えるものである。上記構成を有するリチウムイオン二次電池は、4.4Vの高電圧下でも駆動可能であり、サイクル特性も良好なものとなる。
Lithium ion secondary battery A lithium ion secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution as basic components. The lithium ion secondary battery of the present invention is provided with the electrolytic solution of the present invention, that is, the non-aqueous electrolytic solution containing the additive for non-aqueous electrolytic solution of the present invention as the electrolytic solution of the basic component. The lithium ion secondary battery having the above configuration can be driven even under a high voltage of 4.4 V, and the cycle characteristics are also good.

リチウムイオン二次電池は、後述する負極活物質としてグラファイトなどの炭素材料を用い、正極活物質としてLiCoO2などの金属酸化物を含有する化合物を用いたものであるが、このようなリチウムイオン二次電池では、充電時には、負極において、例えばC6Li→6C+Li+eの反応が起こり、負極表面で発生した電子(e)は、電解液中をイオン伝導して正極表面に移動し、一方、正極表面では、例えばCoO2+Li+e→LiCoO2の反応が起こり、負極から正極へ電流が流れることになる。一方、放電時には、充電時の逆反応が起こり、正極から負極へと電流が流れることになる。このように、リチウムイオン二次電池では、イオンによる化学反応により電気を蓄えたり、供給したりすることとなる。 A lithium ion secondary battery uses a carbon material such as graphite as a negative electrode active material, which will be described later, and a compound containing a metal oxide such as LiCoO 2 as a positive electrode active material. In the secondary battery, at the time of charging, for example, a reaction of C 6 Li → 6C + Li + e occurs in the negative electrode, and electrons (e) generated on the negative electrode surface are ion-conducted in the electrolytic solution and move to the positive electrode surface. Then, for example, a reaction of CoO 2 + Li + e → LiCoO 2 occurs, and a current flows from the negative electrode to the positive electrode. On the other hand, at the time of discharging, a reverse reaction at the time of charging occurs, and a current flows from the positive electrode to the negative electrode. Thus, in a lithium ion secondary battery, electricity is stored or supplied by a chemical reaction caused by ions.

本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と負極と電解液とを有している。正極と負極との間には両者の接触による短絡を防止するため、セパレータが設けられている。   The lithium ion secondary battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution. A separator is provided between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit due to contact between the two.

正極、負極は、それぞれ、集電体と、正極活物質または負極活物質、導電剤、および、結着剤(バインダー物質)などから構成され、各電極は、これらの材料を、正極集電体上に、薄い塗布膜、シート状又は板状に成形することで形成される。   Each of the positive electrode and the negative electrode is composed of a current collector, a positive electrode active material or a negative electrode active material, a conductive agent, a binder (binder material), and the like. It is formed by forming a thin coating film, sheet or plate on the top.

正極は、特に制限されず、公知の正極が使用でき、例えば、正極集電体、正極活物質、導電剤および結着剤などで構成されたものが用いられる。正極集電体としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼などを例示することができる。正極活物質としては、例えば、LiNiVO4,LiCoPO4,LiCoVO4,LiCrMnO4,LiCrxMn2-x4(0<x<0.5),LiCr0.2Ni0.4Mn1.44,LiPtO3,LixFe2(SO43,LiFeO2,LiMnO2,LiMn24,LiCoO2,LiMn1.6Ni0.44,LiFePO4,LiNi1/3Mn1/3Co1/32,LiNi1/2Mn1/22,LiNi0.5Mn1.54,LiNi0.8Co0.22,LiNiO2,Li1+x(Fe0.4Mn0.4Co0.21-x2などを用いることができる。これらの中でも、LiMn24,LiCoO2,LiFePO4,LiCoPO4,LiNiPO4,LiNi1/3Mn1/3Co1/32,LiNi0.8Co0.22およびLiNi0.8Co0.15Al0.052が好ましい。なお、高出力化のためには、4V以上の高電位を有する材料を正極材料として用いるのが好ましい。高電位を有する材料としては、例えば、LiCoO2(4.2V)、LiCrxMn2-x4(0<x<0.5)(4.2V)、LiCr0.2Ni0.4Mn1.44(4.7V)、LiNi0.5Mn1.54(4.7V)、LiCoPO4(4.8V)、LiNiPO4(5.1V)、LiNi1/3Mn1/3Co1/32(4.2V)、LiNi0.8Co0.15Al0.052(4.2V)等が挙げられる。 The positive electrode is not particularly limited, and a known positive electrode can be used. For example, a positive electrode current collector, a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and the like are used. Examples of the positive electrode current collector include aluminum and stainless steel. Examples of the positive electrode active material include LiNiVO 4 , LiCoPO 4 , LiCoVO 4 , LiCrMnO 4 , LiCr x Mn 2−x O 4 (0 <x <0.5), LiCr 0.2 Ni 0.4 Mn 1.4 O 4 , LiPtO 3 , Li x Fe 2 (SO 4 ) 3 , LiFeO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiMn 1.6 Ni 0.4 O 4 , LiFePO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiNiO 2 , Li 1 + x (Fe 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 ) 1-x O 2 can be used. . Among these, LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 is preferred. In order to increase the output, it is preferable to use a material having a high potential of 4 V or more as the positive electrode material. Examples of the material having a high potential include LiCoO 2 (4.2 V), LiCr x Mn 2−x O 4 (0 <x <0.5) (4.2 V), LiCr 0.2 Ni 0.4 Mn 1.4 O 4 ( 4.7V), LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (4.7V), LiCoPO 4 (4.8V), LiNiPO 4 (5.1V), LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (4. 2V), LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (4.2 V), and the like.

正極活物質は粉末状(粒状)であるのが好ましく、10nm以上、500μm以下の粒子径を有するものであるのが好ましい。粒子径は20nm以上、100μm以下であるのがより好ましく、さらに好ましくは50nm以上、50μm以下であり、特に好ましくは100nm以上、30μm以下であり、一層好ましくは10μm以下である。ここで平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定された体積平均粒子径の値である。また、販売者の公称値を参考にしてもよい。   The positive electrode active material is preferably in the form of powder (granular), and preferably has a particle diameter of 10 nm or more and 500 μm or less. The particle diameter is more preferably 20 nm or more and 100 μm or less, further preferably 50 nm or more and 50 μm or less, particularly preferably 100 nm or more and 30 μm or less, and further preferably 10 μm or less. Here, the average particle diameter is a value of a volume average particle diameter measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus. The nominal value of the seller may be referred to.

負極も特に制限されず、リチウムイオン二次電池に用いられている公知の負極はいずれも使用可能であるが、具体的には、負極集電体、負極活物質、導電剤および結着剤などから構成されるものが好ましく用いられる。これらの材料は、正極も同様であるが、負極集電体上に、薄い塗布膜、シート状又は板状に成形することで形成される。   The negative electrode is not particularly limited, and any known negative electrode used in a lithium ion secondary battery can be used. Specifically, a negative electrode current collector, a negative electrode active material, a conductive agent, a binder, and the like Those composed of are preferably used. These materials are the same for the positive electrode, but are formed by forming a thin coating film, sheet or plate on the negative electrode current collector.

負極集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼等が挙げられる。負極活物質としては、リチウムイオン二次電池で使用される従来公知の負極活物質を用いることができる。具体的には、天然黒鉛、人造黒鉛、アモルファスカーボン、コークスおよびメソフェーズピッチ系炭素繊維、グラファイト、非晶質炭素であるハードカーボン、C−Si複合材料などの炭素材料や、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、リチウム−タリウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−ビスマス合金等のリチウム合金や、チタン、錫、鉄、モリブデン、ニオブ、バナジウム及び亜鉛等の1種若しくは2種以上を含む金属酸化物並びに金属硫化物が挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属イオンを吸蔵、放出できる金属リチウムや炭素材料がより好ましい。   Examples of the negative electrode current collector include copper, nickel, and stainless steel. As a negative electrode active material, the conventionally well-known negative electrode active material used with a lithium ion secondary battery can be used. Specifically, carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, coke and mesophase pitch carbon fiber, graphite, amorphous carbon hard carbon, C-Si composite material, lithium-aluminum alloy, lithium -One or more of lithium alloys such as magnesium alloy, lithium-indium alloy, lithium-thallium alloy, lithium-lead alloy, lithium-bismuth alloy, titanium, tin, iron, molybdenum, niobium, vanadium and zinc And metal oxides containing metal sulfides. Among these, metallic lithium and carbon materials that can occlude and release alkali metal ions are more preferable.

導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛、炭素繊維、酸化ルテニウム、酸化チタン、アルミニウム、ニッケル等の金属ファイバー等が好適である。これらは1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、少量で効果的に導電性が向上させられる点で、アセチレンブラック及びケッチェンブラックがより好ましい。導電剤の配合量は、使用する活物質の種類によっても異なるが、正極又は負極活物質100質量部に対して、1質量部〜10質量部とするのが好ましく、3質量部〜5質量部であるのがより好ましい。   As the conductive agent, carbon black such as acetylene black and ketjen black, natural graphite, thermally expanded graphite, carbon fiber, metal fiber such as ruthenium oxide, titanium oxide, aluminum, and nickel are preferable. These can use 1 type (s) or 2 or more types. Among these, acetylene black and ketjen black are more preferable in that the conductivity can be effectively improved with a small amount. Although the compounding quantity of a electrically conductive agent changes also with the kind of active material to be used, it is preferable to set it as 1 mass part-10 mass parts with respect to 100 mass parts of a positive electrode or a negative electrode active material, and 3 mass parts-5 mass parts. It is more preferable that

バインダー物質としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシルメチルセルロース、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等が好適である。これらは1種又は2種以上を用いることができる。バインダー物質の配合量としては、使用する活物質の種類によっても異なるが、正極又は負極活物質100質量部に対して、0.5質量部〜10質量部とするのが好ましく、3質量部〜5質量部であるのがより好ましい。   As the binder substance, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, carboxymethyl cellulose, fluoroolefin copolymer crosslinked polymer, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyimide, petroleum pitch, coal pitch, phenol resin, and the like are suitable. These can use 1 type (s) or 2 or more types. The blending amount of the binder material varies depending on the type of the active material to be used, but is preferably 0.5 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode or the negative electrode active material. More preferably, it is 5 parts by mass.

上記正極及び負極の成形方法としては、例えば、(1)正極または負極の電極活物質と、導電剤であるアセチレンブラックの混合物に、バインダー物質を添加混合した後、それぞれの集電体上に塗布し、プレス成形する方法、(2)電極活物質とバインダー物質を混合、成型し、集電体と一体化した後、不活性雰囲気下で熱処理して焼結体として電極とする方法等が好適である。なお、炭素繊維布を賦活処理して得られる活性炭繊維布を用いる場合には、バインダー物質を使用せずにそのまま電極として使用してもよい。   As a method for forming the positive electrode and the negative electrode, for example, (1) a binder material is added and mixed in a mixture of an electrode active material of a positive electrode or a negative electrode and acetylene black as a conductive agent, and then applied onto each current collector. And (2) a method in which an electrode active material and a binder material are mixed and molded, integrated with a current collector, and then heat-treated in an inert atmosphere to form an electrode as a sintered body. It is. In addition, when using the activated carbon fiber cloth obtained by activating a carbon fiber cloth, you may use as an electrode as it is, without using a binder substance.

本発明のリチウムイオン二次電池では、正極と負極との間にセパレータを挟み込む方法、または、保持手段を用いて、各電極を、間隔を隔てて対向させる方法等により、正極と負極との接触や短絡を防ぐことが好ましい。   In the lithium ion secondary battery of the present invention, the contact between the positive electrode and the negative electrode is achieved by a method in which a separator is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, or a method in which each electrode is opposed to each other with a gap using a holding means. It is preferable to prevent short circuit.

セパレータとしては、使用温度域において電解液等と化学反応を起こさない多孔性の薄膜を用いることが好適である。セパレータの材質としては、紙;ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレンなど)、アラミド等の有機系材料;アラミド繊維等の有機多孔質系材料;ガラス繊維等の無機系材料;等が好適である。特に蓄電デバイスを高電圧下で作動させる場合は、高い絶縁性が求められるため、無機系材料やポリオレフィン系材料、あるいは、これらの混合物からなるセパレータが好適である。絶縁性の観点からは、ポリプロピレン(PP)膜、ポリエチレン(PE)膜、または、これらの膜を積層した積層膜(例えば、PP/PE/PP3層膜等);ポリオレフィン系材料と無機系材料との混合物の成形体;セルロースを含有する多孔質シートに、上記有機系材料を塗布あるいは含浸させてなるもの;等がセパレータとして好適である。高電圧下での駆動という観点からは、ポリプロピレン(PP)を含有するセパレータが好ましい。   As the separator, it is preferable to use a porous thin film that does not cause a chemical reaction with an electrolytic solution or the like in the operating temperature range. As the material of the separator, paper; organic materials such as polyolefin (polypropylene, polyethylene, etc.) and aramid; organic porous materials such as aramid fiber; inorganic materials such as glass fiber; In particular, when an electricity storage device is operated under a high voltage, a high insulating property is required, and therefore a separator made of an inorganic material, a polyolefin material, or a mixture thereof is suitable. From an insulating viewpoint, a polypropylene (PP) film, a polyethylene (PE) film, or a laminated film in which these films are laminated (for example, a PP / PE / PP three-layer film); a polyolefin-based material and an inorganic-based material A molded body of the above mixture; a product obtained by applying or impregnating the organic material to a porous sheet containing cellulose; and the like are suitable as a separator. From the viewpoint of driving under a high voltage, a separator containing polypropylene (PP) is preferable.

本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と負極と電解液とを有していればよく、また、正極と負極と電解液とを一つの単位とするセルを複数備えたものであってもよい。上記構成を備えるものであれば、本発明のリチウムイオン二次電池の形状は限定されず、コイン型、捲回円筒型、積層角型、アルミラミネート型等従来公知の形状がいずれも採用できる。また、上記外装ケースも特に限定されず、アルミ製、スチール製のものなど従来公知のものを採用すればよい。   The lithium ion secondary battery of the present invention only needs to have a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and may include a plurality of cells each having the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte as one unit. Good. If it has the said structure, the shape of the lithium ion secondary battery of this invention will not be limited, Conventionally well-known shapes, such as a coin type | mold, a winding cylinder type | mold, a lamination | stacking square type | mold, an aluminum lamination type | mold, can be employ | adopted. Moreover, the said exterior case is not specifically limited, What is necessary is just to employ | adopt conventionally well-known things, such as those made from aluminum and steel.

5.用途
本発明の非水電解液用添加剤は、非水電解液に添加されるものであり、本発明の非水電解液用添加剤を用いた非水電解液は、あるいは上記化合物(6)〜(8)を支持塩とする本発明の非水電解液は、各種蓄電デバイスの電解液として使用可能である。蓄電デバイスとしては、一次電池、リチウム(イオン)二次電池、燃料電池、溶融塩電池等の充電および放電機構を有する電池の他、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池等が挙げられるが、本発明の非水電解液は、これらの中でもリチウムイオン二次電池の高性能化に有効であるため、リチウムイオン二次電池に使用するのが好適である。
5. Application
The additive for non-aqueous electrolyte of the present invention is added to the non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte using the additive for non-aqueous electrolyte of the present invention is the above compound (6) to The nonaqueous electrolytic solution of the present invention using (8) as a supporting salt can be used as an electrolytic solution for various power storage devices. Storage devices include primary batteries, lithium (ion) secondary batteries, fuel cells, molten salt batteries, and other batteries having charging and discharging mechanisms, as well as electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, solar cells, etc. Among them, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is effective for improving the performance of a lithium ion secondary battery among these, and is therefore preferably used for a lithium ion secondary battery.

次に、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは、全て本発明の技術的範囲に含まれる。   Next, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples, and all modifications may be made without departing from the spirit described above and below. It is included in the technical scope of the present invention.

[NMR測定]
Varian社製「Unity Plus」(400MHz)を用いて、1H−NMR、13C−NMR、19F−NMRスペクトルを測定し、プロトン、カーボン、フッ素のピーク強度に基づいて試料の構造を分析した。11B−NMRスペクトルの測定には、Bruker社製「Advance 400M」(400MHz)を使用した。
[NMR measurement]
Using “Unity Plus” (400 MHz) manufactured by Varian, 1 H-NMR, 13 C-NMR, and 19 F-NMR spectra were measured, and the structure of the sample was analyzed based on the peak intensities of proton, carbon, and fluorine. . For the measurement of 11 B-NMR spectrum, “Advanced 400M” (400 MHz) manufactured by Bruker was used.

なお、NMRスペクトルの測定は、重ジメチルスルホキシドに、濃度が1質量%〜5質量%となるように反応溶液または得られた塩を溶解させた測定試料を、ホウ素元素を含まない酸化アルミニウム製のNMRチューブに入れ、室温(25℃)、積算回数64回で測定した。また、1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルの測定では、テトラメチルシランを標準物質とし、19F−NMRスペクトルの測定では、トリフルオロメチルベンゼンを標準物質とし、11B−NMRスペクトルの測定では、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボランを検量用標準物質として定量した。 In addition, the measurement of an NMR spectrum measured the measurement sample which dissolved the reaction solution or the obtained salt so that the density | concentration might be 1 mass%-5 mass% in heavy dimethyl sulfoxide, and the product made from aluminum oxide which does not contain a boron element. It measured in room temperature (25 degreeC) and the frequency | count of integration | stacking 64 times in the NMR tube. In the measurement of 1 H-NMR and 13 C-NMR spectra, tetramethylsilane is used as the standard substance, in the measurement of 19 F-NMR spectrum, trifluoromethylbenzene is used as the standard substance, and in the measurement of 11 B-NMR spectrum. 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborane was quantified as a calibration standard.

合成例1 リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレートの合成
LiB(CN)(F)(OC(O)C(O)O)
構造式を下記式に示す。
Synthesis Example 1 Synthesis of Lithium Cyano (fluoro) oxalatoborate LiB (CN) (F) (OC (O) C (O) O)
The structural formula is shown below.

攪拌装置を備えた容量200mLの3つ口フラスコに、リチウムジフルオロオキサラトボレート(リチウムジフルオロオキサリルボレート)7.19g(50.0mmol、なお、リチウムジフルオロオキサラトボレートは、Chemistry−A European Journal 2009,15,10,p2270−p2272に記載の方法を参照して製造した)を加え、フラスコ内を窒素ガスで置換した。ここに、50mLのイソブチロニトリルを加え、得られた混合溶液を攪拌しながら、トリメチルシリルシアニド9.3mL(75.0mmol、ホウ素化合物に対して1.5当量)を室温で滴下して添加した後、オイルバスにより反応溶液を80℃に加熱し、この温度で2.5時間攪拌を続け、反応させた。   To a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer, 7.19 g (50.0 mmol) of lithium difluorooxalatoborate (lithium difluorooxalylborate) was added to Chemistry-A European Journal 2009, 15 , 10, p2270-p2272), and the inside of the flask was replaced with nitrogen gas. To this, 50 mL of isobutyronitrile was added, and 9.3 mL (75.0 mmol, 1.5 equivalents relative to the boron compound) of trimethylsilylcyanide was added dropwise at room temperature while stirring the resulting mixed solution. After that, the reaction solution was heated to 80 ° C. with an oil bath, and stirring was continued at this temperature for 2.5 hours to cause reaction.

その後、得られた黄色溶液から有機溶媒を減圧留去して濃縮し、アセトニトリル・トルエン共溶媒(体積比1/2)で再沈殿を行うことにより、薄黄色固体(リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート)を得た。(収量:4.03g(26.7mmol)、収率:54%)。
19F−NMR(d6−DMSO)δ-143.8 (q, J=30.8 Hz)
11B−NMR(d6−DMSO)δ-0.37(d, J=30.8 Hz)
Then, the organic solvent was distilled off from the obtained yellow solution under reduced pressure and concentrated, followed by reprecipitation with acetonitrile / toluene co-solvent (volume ratio 1/2) to obtain a pale yellow solid (lithium cyano (fluoro) oxalato). Borate). (Yield: 4.03 g (26.7 mmol), yield: 54%).
19 F-NMR (d6-DMSO) δ-143.8 (q, J = 30.8 Hz)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-0.37 (d, J = 30.8 Hz)

合成例2 リチウムジシアノオキサラトボレートの合成
LiB(CN)2(OC(O)C(O)O)
構造式を下記式に示す。
Synthesis Example 2 Synthesis of lithium dicyanooxalatoborate LiB (CN) 2 (OC (O) C (O) O)
The structural formula is shown below.

攪拌装置を備えた容量200mLの3つ口フラスコに、リチウムジフルオロオキサラトボレート(リチウムジフルオロオキサリルボレート)5.75g(40.0mmol)を加え、フラスコ内を窒素ガスで置換した。ここに、40mLのバレロニトリルを加えた。得られた混合溶液を攪拌しながら、トリメチルシリルシアニド14.9mL(120.1mmol、ホウ素化合物に対して3.0当量)を室温(25℃)で滴下して添加した。その後、オイルバスにより反応溶液を120℃に加熱し、同温度で6時間攪拌を続け、反応させた。   Lithium difluorooxalatoborate (lithium difluorooxalylborate) 5.75 g (40.0 mmol) was added to a 200 mL three-necked flask equipped with a stirrer, and the inside of the flask was replaced with nitrogen gas. To this, 40 mL of valeronitrile was added. While stirring the obtained mixed solution, 14.9 mL (120.1 mmol, 3.0 equivalents relative to the boron compound) of trimethylsilylcyanide was added dropwise at room temperature (25 ° C.). Thereafter, the reaction solution was heated to 120 ° C. with an oil bath, and stirred at the same temperature for 6 hours to be reacted.

その後、得られた黄色溶液から有機溶媒を減圧留去して濃縮し、シリカゲルカラム精製(カラム溶媒:アセトニトリル・トルエン)を行い、薄黄色固体(リチウムジシアノオキサラトボレート)を得た。(収量:3.14g(19.9mmol)、収率:50%)。11B−NMR(d6−DMSO)δ−6.9(s) Then, the organic solvent was distilled off from the obtained yellow solution under reduced pressure and concentrated, and silica gel column purification (column solvent: acetonitrile / toluene) was performed to obtain a light yellow solid (lithium dicyanooxalatoborate). (Yield: 3.14 g (19.9 mmol), yield: 50%). 11 B-NMR (d6-DMSO) δ-6.9 (s)

<非水電解液の調製>
電解質であるヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学社製)を非水溶媒であるエチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)の体積比がEC3:EMC7の混合溶媒に溶解させて、1.0mol/Lの非水電解液Aを調製した。その後、非水電解液Aに対して、上記合成例で得られたリチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート(LiBFCN(C24))を2質量%となるように添加した非水電解液Bと0.08質量%となるように添加した非水電解液Dと、リチウムジシアノオキサラトボレート(LiB(CN)2(C24))を2質量%となるように添加した非水電解液Cと0.08質量%となるように添加した非水電解液Eを調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
Electrolyte lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 , manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) is dissolved in a non-aqueous solvent ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) in a mixed solvent of EC3: EMC7, A 1.0 mol / L non-aqueous electrolyte A was prepared. Thereafter, non-aqueous electrolyte B in which lithium cyano (fluoro) oxalatoborate (LiBFCN (C 2 O 4 )) obtained in the above synthesis example was added to non-aqueous electrolyte A so as to be 2% by mass. And non-aqueous electrolyte D added to 0.08 mass% and lithium dicyanooxalatoborate (LiB (CN) 2 (C 2 O 4 )) to 2 mass% A nonaqueous electrolytic solution E added to be 0.08% by mass with liquid C was prepared.

<コイン型リチウム電池の作製>
市販の三元系正極シート(正極活物質:LNMC,2.0mAh/cm2)および市販の負極シート(負極活物質:グラファイト、2.4mAh/cm2)を円形に打ち抜いた。またポリエチレン製セパレータも円形に打ち抜いた。宝泉株式会社より購入したCR2032コイン型電池用部品(正極ケース(Alクラッド処理品)、負極封口剤キャップ(SUS316L製)、スペーサー(1mm厚、SUS316L製)、ウェーブワッシャー(SUS316L製)、ガスケット(ポリプロピレン製))を用いて、ガスケットを装着した負極キャップ、ウェーブワッシャー、スペーサー、負極(負極の銅箔側がスペーサーと対向するように設置した。)、セパレータの順に重ねた後、上記非水電解液Aをセパレータ上に含浸させた。さらに正極合剤が負極合剤と対向するように正極を設置し、その上に正極ケースを順に重ね、カシメ機でかしめることによりコイン型リチウム電池を作製した。非水電解液Bおよび非水電解液Cについても、同様にして、それぞれコイン型リチウム電池を作製した。
<Production of coin-type lithium battery>
A commercially available ternary positive electrode sheet (positive electrode active material: LNMC, 2.0 mAh / cm 2 ) and a commercially available negative electrode sheet (negative electrode active material: graphite, 2.4 mAh / cm 2 ) were punched into a circle. A polyethylene separator was also punched into a circle. CR2032 coin-type battery parts purchased from Hosen Co., Ltd. (positive electrode case (Al clad-treated product), negative electrode sealant cap (manufactured by SUS316L), spacer (1 mm thickness, manufactured by SUS316L), wave washer (manufactured by SUS316L), gasket ( (Made of polypropylene)), a negative cap with a gasket, a wave washer, a spacer, a negative electrode (installed so that the copper foil side of the negative electrode faces the spacer) A was impregnated on the separator. Further, a positive electrode was placed so that the positive electrode mixture was opposed to the negative electrode mixture, and a positive electrode case was sequentially stacked on the positive electrode mixture, followed by caulking to produce a coin-type lithium battery. For the non-aqueous electrolyte B and the non-aqueous electrolyte C, coin-type lithium batteries were respectively produced in the same manner.

<ラミネート型リチウム電池の作製>
市販の三元系正極シート(正極活物質:LNMC,2.0mAh/cm2)1枚と市販の負極シート(負極活物質:グラファイト、2.4mAh/cm2)1枚とを対向して積層し、その間に1枚のポリエチレン製セパレータを挟んだ。この積層体を、アルミニウムラミネートフィルム(ポリエチレン樹脂層/アルミニウム層/ポリエチレン樹脂層)2枚で挟み込み、上記非水電解液A、D、Eのそれぞれで中を満たした後、真空状態で密閉した。
<Production of laminated lithium battery>
A commercially available ternary positive electrode sheet (positive electrode active material: LNMC, 2.0 mAh / cm 2 ) and a commercially available negative electrode sheet (negative electrode active material: graphite, 2.4 mAh / cm 2 ) are laminated to face each other. Then, a polyethylene separator was sandwiched between them. The laminate was sandwiched between two aluminum laminate films (polyethylene resin layer / aluminum layer / polyethylene resin layer), filled with each of the non-aqueous electrolytes A, D, and E, and then sealed in a vacuum state.

<サイクル特性試験>
非水電解液A〜Eを用いた各リチウム電池について、充放電試験装置(計測器センター社製またはアスカ電子株式会社製)を用いて、充放電速度1.0C(定電流モード)、3.0〜4.4Vで、各充放電時に10分の充放電休止時間を設けてサイクル試験を行った。結果を図1ならびに図2に示す。また、サイクル試験終了後、非水電解液A,D,Eに関して、インピーダンスアナライザ(1260型、ソーラトロン株式会社製)を用い、放電後、10mV、1MHz〜0.01Hzの条件で、内部抵抗を測定した。結果を図4に示す。
<Cycle characteristic test>
2. For each lithium battery using the non-aqueous electrolytes A to E, a charge / discharge rate of 1.0 C (constant current mode) is used using a charge / discharge test apparatus (manufactured by Instrument Center or Asuka Electronics Co., Ltd.). A cycle test was conducted at 0 to 4.4 V with a charge / discharge pause time of 10 minutes at each charge / discharge. The results are shown in FIG. 1 and FIG. After the cycle test, internal resistance was measured for nonaqueous electrolytes A, D, and E using an impedance analyzer (1260 type, manufactured by Solartron Co., Ltd.) after discharge under conditions of 10 mV and 1 MHz to 0.01 Hz. did. The results are shown in FIG.

図1、2、4の結果から、LiBFCN(C24)やLiB(CN)2(C24)を添加剤として含んだ非水電解液B、C、D、Eを採用した本発明のリチウム電池は、電解質としてLiPF6のみを含んだ非水電解液Aを採用した例と比較すると、放電容量の劣化と内部抵抗の上昇が抑えられ、良好なサイクル特性を示すことがわかった。 Based on the results shown in FIGS. 1, 2, and 4 , the book adopting non-aqueous electrolytes B, C, D, and E containing LiBFCN (C 2 O 4 ) and LiB (CN) 2 (C 2 O 4 ) as additives. It was found that the lithium battery of the invention exhibited good cycle characteristics, as compared with the example employing the non-aqueous electrolyte A containing only LiPF 6 as the electrolyte, the deterioration of the discharge capacity and the increase of the internal resistance were suppressed. .

<高温保存試験>
非水電解液A〜Cを用いた各コイン型リチウム電池について、前述の充放電試験装置を用いて、25℃で充電速度0.2C(定電流定電圧モード)、4.4Vまで充電を行い、放電速度0.2C(定電流モード)で3.0Vまで放電を行った。この時の放電容量を初期放電容量(A)とした。各コイン型リチウム電池を25℃で充電速度0.2C(定電流定電圧モード)、4.4Vまで充電を行い、充電後、60℃で1週間保存した。その後、放電速度0.2C(定電流モード)、3.0Vカットまで放電を行った。この時の放電容量を高温保存後の放電容量(B)とする。高温保存後の容量維持率を以下の式より算出し、その結果を表2に示した。
保存容量維持率%=高温保存後の放電容量(B)/初期放電容量(A)×100
<High temperature storage test>
About each coin type lithium battery using non-aqueous electrolytes A to C, using the above-described charge / discharge test apparatus, charge at 25 ° C. with a charge rate of 0.2 C (constant current constant voltage mode) to 4.4 V. The battery was discharged to 3.0 V at a discharge rate of 0.2 C (constant current mode). The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity (A). Each coin-type lithium battery was charged at 25 ° C. with a charging speed of 0.2 C (constant current constant voltage mode) to 4.4 V, and stored at 60 ° C. for 1 week after charging. Thereafter, the battery was discharged to a discharge rate of 0.2 C (constant current mode) and a 3.0 V cut. Let the discharge capacity at this time be the discharge capacity (B) after high-temperature storage. The capacity retention rate after high-temperature storage was calculated from the following formula, and the results are shown in Table 2.
Storage capacity retention rate = discharge capacity after high temperature storage (B) / initial discharge capacity (A) × 100

表2の結果から、LiBFCN(C24)やLiB(CN)2(C24)を添加剤として含んだ非水電解液B、Cを採用した本発明のコイン型リチウム電池は、電解質としてLiPF6のみを含んだ非水電解液Aを採用した例と比較すると、保存容量維持率が向上していることがわかった。 From the results shown in Table 2, the coin-type lithium battery of the present invention using the non-aqueous electrolytes B and C containing LiBFCN (C 2 O 4 ) or LiB (CN) 2 (C 2 O 4 ) as an additive, It was found that the storage capacity retention rate was improved as compared with the example in which the non-aqueous electrolyte A containing only LiPF 6 was used as the electrolyte.

参考例
<非水電解液の調製>
前記非水電解液Aに、リチウムテトラシアノボレート(LiB(CN)4)を0.08質量%となるように添加した非水電解液Fを調製した。
Reference example <Preparation of non-aqueous electrolyte>
A non-aqueous electrolyte F was prepared by adding lithium tetracyanoborate (LiB (CN) 4 ) to the non-aqueous electrolyte A so as to be 0.08% by mass.

<ラミネート型リチウム電池の作製>
市販の三元系正極シート(正極活物質:LNMC,2.0mAh/cm2)1枚と市販の負極シート(負極活物質:グラファイト、2.4mAh/cm2)1枚とを対向して積層し、その間に1枚のポリエチレン製セパレータを挟んだ。この積層体を、アルミニウムラミネートフィルム(ポリエチレン樹脂層/アルミニウム層/ポリエチレン樹脂層)2枚で挟み込み、上記非水電解液A、Fのそれぞれで中を満たした後、真空状態で密閉した。
<Production of laminated lithium battery>
A commercially available ternary positive electrode sheet (positive electrode active material: LNMC, 2.0 mAh / cm 2 ) and a commercially available negative electrode sheet (negative electrode active material: graphite, 2.4 mAh / cm 2 ) are laminated to face each other. Then, a polyethylene separator was sandwiched between them. The laminate was sandwiched between two aluminum laminate films (polyethylene resin layer / aluminum layer / polyethylene resin layer), filled with the non-aqueous electrolytes A and F, and sealed in a vacuum state.

<サイクル特性試験>
非水電解液A、Fを用いた各リチウム電池について、充放電試験装置(アスカ電子株式会社製)を用いて、充放電速度1.0C(定電流モード)、3.0〜4.4Vで、各充放電時に10分の充放電休止時間を設けてサイクル試験を行った。結果を図3に示す。また、サイクル試験終了後、インピーダンスアナライザ(1260型、ソーラトロン株式会社製)を用い、10mV、1MHz〜0.01Hzの条件で、内部抵抗を測定した。結果を図5に示す。
<Cycle characteristic test>
About each lithium battery using the non-aqueous electrolyte A and F, charge / discharge rate 1.0C (constant current mode) and 3.0-4.4V using a charge / discharge test apparatus (made by Asuka Electronics Co., Ltd.). A cycle test was conducted by providing a charge / discharge pause time of 10 minutes during each charge / discharge. The results are shown in FIG. Moreover, the internal resistance was measured on the conditions of 10 mV and 1 MHz-0.01 Hz using the impedance analyzer (1260 type | mold, Solartron Co., Ltd.) after completion | finish of a cycle test. The results are shown in FIG.

本発明の非水電解液用添加剤は、非水電解液に添加されるものである。本発明の非水電解液用添加剤を用いた非水電解液は、各種蓄電デバイスの電解液として使用可能である。蓄電デバイスとしては、一次電池、リチウム(イオン)二次電池、燃料電池、溶融塩電池等の充電および放電機構を有する電池の他、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池等が挙げられるが、本発明の非水電解液は、これらの中でもリチウム(イオン)二次電池の高性能化に有効であるため、リチウム二次電池に使用するのが好適である。   The additive for non-aqueous electrolyte of the present invention is added to the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte using the additive for non-aqueous electrolyte of the present invention can be used as an electrolyte for various power storage devices. Storage devices include primary batteries, lithium (ion) secondary batteries, fuel cells, molten salt batteries, and other batteries having charging and discharging mechanisms, as well as electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, solar cells, etc. Among them, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is effective for improving the performance of a lithium (ion) secondary battery among them, and is therefore preferably used for a lithium secondary battery.

Claims (7)

一般式(1)で表されるシアノボレート化合物を含むことを特徴とする非水電解液用添加剤。
(式(1)中、Mm+はプロトン、1価、2価、または3価の有機または無機カチオンを表し、Yは、H、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142または−XR14を表し、R14は、H、ハロゲンまたは主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表し、ZはNまたはPを表し、XはOまたはSを表し、lは1〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、nは0〜10の整数を表す。)
A non-aqueous electrolyte additive comprising a cyanoborate compound represented by the general formula (1).
(In formula (1), M m + represents a proton, monovalent, divalent, or trivalent organic or inorganic cation, and Y represents the number of carbon atoms in the main chain that may have H, halogen, or halogen. 1 to 10 hydrocarbon group, cyano group, —C (O) R 14 , —S (O) 1 R 14 , —Z (R 14 ) 2 or —XR 14 , wherein R 14 represents H, halogen or The main chain represents an organic substituent having 1 to 10 atoms, Z represents N or P, X represents O or S, l represents an integer of 1 to 2, and m represents an integer of 1 to 3. And n represents an integer of 0 to 10.)
上記式(1)のYが、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基およびシアノ基よりなる群から選択される置換基である請求項1に記載の非水電解液用添加剤。   Y in the formula (1) is a substituent selected from the group consisting of halogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have halogen, and a cyano group. The additive for non-aqueous electrolyte described. リチウム二次電池用である請求項1または2記載の非水電解液用添加剤。   The additive for non-aqueous electrolyte according to claim 1 or 2, which is used for a lithium secondary battery. 請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液用添加剤と支持塩と溶媒とを含むことを特徴とする非水電解液。   A nonaqueous electrolytic solution comprising the additive for a nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 3, a supporting salt, and a solvent. 上記支持塩が、
一般式(6):M’N(R15SO2)(R16SO2)
一般式(7):M’PFa(Cb2b+16-a(0≦a≦6、1≦b≦2)、
一般式(8):M’BFc(Cd2d+14-c(0≦c≦4、1≦d≦2)、および
(上記一般式(6)〜(8)中、M’はアルカリ金属イオンを表し、一般式(6)中のR15、R16は、独立してフッ素原子または炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるフッ素を含有する塩化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を含むものである請求項4に記載の非水電解液。
The supporting salt is
Formula (6): M′N (R 15 SO 2 ) (R 16 SO 2 )
Formula (7): M′PF a (C b F 2b + 1 ) 6-a (0 ≦ a ≦ 6, 1 ≦ b ≦ 2),
General formula (8): M′BF c (C d F 2d + 1 ) 4-c (0 ≦ c ≦ 4, 1 ≦ d ≦ 2), and (in the above general formulas (6) to (8), M 'Represents an alkali metal ion, and R 15 and R 16 in the general formula (6) each independently represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) The nonaqueous electrolytic solution according to claim 4, comprising at least one compound selected from the group consisting of compounds.
請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解液用添加剤を含む非水電解液を用いたリチウム二次電池。   The lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte containing the additive for non-aqueous electrolytes in any one of Claims 1-3. 請求項4または5に記載の非水電解液を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。   A lithium secondary battery using the non-aqueous electrolyte according to claim 4.
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