JP2015133255A - Nonaqueous electrolyte and lithium ion secondary battery - Google Patents

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将人 村上
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真也 浜崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte in which generation of gas, that is, decomposition of the electrolyte is suppressed even when applied to a lithium ion secondary battery having higher positive electrode potential than conventional one and which is excellent in cycle characteristics, and also to provide the lithium ion secondary battery using the nonaqueous electrolyte.SOLUTION: A nonaqueous electrolyte contains a nonaqueous solvent, a lithium electrolyte, LiPOF, and an organic phosphorus compound whose highest occupied molecular orbital energy calculated by the density functional theory calculation is 8.0 eV or more and -7.0 eV or less.

Description

本発明は、非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte.

リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度、高耐久性といった優れた特徴を持つことから、携帯電話などのモバイル電子機器用電源として汎用されており、近年では電気自動車などの自動車用電源としても利用されている。   Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for mobile electronic devices such as mobile phones because they have excellent characteristics such as high energy density and high durability. In recent years, they are also used as power sources for automobiles such as electric vehicles. Has been.

現状において、リチウムイオン二次電池は広く普及しているが、モバイル電子機器や電気自動車のユーザーからは、依然として電池の高エネルギー密度化の要請がある。これに応えるべく、電池のエネルギー密度を向上させる試みが活発になされており、中でも、正極活物質の充電深度の拡大や高電位正極の開発が注目されている。特許文献1によると、リチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO)は、正極電位がリチウム基準4.3Vになるまで充電すると、充電容量が約155mAh/gであるのに対して、4.5Vになるまで充電すると、充電容量が190mAh/g以上となる。このように、満充電時の正極の電位を引き上げることで、正極活物質の利用率が向上し、結果として電池のエネルギー密度を高めることができる。 At present, lithium ion secondary batteries are widely used. However, users of mobile electronic devices and electric vehicles still have a demand for higher energy density of batteries. In order to respond to this, attempts to improve the energy density of the battery are actively made, and in particular, attention has been paid to the expansion of the charging depth of the positive electrode active material and the development of a high potential positive electrode. According to Patent Document 1, when lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) is charged until the positive electrode potential becomes 4.3 V of lithium reference, the charging capacity is about 155 mAh / g, whereas it is 4.5 V. When it is charged until it becomes, the charge capacity becomes 190 mAh / g or more. Thus, by raising the potential of the positive electrode during full charge, the utilization factor of the positive electrode active material is improved, and as a result, the energy density of the battery can be increased.

リチウムイオン二次電池では、非水溶媒にリチウム電解質を溶解させた非水電解液を用いている。非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類と、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類とを、特定の比率で混合してなるカーボネート溶媒が採用されている。カーボネート溶媒は、満充電時の正極電位がリチウム基準で4.3V程度の従来のリチウムイオン二次電池に適用した場合は、十分な耐酸化性及び耐還元性を併せ持ち、リチウムイオン伝導性にも優れることから、汎用されるに至った。しかしながら、従来よりも正極電位が高い電池においては、カーボネート溶媒が分解してしまうため、分解物の堆積や電池内部でのガス発生が起こり、サイクル特性及び保存特性などの電池諸特性が低下するという問題が生じる。   In a lithium ion secondary battery, a nonaqueous electrolytic solution in which a lithium electrolyte is dissolved in a nonaqueous solvent is used. As the non-aqueous solvent, a carbonate solvent obtained by mixing cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate and chain carbonates such as dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate in a specific ratio is employed. Carbonate solvent has sufficient oxidation resistance and reduction resistance when applied to a conventional lithium ion secondary battery having a positive electrode potential of about 4.3 V with respect to lithium when fully charged, and also has lithium ion conductivity. Due to its superiority, it has been widely used. However, in a battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, the carbonate solvent is decomposed, so that decomposition products are accumulated and gas is generated inside the battery, and various battery characteristics such as cycle characteristics and storage characteristics are deteriorated. Problems arise.

上記の問題を解決するために、特許文献2では、非水電解液中に、特定のリン酸エステル化合物を含有させることで、正極側での非水電解液の分解を抑制させる方法が提案されている。具体的には、トリス(2−プロペニル)フォスフェートを非水電解液に対して5質量%添加することで、非水電解液の耐酸化性向上を図っている。   In order to solve the above problem, Patent Document 2 proposes a method of suppressing decomposition of the nonaqueous electrolytic solution on the positive electrode side by including a specific phosphate ester compound in the nonaqueous electrolytic solution. ing. Specifically, the oxidation resistance of the non-aqueous electrolyte is improved by adding 5% by mass of tris (2-propenyl) phosphate to the non-aqueous electrolyte.

また、特許文献3では、非水電解液中に、特定の不飽和リン酸エステル化合物を含有させることで、リチウムイオン二次電池の高温サイクル特性を向上させる方法が提案されている。具体的には、トリス(2−プロピニル)フォスフェートを非水電解液に対して1質量%添加することで、高温サイクル特性が向上すると記載されている。   Patent Document 3 proposes a method for improving the high-temperature cycle characteristics of a lithium ion secondary battery by including a specific unsaturated phosphate ester compound in the nonaqueous electrolytic solution. Specifically, it is described that high-temperature cycle characteristics are improved by adding 1% by mass of tris (2-propynyl) phosphate with respect to the nonaqueous electrolytic solution.

国際公開第2008/114739号International Publication No. 2008/114739 特開2006−221972号公報JP 2006-221972 A 特開2011−77029号公報JP 2011-77029 A

しかしながら、特許文献2に開示されているトリス(2−プロペニル)フォスフェートを5質量%添加した非水電解液、及び特許文献3に開示されているトリス(2−プロピニル)フォスフェートを1質量%添加した非水電解液は、いずれも、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に用いた場合において、ガス発生を抑制し、サイクル特性を向上させる効果が十分とはいえない。   However, the non-aqueous electrolyte added with 5% by mass of tris (2-propenyl) phosphate disclosed in Patent Document 2 and 1% by mass of tris (2-propynyl) phosphate disclosed in Patent Document 3 None of the added non-aqueous electrolytes is effective in suppressing gas generation and improving cycle characteristics when used in a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one.

上述のように、従来技術では、高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池において、サイクル劣化やガス発生を十分に抑制する解決策は示されていない。   As described above, the conventional technology does not show a solution for sufficiently suppressing cycle deterioration and gas generation in a lithium ion secondary battery having a high positive electrode potential.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でもガスの発生、すなわち電解液の分解が抑制され、サイクル特性に優れる非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and even when applied to a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, generation of gas, that is, decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and cycle characteristics are excellent. An object is to provide a non-aqueous electrolyte and a lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、非水溶媒中に、リチウム電解質と、LiPOと、特定の有機リン化合物とを含有する非水電解液を用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors use a nonaqueous electrolytic solution containing a lithium electrolyte, LiPO 2 F 2, and a specific organic phosphorus compound in a nonaqueous solvent. As a result, the inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.

即ち、本発明は下記の通りである。
〔1〕
非水溶媒と、リチウム電解質と、LiPOと、密度汎関数法計算によって算出された最高被占軌道エネルギーが−8.0eV以上−7.0eV以下である有機リン化合物と、を含有する、非水電解液。
〔2〕
前記有機リン化合物が、下記一般式(1)で表される有機リン化合物、及び/又は、下記一般式(2)で表される有機リン化合物を含む、前項〔1〕に記載の非水電解液。

Figure 2015133255
(上記一般式(1)中、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R、R、及びRのうち、少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよい。)
Figure 2015133255
(上記一般式(2)中、Rは、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、結合して環構造を形成していてもよい。)
〔3〕
前記有機リン化合物の含有量が、前記非水電解液の総量に対して、0.01質量%以上10質量%以下である、前項〔1〕〜〔2〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔4〕
前記LiPOの含有量が、前記非水電解液の総量に対して、0.001質量%以上10質量%以下である、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔5〕
前記リチウム電解質が、LiPF、LiBF、LiN(SOF)、及びLiN(SOCFからなる群より選ばれる1種以上を含む、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔6〕
前記一般式(1)中のR、R、及びR、並びに、前記一般式(2)中のR及びRが、各々独立に、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基又は置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基である、前項〔2〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔7〕
前記非水溶媒が、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及びフルオロエチレンカーボネートからなる群より選ばれる一種以上の環状カーボネートを含有する、前項〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔8〕
前記一般式(1)中のR、R、及びR、並びに、前記一般式(2)中のR及びRが、各々独立に、エテニル基、エチニル基、2−プロペニル基、2−プロピニル基、2−ブテニル基、2−ブチニル基、3−ブテニル基、又は3−ブチニル基である、前項〔2〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の非水電解液。
〔9〕
正極と、負極と、前項〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の非水電解液と、を備え、満充電時の前記正極の電位が、リチウム基準で4.4V以上5.0V以下である、リチウムイオン二次電池。 That is, the present invention is as follows.
[1]
A non-aqueous solvent, a lithium electrolyte, LiPO 2 F 2, and an organophosphorus compound having a maximum occupied orbital energy calculated by density functional calculation of −8.0 eV or more and −7.0 eV or less. , Non-aqueous electrolyte.
[2]
The non-aqueous electrolysis according to [1], wherein the organophosphorus compound includes an organophosphorus compound represented by the following general formula (1) and / or an organophosphorus compound represented by the following general formula (2). liquid.
Figure 2015133255
(In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and an optionally substituted carbon. An alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted; R 1 , R 2 , And at least two of R 3 may be bonded to form a ring structure.)
Figure 2015133255
(In the above general formula (2), R 4 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 5 and Each R 6 independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, an optionally substituted alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an optionally substituted carbon; An alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted, and R 5 and R 6 may be bonded to form a ring structure.
[3]
The content of the organophosphorus compound is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total amount of the nonaqueous electrolyte solution, according to any one of [1] to [2] above. Water electrolyte.
[4]
The content of the LiPO 2 F 2 according to any one of [1] to [3], wherein the content is 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the nonaqueous electrolytic solution. Non-aqueous electrolyte.
[5]
Any of [1] to [4] above, wherein the lithium electrolyte contains one or more selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 F) 2 , and LiN (SO 2 CF 3 ) 2. The non-aqueous electrolyte according to any one of the above.
[6]
R 1 , R 2 , and R 3 in the general formula (1), and R 5 and R 6 in the general formula (2) are each independently 2 to 15 carbon atoms that may be substituted. The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [2] to [5], which is the following alkenyl group or an optionally substituted alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms.
[7]
The nonaqueous electrolysis according to any one of [1] to [6], wherein the nonaqueous solvent contains one or more cyclic carbonates selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate. liquid.
[8]
R 1 , R 2 , and R 3 in the general formula (1) and R 5 and R 6 in the general formula (2) are each independently ethenyl group, ethynyl group, 2-propenyl group, The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [2] to [7], which is a 2-propynyl group, a 2-butenyl group, a 2-butynyl group, a 3-butenyl group, or a 3-butynyl group.
[9]
A positive electrode, a negative electrode, and the non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [8] above, wherein the potential of the positive electrode at full charge is 4.4 V or more on the basis of lithium. A lithium ion secondary battery that is 0 V or less.

本発明によれば、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でもガスの発生、すなわち電解液の分解が抑制され、サイクル特性に優れる非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することができる。   According to the present invention, even when applied to a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, generation of gas, that is, decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and the nonaqueous electrolytic solution excellent in cycle characteristics and the nonaqueous electrolytic solution are provided. A lithium ion secondary battery using the liquid can be provided.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. Is possible.

〔非水電解液〕
本実施形態の非水電解液は、非水溶媒と、リチウム電解質と、LiPOと、密度汎関数法計算によって算出された最高被占軌道エネルギーが−8.0eV以上−7.0eV以下である有機リン化合物と、を含有する。なお、本実施形態における「有機リン化合物」とは、リン酸エステル化合物及びホスホン酸エステル化合物を指すものと定義する。
[Non-aqueous electrolyte]
The non-aqueous electrolyte of the present embodiment has a non-aqueous solvent, a lithium electrolyte, LiPO 2 F 2, and a maximum occupied orbital energy calculated by density functional calculation is −8.0 eV or more and −7.0 eV or less. And an organic phosphorus compound. The “organic phosphorus compound” in this embodiment is defined to indicate a phosphate ester compound and a phosphonate ester compound.

〔有機リン化合物〕
本実施形態の非水電解液は、密度汎関数法計算によって算出された最高被占軌道エネルギーが−8.0eV以上−7.0eV以下である有機リン化合物を含有する。本発明者らは、非水電解液中で、LiPOと、密度汎関数法計算によって算出された最高被占軌道エネルギーが−8.0eV以上−7.0eV以下である有機リン化合物と、を併用した場合に、顕著なサイクル特性向上効果及びガス発生抑制効果が得られることを見出した。
[Organic phosphorus compounds]
The nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment contains an organophosphorus compound having a maximum occupied orbital energy calculated by density functional method calculation of −8.0 eV or more and −7.0 eV or less. In the non-aqueous electrolyte, the present inventors include LiPO 2 F 2 and an organophosphorus compound having a maximum occupied orbital energy calculated by density functional calculation of −8.0 eV or more and −7.0 eV or less. It has been found that a remarkable cycle characteristic improvement effect and a gas generation suppression effect can be obtained when, is used in combination.

ここで、「密度汎関数法計算」とは、電子系のエネルギーなどの物性を電子密度から計算することが可能であるとする密度汎関数理論に基づいた電子状態計算である。密度汎関数法計算を用いると、対象とする電子系の最高被占軌道エネルギーなどの物性値を算出することができる。「最高被占軌道エネルギー」とは、最高被占軌道のエネルギーレベルのことを指し、電子系から電子を1個引き抜く際に必要なエネルギーを示す指標であって、分子の耐酸化性と関係がある。最高被占軌道エネルギーが高い分子は、酸化されやすい傾向があり、最高被占軌道エネルギーが低い分子は、酸化されにくい傾向があることが知られている。本発明における最高被占軌道エネルギーは、市販のソフトウェアであるGaussian社のGaussian09を利用し、計算手法として密度汎関数法(B3LYP)、基底関数として6−31G+(d,p)を用いて、エネルギー値の最適化を自己無頓着場計算によって行うことで、算出するものとする。   Here, the “density functional calculation” is an electronic state calculation based on a density functional theory that physical properties such as energy of an electron system can be calculated from the electron density. Using density functional calculation, it is possible to calculate physical properties such as the highest occupied orbit energy of the target electronic system. "Maximum occupied orbital energy" refers to the energy level of the highest occupied orbital, and is an index indicating the energy required to extract one electron from the electron system, and is related to the oxidation resistance of the molecule. is there. It is known that molecules with the highest occupied orbital energy tend to be oxidized, and molecules with the lowest occupied orbital energy tend to be less likely to be oxidized. The maximum occupied orbit energy in the present invention is obtained by using Gaussian 09 of Gaussian, which is commercially available software, using density functional method (B3LYP) as a calculation method and 6-31G + (d, p) as a basis function. It shall be calculated by optimizing the value by self-intangible landing calculation.

有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーは、−8.0eV以上−7.0eV以下であり、好ましくは−7.9eV以上−7.1eV以下であり、より好ましくは−7.8eV以上−7.2eV以下であり、さらに好ましくは−7.7eV以上−7.3eV以下である。有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーが−8eV以上であることにより、顕著なサイクル特性向上効果及びガス発生抑制効果が得られる。また、有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーが−7eV以下であることにより、非水電解液中での有機リン化合物の安定性が向上する。有機リン化合物の分子内に、二重結合又は三重結合が少なくとも一つ存在する場合、その有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーが上記範囲に入る傾向があるため、上記有機リン化合物は、アルケニル基又はアルキニル基を有することが好ましい。   The maximum occupied orbital energy of the organophosphorus compound is −8.0 eV or more and −7.0 eV or less, preferably −7.9 eV or more and −7.1 eV or less, and more preferably −7.8 eV or more and −7. 2 eV or less, more preferably −7.7 eV or more and −7.3 eV or less. When the maximum occupied orbital energy of the organophosphorus compound is −8 eV or more, a remarkable cycle characteristic improvement effect and gas generation suppression effect can be obtained. Moreover, when the maximum occupied orbital energy of the organic phosphorus compound is −7 eV or less, the stability of the organic phosphorus compound in the nonaqueous electrolytic solution is improved. When at least one double bond or triple bond exists in the molecule of the organophosphorus compound, since the highest occupied orbital energy of the organophosphorus compound tends to fall within the above range, the organophosphorus compound has an alkenyl group. Or it is preferable to have an alkynyl group.

本実施形態の上記有機リン化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記一般式(1)で表される有機リン化合物を用いることができる。

Figure 2015133255
(上記一般式(1)中、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R、R、及びRのうち、少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよい) Although it does not specifically limit as said organic phosphorus compound of this embodiment, For example, the organic phosphorus compound represented by following General formula (1) can be used.
Figure 2015133255
(In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and an optionally substituted carbon. An alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted; R 1 , R 2 , And at least two of R 3 may combine to form a ring structure)

本実施形態において、上記一般式(1)中、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R、R、及びRのうち、少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよい。このなかでも、R、R、及びRとしては、ガス発生抑制の観点から、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基又は置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基が好ましい。 In the present embodiment, in the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and a substituted group. An alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted, an alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted; R 1 , R 2 , and R 3 may combine to form a ring structure. Among these, as R 1 , R 2 , and R 3 , an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted or 2 to 15 carbon atoms which may be substituted may be used from the viewpoint of suppressing gas generation. The following alkynyl groups are preferred.

上記一般式(1)中のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。これらのアルキル基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルキル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であり、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルキル基を有する一般式(1)で表される有機リン化合物としては、特に限定されないが、例えば、トリエチルフォスフェート、トリプロピルフォスフェート、トリブチルフォスフェート、トリペンチルフォスフェート、エチルエチレンフォスフェート、プロピルエチレンフォスフェート、ブチルエチレンフォスフェート、ペンチルエチレンフォスフェート、ヘキシルエチレンフォスフェート、ヘプチルエチレンフォスフェート、オクチルエチレンフォスフェートを挙げることができる。   Although it does not specifically limit as an alkyl group in the said General formula (1), For example, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group is mentioned. A hydrogen atom or a carbon atom in these alkyl groups may be substituted with a different element or substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, and ether groups. , Sulfide groups, carbonyl groups, and sulfonyl groups. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and still more preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. The organophosphorus compound represented by the general formula (1) having an alkyl group is not particularly limited. For example, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, ethyl ethylene phosphate, Mention may be made of propyl ethylene phosphate, butyl ethylene phosphate, pentyl ethylene phosphate, hexyl ethylene phosphate, heptyl ethylene phosphate, octyl ethylene phosphate.

上記一般式(1)中のアルケニル基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ベンジル基が挙げられる。これらのアルケニル基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルケニル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であり、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルケニル基を有する一般式(1)で表される有機リン化合物としては、例えば、トリエテニルフォスフェート、トリス(1−プロペニル)フォスフェート、トリス(2−プロペニル)フォスフェート、トリス(1−ブテニル)フォスフェート、トリス(2−ブテニル)フォスフェート、トリス(3−ブテニル)フォスフェート、エテニルエチレンフォスフェート、2−プロペニルエチレンフォスフェート、2−ブテニルエチレンフォスフェート、3−ブテニルエチレンフォスフェートが挙げられる。   The alkenyl group in the general formula (1) is not particularly limited, and examples thereof include ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, and benzyl group. Can be mentioned. The hydrogen atom or carbon atom in these alkenyl groups may be substituted with a different element or a substituent, if necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, and ether groups. , Sulfide groups, carbonyl groups, and sulfonyl groups. The carbon number of the alkenyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and further preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (1) having the alkenyl group include triethenyl phosphate, tris (1-propenyl) phosphate, tris (2-propenyl) phosphate, and tris (1-butenyl). ) Phosphate, tris (2-butenyl) phosphate, tris (3-butenyl) phosphate, ethenylethylene phosphate, 2-propenylethylene phosphate, 2-butenylethylenephosphate, 3-butenylethylenephosphate Is mentioned.

上記一般式(1)中のアルキニル基としては、特に限定されないが、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基が挙げられる。これらのアルキニル基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルキニル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であり、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルキニルを有する一般式(1)で表される有機リン化合物としては、例えば、トリエチニルフォスフェート、トリス(1−プロピニル)フォスフェート、トリス(2−プロピニル)フォスフェート、トリス(1−ブチニル)フォスフェート、トリス(2−ブチニル)フォスフェート、トリス(3−ブチニル)フォスフェート、エチニルエチレンフォスフェート、2−プロピニルエチレンフォスフェート、2−ブチニルエチレンフォスフェート、3−ブチニルエチレンフォスフェートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkynyl group in the said General formula (1), For example, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a pentynyl group, a hexynyl group, a heptynyl group, an octynyl group, a nonynyl group, a decynyl group is mentioned, for example. The hydrogen atom or carbon atom in these alkynyl groups may be substituted with a different element or a substituent, if necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, and ether groups. , Sulfide groups, carbonyl groups, and sulfonyl groups. The carbon number of the alkynyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and further preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organophosphorus compound represented by the general formula (1) having alkynyl include triethynyl phosphate, tris (1-propynyl) phosphate, tris (2-propynyl) phosphate, and tris (1-butynyl). Examples include phosphate, tris (2-butynyl) phosphate, tris (3-butynyl) phosphate, ethynyl ethylene phosphate, 2-propynyl ethylene phosphate, 2-butynyl ethylene phosphate, 3-butynyl ethylene phosphate It is done.

上記一般式(1)中のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、ベンジル基などが挙げられる。これらのアリール基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アリール基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは6以上10以下であり、より好ましくは6以上8以下であり、さらに好ましくは6以上7以下である。上記アリール基を有する一般式(1)で表される有機リン化合物としては、例えば、トリフェニルフォスフェート、トリベンジルフォスフェートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an aryl group in the said General formula (1), For example, a phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, a benzyl group etc. are mentioned. A hydrogen atom or a carbon atom in these aryl groups may be substituted with a different element or substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, ether, and sulfide groups. , A carbonyl group, and a sulfonyl group. The number of carbon atoms of the aryl group is preferably 6 or more and 10 or less, more preferably 6 or more and 8 or less, and still more preferably 6 or more and 7 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (1) having an aryl group include triphenyl phosphate and tribenzyl phosphate.

、R、及びRは、サイクル特性向上の観点から、各々独立して、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上10以下のアリール基が好ましく、より好ましくは、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上8以下のアルケニル基、又は置換されていてもよい炭素数2以上8以下のアルキニル基であり、さらに好ましくは、炭素数2以上6以下のアルケニル基又は炭素数2以上6以下のアルキニル基である。このなかでも、合成の容易さの観点から、特に好ましくは、エテニル基、エチニル基、2−プロペニル基、2−プロピニル基、2−ブテニル基、2−ブチニル基、3−ブテニル基及び3−ブチニル基である。また、R、R、及びRのうち、少なくとも2つが結合して環構造を形成している場合でも、良好なサイクル特性向上効果及びガス発生抑制効果を得ることができる。 R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number from the viewpoint of improving cycle characteristics. An alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted is preferable, more preferably a hydrogen atom, An alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted, or an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted, more preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or carbon It is an alkynyl group having a number of 2 or more and 6 or less. Among these, from the viewpoint of ease of synthesis, ethenyl group, ethynyl group, 2-propenyl group, 2-propynyl group, 2-butenyl group, 2-butynyl group, 3-butenyl group and 3-butynyl are particularly preferable. It is a group. In addition, even when at least two of R 1 , R 2 , and R 3 are bonded to form a ring structure, a good cycle characteristic improving effect and gas generation suppressing effect can be obtained.

本実施形態の上記有機リン化合物としては、下記一般式(2)で表される有機リン化合物を用いることもできる。

Figure 2015133255
(上記一般式(2)中、Rは、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、結合して環構造を形成していてもよい) As the organophosphorus compound of the present embodiment, an organophosphorus compound represented by the following general formula (2) can also be used.
Figure 2015133255
(In the general formula (2), R 4 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 5 and Each R 6 independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, an optionally substituted alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an optionally substituted carbon; An alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted, and R 5 and R 6 may be bonded to form a ring structure)

本実施形態において、一般式(2)中、Rは、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、結合して環構造を形成していてもよい。このなかでも、R及びRとしては、ガス発生抑制の観点から、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基又は置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基が好ましい。 In this embodiment, in the general formula (2), R 4 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, an optionally substituted alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and substituted. An alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 5 and R 6 may be bonded to form a ring structure. . Among these, as R 5 and R 6 , from the viewpoint of suppressing gas generation, an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted or an alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted may be used. Is preferred.

上記一般式(2)中のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。これらのアルキル基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルキル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であり、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルキル基を有する一般式(2)で表される有機リン化合物としては、例えば、ビス(2−プロペニル)エチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)プロピルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ブチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネート、ビス(2−プロピニル)エチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)プロピルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ブチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ヘキシルホスホネートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkyl group in the said General formula (2), For example, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group is mentioned. A hydrogen atom or a carbon atom in these alkyl groups may be substituted with a different element or substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, and ether groups. , Sulfide groups, carbonyl groups, and sulfonyl groups. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and still more preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (2) having an alkyl group include bis (2-propenyl) ethylphosphonate, bis (2-propenyl) propylphosphonate, bis (2-propenyl) butylphosphonate, bis (2-propenyl) pentylphosphonate, bis (2-propenyl) hexylphosphonate, bis (2-propynyl) ethylphosphonate, bis (2-propynyl) propylphosphonate, bis (2-propynyl) butylphosphonate, bis (2-propynyl) Examples include pentyl phosphonate and bis (2-propynyl) hexyl phosphonate.

上記一般式(2)中のアリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、ベンジル基などが挙げられる。これらのアリール基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。また、上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アリール基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは6以上10以下であり、より好ましくは6以上8以下であり、さらに好ましくは6以上7以下である。上記アリール基を有する一般式(2)で表される有機リン化合物としては、例えば、ビス(2−プロペニル)フェニルホスホネート、ビス(2−プロピニル)フェニルホスホネートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an aryl group in the said General formula (2), For example, a phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, a benzyl group etc. are mentioned. A hydrogen atom or a carbon atom in these aryl groups may be substituted with a different element or substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyano, nitro, hydroxy, carboxy, sulfo, phosphono, ether, and sulfide groups. , A carbonyl group, and a sulfonyl group. The number of carbon atoms of the aryl group is preferably 6 or more and 10 or less, more preferably 6 or more and 8 or less, and still more preferably 6 or more and 7 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (2) having an aryl group include bis (2-propenyl) phenylphosphonate and bis (2-propynyl) phenylphosphonate.

上記一般式(2)中のアルケニル基としては、特に限定されないが、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ベンジル基が挙げられる。これらのアルケニル基中の水素原子又は炭素原子は、必要に応じて、異種元素や置換基によって置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルケニル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であり、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルケニル基を有する一般式(2)で表される有機リン化合物としては、例えば、ビス(2−プロペニル)エチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)プロピルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ブチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネート、ビス(2−プロペニル)フェニルホスホネートが挙げられる。   The alkenyl group in the general formula (2) is not particularly limited, and examples thereof include ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, and benzyl group. Can be mentioned. The hydrogen atom or carbon atom in these alkenyl groups may be substituted with a different element or a substituent, if necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. Examples of the substituent include, but are not limited to, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, cyano group, nitro group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group, phosphono group, ether group, sulfide. A group, a carbonyl group, and a sulfonyl group. The carbon number of the alkenyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and further preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (2) having an alkenyl group include bis (2-propenyl) ethylphosphonate, bis (2-propenyl) propylphosphonate, bis (2-propenyl) butylphosphonate, bis (2-propenyl) pentylphosphonate, bis (2-propenyl) hexylphosphonate, bis (2-propenyl) phenylphosphonate.

上記一般式(2)中のアルキニル基としては、特に限定されないが、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基が挙げられる。これらのアルキニル基には、必要に応じて、異種元素や置換基によって水素原子又は炭素原子が置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。上記アルキニル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは2以上10以下であって、より好ましくは2以上8以下であり、さらに好ましくは2以上6以下である。上記アルキニル基を有する一般式(2)で表される有機リン化合物としては、ビス(2−プロピニル)エチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)プロピルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ブチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−プロピニル)ヘキシルホスホネート、ビス(2−プロピニル)フェニルホスホネートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkynyl group in the said General formula (2), For example, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a pentynyl group, a hexynyl group, a heptynyl group, an octynyl group, a nonynyl group, a decynyl group is mentioned. In these alkynyl groups, a hydrogen atom or a carbon atom may be substituted with a different element or a substituent, if necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. Examples of the substituent include, but are not limited to, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, cyano group, nitro group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group, phosphono group, ether group, sulfide. A group, a carbonyl group, and a sulfonyl group. The number of carbon atoms of the alkynyl group is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 8 or less, and further preferably 2 or more and 6 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. Examples of the organic phosphorus compound represented by the general formula (2) having an alkynyl group include bis (2-propynyl) ethyl phosphonate, bis (2-propynyl) propyl phosphonate, bis (2-propynyl) butyl phosphonate, bis (2 -Propynyl) pentylphosphonate, bis (2-propynyl) hexylphosphonate, bis (2-propynyl) phenylphosphonate.

としては、サイクル特性向上の観点から、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルキル基又は炭素数6以上10以下のアリール基が好ましく、より好ましくは、置換されていてもよい炭素数1以上8以下のアルキル基又は置換されていてもよい炭素数6以上8以下のアリール基であり、さらに好ましくは、炭素数1以上6以下のアルキル基又は炭素数6以上7以下のアリール基である。 R 4 is preferably an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably substituted, from the viewpoint of improving cycle characteristics. An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 7 carbon atoms It is a group.

及びRとしては、サイクル特性向上の観点から、各々独立して、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上10以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上10以下のアリール基が好ましく、より好ましくは、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上8以下のアルケニル基、又は置換されていてもよい炭素数2以上8以下のアルキニル基であり、さらに好ましくは、炭素数2以上6以下のアルケニル基、又は炭素数2以上6以下のアルキニル基である。このなかでも、合成の容易さの観点から、特に好ましくは、エテニル基、エチニル基、2−プロペニル基、2−プロピニル基、2−ブテニル基、2−ブチニル基、3−ブテニル基及び3−ブチニル基である。 R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted carbon number of 2 to 10 from the viewpoint of improving cycle characteristics. The following alkenyl groups, optionally substituted alkynyl groups having 2 to 10 carbon atoms, or optionally substituted aryl groups having 6 to 10 carbon atoms are preferable, more preferably hydrogen atoms and substituted. An alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted, or an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms which may be substituted, more preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or 2 carbon atoms. The alkynyl group is 6 or less. Among these, from the viewpoint of ease of synthesis, ethenyl group, ethynyl group, 2-propenyl group, 2-propynyl group, 2-butenyl group, 2-butynyl group, 3-butenyl group and 3-butynyl are particularly preferable. It is a group.

本実施形態の有機リン化合物の含有量は、非水電解液の総量に対して、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上5質量%以下であって、さらに好ましくは0.1質量%以上4質量%以下であり、よりさらに好ましくは0.2質量%以上3質量%以下である。有機リン化合物の含有量が0.01質量%以上であることにより、サイクル特性向上効果及びガス発生抑制効果がより向上する傾向にある。また、有機リン化合物の含有量が10質量%以下であることにより、入出力特性がより向上する傾向にある。なお、非水電解液中における上記有機リン化合物の含有量は、非水電解液を31P−NMR、H−NMR、GC−MSなどの手法を用いて解析することで、容易に測定することができる。 The content of the organophosphorus compound of the present embodiment is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, with respect to the total amount of the nonaqueous electrolytic solution. More preferably, it is 0.1 mass% or more and 4 mass% or less, More preferably, it is 0.2 mass% or more and 3 mass% or less. When the content of the organic phosphorus compound is 0.01% by mass or more, the cycle characteristic improving effect and the gas generation suppressing effect tend to be further improved. Moreover, when the content of the organic phosphorus compound is 10% by mass or less, the input / output characteristics tend to be further improved. The content of the organophosphorus compound in the non-aqueous electrolyte is easily measured by analyzing the non-aqueous electrolyte using techniques such as 31 P-NMR, 1 H-NMR, and GC-MS. be able to.

〔LiPO
本実施形態の非水電解液は、LiPOを含有する。上記LiPOと上記有機リン化合物とを、それぞれ非水電解液の総量に対して、0.001質量%以上10質量%以下、0.01質量%以上10質量%以下の含有量で、非水電解液中に共存させることが、非水電解液のガス発生抑制効果をより高める観点から好ましい。本実施形態におけるLiPOの役割は、必ずしも明らかではない。すなわち、本実施形態の非水電解液が発揮する効果は、本段落で説明する作用ないし原理によるものに限定されないが、上記有機リン化合物が正極及び/又は負極に作用し、電解液分解を抑制する被膜を電極上に形成する。この際に、共存しているLiPOが被膜中に取り込まれることで、より強固な被膜へと成長し、ガス発生をより効果的に抑制しているものと考えられる。
[LiPO 2 F 2 ]
The non-aqueous electrolyte of this embodiment contains LiPO 2 F 2 . The LiPO 2 F 2 and the organophosphorus compound are each in a content of 0.001% by mass to 10% by mass and 0.01% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte, The coexistence in the non-aqueous electrolyte is preferable from the viewpoint of further enhancing the gas generation suppression effect of the non-aqueous electrolyte. The role of LiPO 2 F 2 in this embodiment is not always clear. That is, the effect exhibited by the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment is not limited to the effect or principle described in this paragraph, but the organophosphorus compound acts on the positive electrode and / or the negative electrode to suppress decomposition of the electrolytic solution. A coating is formed on the electrode. At this time, the coexisting LiPO 2 F 2 is taken into the film, so that it grows into a stronger film, and it is considered that gas generation is more effectively suppressed.

上記LiPOの含有量は、ガス発生抑制の観点から、非水電解液の総量に対して、0.001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上3質量%以下がさらに好ましい。また、非水電解液中におけるLiPOの含有量は、非水電解液を31P−NMR、19F−NMR、イオンクロマトグラフィーなどの手法を用いて解析することで、容易に測定することができる。 The content of the LiPO 2 F 2 is preferably 0.001% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.01% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte from the viewpoint of suppressing gas generation. Is more preferable, and 0.1 mass% or more and 3 mass% or less are still more preferable. The content of LiPO 2 F 2 in the non-aqueous electrolyte is easily measured by analyzing the non-aqueous electrolyte using a technique such as 31 P-NMR, 19 F-NMR, or ion chromatography. be able to.

〔非水溶媒〕
本実施形態の非水電解液は、非水溶媒を含有する。上記非水溶媒としては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、非プロトン性極性溶媒が好ましい。非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類;γーブチロラクトン及びγーバレロラクトンなどのラクトン類;スルホランなどのスルホン類;エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトンなどの亜硫酸エステル類;テトラヒドロフラン及びジオキサンなどの環状エーテル類;エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロビルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類;アセトニトリル及びプロピオニトリルなどのニトリル類;ジメチルエーテル及びジメトキシエタンなどの鎖状エーテル類;酢酸メチル及びプロピオン酸メチルなどの鎖状カルボン酸エステル類が挙げられる。これらは一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
[Nonaqueous solvent]
The nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment contains a nonaqueous solvent. The non-aqueous solvent is not particularly limited and various solvents can be used, but an aprotic polar solvent is preferable. The aprotic polar solvent is not particularly limited. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, fluoroethylene. Cyclic carbonates such as carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate; lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; sulfones such as sulfolane; sulfites such as ethylene sulfite and 1,3-propane sultone; tetrahydrofuran and Cyclic ethers such as dioxane; ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl iso Chain carbonates such as probil carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyl trifluoroethyl carbonate; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; chain ethers such as dimethyl ether and dimethoxyethane And chain carboxylic acid esters such as methyl acetate and methyl propionate. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

非水溶媒としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートを特定の比率で混合したカーボネート溶媒を用いることが好ましい。環状カーボネートと鎖状カーボネートを混合する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合比は、イオン伝導性の観点から、体積比で1:10〜5:1であることが好ましく、1:5〜3:1であることがより好ましく、1:3〜2:1であることがさらに好ましい。環状カーボネートとしては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネートが好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートがより好ましい。鎖状カーボネートとしては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、例えば、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが好ましい。   As the non-aqueous solvent, it is preferable to use a carbonate solvent obtained by mixing a cyclic carbonate and a chain carbonate at a specific ratio. When mixing the cyclic carbonate and the chain carbonate, the mixing ratio of the cyclic carbonate and the chain carbonate is preferably 1:10 to 5: 1 by volume from the viewpoint of ion conductivity, and is preferably 1: 5 to 3 : 1 is more preferable, and 1: 3 to 2: 1 is more preferable. Although it does not specifically limit as a cyclic carbonate and various things can be used, For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate are preferable, and ethylene carbonate and propylene carbonate are more preferable. The chain carbonate is not particularly limited, and various types can be used. For example, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate are preferable.

〔リチウム電解質〕
本実施形態の非水電解液は、リチウム電解質を含有する。リチウム電解質としては、特に限定されないが、例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiSbF、LiFSO、LiCFSO、LiN(SOF)、LiN(SOCF、LiN(SOCFCF、LiN(SOCF)(SOCFCF)、LiPO、LiPOF、LiPF(C、LiB(CF、LiB(CN)、Li(C)、LiB(C、LiBF(C)、LiAl(C、LiAlF(C)、LiP(C、LiPF(C、LiPF(C)を挙げることができる。これらの中でも、リチウム電解質としては、サイクル特性・入出力特性の両面を考慮して、LiPF、LiBF、LiN(SOF)、LiN(SOCF、LiN(SOCFCF、LiPOF、LiB(C、LiBF(C)、LiP(C、LiPF(C、LiPF(C)からなる群より選ばれる一種以上のリチウム電解質を用いることが好ましく、LiPF、LiBF、LiN(SOF)、LiN(SOCFからなる群より選ばれる1種以上のリチウム電解質を用いることがより好ましく、LiPFを用いることがさらに好ましい。
[Lithium electrolyte]
The non-aqueous electrolyte of this embodiment contains a lithium electrolyte. The lithium electrolyte is not particularly limited, for example, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiFSO 3, LiCF 3 SO 3, LiN (SO 2 F) 2, LiN (SO 2 CF 3) 2 , LiN (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 CF 2 CF 3 ), LiPO 2 F 2 , Li 2 PO 3 F, LiPF 3 (C 3 F 7 ) 3 , LiB (CF 3 ) 4 , LiB (CN) 4 , Li 2 (C 2 O 4 ), LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiAl (C 2 O 4 ) 2 , LiAlF 2 (C 2 O 4 ), LiP (C 2 O 4 ) 3 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , and LiPF 4 (C 2 O 4 ). Among these, as the lithium electrolyte, in consideration of both cycle characteristics and input / output characteristics, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 2 CF 3) 2, Li 2 PO 3 F, LiB (C 2 O 4) 2, LiBF 2 (C 2 O 4), LiP (C 2 O 4) 3, LiPF 2 (C 2 O 4) 2, LiPF It is preferable to use one or more lithium electrolytes selected from the group consisting of 4 (C 2 O 4 ), and from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2. It is more preferable to use one or more selected lithium electrolytes, and it is more preferable to use LiPF 6 .

上記リチウム電解質の含有量は、入出力特性の観点から、非水電解液の総量に対して3質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上25質量%以下がより好ましく、7質量%以上20質量%以下がさらに好ましい。   From the viewpoint of input / output characteristics, the content of the lithium electrolyte is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 7% by mass with respect to the total amount of the nonaqueous electrolytic solution. More preferably, the content is 20% by mass or less.

〔非水蓄電デバイス〕
本実施形態の非水電解液は、非水蓄電デバイス用電解液として好適に用いられる。ここで、非水蓄電デバイスとは、蓄電デバイス中の電解液として水溶液を用いない蓄電デバイスの総称であり、特に限定されないが、例えば、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウム二次電池、マグネシウムイオン二次電池、カルシウム二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウム二次電池、アルミニウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。上記の中でも、実用性の観点から、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタが好ましく、より好ましくはリチウムイオン二次電池である。
[Non-aqueous storage device]
The non-aqueous electrolyte of this embodiment is suitably used as an electrolyte for non-aqueous electricity storage devices. Here, the non-aqueous electricity storage device is a general term for an electricity storage device that does not use an aqueous solution as an electrolyte solution in the electricity storage device, and is not particularly limited. For example, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, a sodium secondary battery Sodium ion secondary battery, magnesium secondary battery, magnesium ion secondary battery, calcium secondary battery, calcium ion secondary battery, aluminum secondary battery, aluminum ion secondary battery, lithium ion capacitor, electric double layer capacitor, etc. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of practicality, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, and a lithium ion capacitor are preferable, and a lithium ion secondary battery is more preferable.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、本実施形態の非水電解液とを備え、満充電時の上記正極の電位がリチウム基準4.4V以上5.0V以下である。ここで、「満充電時の正極の電位」とは、充電電圧に満充電時の負極の電位を加えた値を指す。例えば、満充電時の電位がリチウム基準で約0.05Vになる黒鉛を負極活物質として単独で用いる場合、正極と黒鉛負極からなる電池を充電電圧4.35Vで満充電すると、正極の電位はリチウム基準で約4.4Vとなる。満充電時の正極の電位は、三極式セルを用いて容易に特定することができる。具体的には、満充電状態の正極を作用極、リチウム金属を参照極、満充電状態の負極を対極とする構成の三極式セルを作製した場合、作用極と参照極の電位差が「満充電時の正極の電位」となる。   The lithium ion secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and the non-aqueous electrolyte of the present embodiment, and the potential of the positive electrode when fully charged is not less than 4.4 V and not more than 5.0 V based on lithium. . Here, the “positive electrode potential at full charge” refers to a value obtained by adding the negative electrode potential at full charge to the charge voltage. For example, when graphite having a fully charged potential of about 0.05 V with respect to lithium is used alone as the negative electrode active material, when a battery comprising a positive electrode and a graphite negative electrode is fully charged at a charging voltage of 4.35 V, the potential of the positive electrode is It becomes about 4.4V on the basis of lithium. The potential of the positive electrode when fully charged can be easily specified using a triode cell. Specifically, when a three-electrode cell having a fully charged positive electrode as a working electrode, lithium metal as a reference electrode, and a fully charged negative electrode as a counter electrode is produced, the potential difference between the working electrode and the reference electrode is “full”. The potential of the positive electrode during charging ”.

本実施形態において、満充電時の正極の電位としてリチウム基準4.4V以上の十分高い水準を確保する観点から、正極は、リチウム基準4.4V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質を単独で、又は二種以上を組み合わせて含有することが好ましい。   In the present embodiment, from the viewpoint of ensuring a sufficiently high level of the lithium standard of 4.4 V or higher as the potential of the positive electrode at the time of full charge, the positive electrode is a positive electrode active that absorbs and releases lithium ions at a potential of the lithium standard of 4.4 V or higher. It is preferable to contain a substance alone or in combination of two or more.

リチウム基準4.4V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質としては、特に限定されないが、正極活物質の構造安定性の観点から、好ましくは、一般式LiNiCoMa1−x−y〔Maは、Mn及びAlからなる群より選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕で示される層状酸化物正極活物質;一般式LiMn2−xMb〔Mbは遷移金属からなる群より選ばれる一種以上を表し、0.2≦x≦0.7である。〕で示されるスピネル型酸化物正極活物質;LiMcOとLiMdO〔Mc及びMdは、別個独立に遷移金属からなる群より選ばれる一種以上を表す。〕との複合酸化物であって、一般式zLiMcO−(1−z)LiMdO〔0.05≦z≦0.95である。〕で示されるLi過剰層状酸化物正極活物質;LiMe1−xFePO〔MeはMn及びCoからなる群より選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1である。〕で示されるオリビン型正極活物質;及びLiMfPOF〔Mfは遷移金属からなる群より選ばれる一種以上を示す。〕からなる群より選ばれる一種以上の正極活物質などが挙げられる。 The positive electrode active material that occludes and releases lithium ions at a potential of 4.4 V or higher with respect to lithium is not particularly limited. However, from the viewpoint of the structural stability of the positive electrode active material, the general formula LiNi x Co y Ma 1- x-y O 2 [Ma represents one or more selected from the group consisting of Mn and Al, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and x + y ≦ 1. A layered oxide positive electrode active material represented by the general formula: LiMn 2−x Mb x O 4 [Mb represents one or more selected from the group consisting of transition metals, and 0.2 ≦ x ≦ 0.7. Spinel oxide positive electrode active material represented by]; Li 2 MCO 3 and LiMdO 2 [Mc and Md represents one or more members selected from the group consisting of independently transition metal. And a general formula zLi 2 McO 3- (1-z) LiMdO 2 [0.05 ≦ z ≦ 0.95. Li-excess layered oxide positive electrode active material represented by: LiMe 1-x Fe x PO 4 [Me represents one or more selected from the group consisting of Mn and Co, and 0 ≦ x ≦ 1. And Li 2 MfPO 4 F [Mf represents one or more selected from the group consisting of transition metals. And one or more positive electrode active materials selected from the group consisting of:

一般式LiNiCoMa1−x−y〔Maは、Mn及びAlからなる群より選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕で示される層状酸化物正極活物質としては、構造安定性の観点から、LiNiCoMn1−x−y〔0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕又はLiNiCoAl1−x−y〔0.7≦x≦1であって、0≦y≦0.3であり、x+y≦1である。〕で示される組成を有することが好ましい。より好ましい組成としては、LiCoO、LiNiCoMn1−x−y〔0.3≦x≦1であって、0≦y≦0.4であり、x+y≦1である。〕、LiNi0.85Co0.1Al0.05を挙げることができる。 General formula LiNi x Co y Ma 1-xy O 2 [Ma represents one or more selected from the group consisting of Mn and Al, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and x + y ≦ 1. As the layered oxide positive electrode active material represented by the following formula, LiNi x Co y Mn 1-xy O 2 [0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1 from the viewpoint of structural stability, x + y ≦ 1. ] Or LiNi x Co y Al 1-xy O 2 [0.7 ≦ x ≦ 1, where 0 ≦ y ≦ 0.3, and x + y ≦ 1. It is preferable to have a composition represented by More preferable compositions are LiCoO 2 , LiNi x Co y Mn 1-xy O 2 [0.3 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 0.4, and x + y ≦ 1. And LiNi 0.85 Co 0.1 Al 0.05 O 2 .

リチウムイオン二次電池を構成するための正極は、上記の正極活物質に、アセチレンブラックなどの導電助剤や、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を適量加えて、正極合剤を調製し、これをアルミニウム箔などの集電材料に塗布乾燥後に加圧することで、集電材料上に正極合剤層を固着させて作製される。ただし、正極の作製方法は、上記例示のもののみに限定されない。   A positive electrode for constituting a lithium ion secondary battery was prepared by adding an appropriate amount of a conductive additive such as acetylene black and a binder such as polyvinylidene fluoride to the above positive electrode active material, and preparing a positive electrode mixture. Is applied to a current collecting material such as an aluminum foil and then pressed, and then the positive electrode mixture layer is fixed onto the current collecting material. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the above-described examples.

本実施形態において、リチウムイオン二次電池を構成するための負極に用いることができる負極活物質としては、リチウムやリチウムイオンの吸蔵、放出が可能な化合物を使用することができる。上記負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、Al、Si、Snなどの合金化合物、CuO、CoOなどの金属酸化物、チタン酸リチウムなどのリチウム含有化合物、及び炭素材料などを用いることができる。   In this embodiment, as a negative electrode active material that can be used for a negative electrode for constituting a lithium ion secondary battery, lithium or a compound capable of occluding and releasing lithium ions can be used. The negative electrode active material is not particularly limited. For example, an alloy compound such as Al, Si, or Sn, a metal oxide such as CuO or CoO, a lithium-containing compound such as lithium titanate, or a carbon material may be used. it can.

本実施形態のリチウムイオン二次電池における負極活物質としては、電池のエネルギー密度向上の観点から、低電位でのリチウムイオンの吸蔵、放出が可能である炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、特に限定されないが、例えば、ハードカーボン、ソフトカーボン、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、有機天然物の焼成体、炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、カーボンブラックが挙げられる。上記コークスとしては、特に限定されないが、例えば、ピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークスが挙げられる。また、有機高分子化合物の焼成体とは、フェノール樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものを指し、有機天然物の焼成体とは、コーヒー殻などの天然由来材料を適当な温度で焼成して炭素化したものを指す。   As the negative electrode active material in the lithium ion secondary battery of the present embodiment, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions at a low potential is preferable from the viewpoint of improving the energy density of the battery. Such a carbon material is not particularly limited. For example, hard carbon, soft carbon, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, a fired body of an organic polymer compound, firing of an organic natural product Body, carbon fiber, mesocarbon microbeads, carbon black. Although it does not specifically limit as said coke, For example, pitch coke, needle coke, and petroleum coke are mentioned. In addition, a fired body of an organic polymer compound refers to a carbon material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin at an appropriate temperature, and a fired body of an organic natural product refers to a naturally derived material such as coffee husk. Refers to carbonized by firing at an appropriate temperature.

負極活物質に炭素材料を用いる場合、該炭素材料の(002)面の層間距離d002は好ましくは0.37nm以下であり、より好ましくは0.35nm以下であり、さらに好ましくは0.34nm以下である。d002の下限値は特に限定されないが、理論的には約0.335nmである。   When a carbon material is used for the negative electrode active material, the interlayer distance d002 of the (002) plane of the carbon material is preferably 0.37 nm or less, more preferably 0.35 nm or less, and further preferably 0.34 nm or less. is there. The lower limit of d002 is not particularly limited, but is theoretically about 0.335 nm.

また、炭素材料のc軸方向の結晶子の大きさは、好ましくは3nm以上であり、より好ましくは8nm以上であり、さらに好ましくは25nm以上である。結晶子の上限は、特に限定されないが、通例200nm程度である。そして、炭素材料の平均粒径は、好ましくは3μm以上15μm以下であり、より好ましくは5μm以上13μm以下である。また、その純度は、99.9%以上であることが好ましい。   Further, the size of the crystallite in the c-axis direction of the carbon material is preferably 3 nm or more, more preferably 8 nm or more, and further preferably 25 nm or more. The upper limit of the crystallite is not particularly limited, but is usually about 200 nm. And the average particle diameter of a carbon material becomes like this. Preferably they are 3 micrometers or more and 15 micrometers or less, More preferably, they are 5 micrometers or more and 13 micrometers or less. Moreover, it is preferable that the purity is 99.9% or more.

リチウムイオン二次電池を構成するための負極は、上記の負極活物質に、カルボキシメチルセルロースなどの増粘剤や、スチレンブタジエンゴムなどの結着剤を適量加えて、負極合剤を調製し、これを銅箔などの集電材料に塗布乾燥後に加圧することで、集電材料上に負極合剤層を固着させて作製することができる。ただし、負極の作製方法は、上記例示のもののみに限定されない。   A negative electrode for constituting a lithium ion secondary battery was prepared by adding an appropriate amount of a thickener such as carboxymethyl cellulose and a binder such as styrene butadiene rubber to the above negative electrode active material, and preparing a negative electrode mixture. Is applied to a current collecting material such as a copper foil and then pressed, and then the negative electrode mixture layer can be fixed on the current collecting material. However, the method for manufacturing the negative electrode is not limited to the above-described examples.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正負極の短絡防止などの安全性付与の観点から、正極と負極の間にセパレータを備えることが好ましい。上記セパレータとしては、特に限定されず、従来公知のリチウムイオン二次電池で採用されている各種セパレータを用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル系樹脂;ポリアラミドなどのポリアミド樹脂に代表される樹脂類を成形した微多孔膜又は不織布などが好適に用いられる。安全性付与の観点から、セパレータの厚みは、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上である。ただし、セパレータが必要以上に厚い場合、電池の入出力特性が低下するため、セパレータの厚みは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは20μm以下である。   The lithium ion secondary battery of this embodiment preferably includes a separator between the positive electrode and the negative electrode from the viewpoint of providing safety such as prevention of short circuit between the positive and negative electrodes. The separator is not particularly limited, and various separators employed in conventionally known lithium ion secondary batteries can be used. For example, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene; a polyester resin such as polyethylene terephthalate; a microporous film or a nonwoven fabric formed by molding a resin represented by a polyamide resin such as polyaramid is preferably used. From the viewpoint of imparting safety, the thickness of the separator is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. However, when the separator is thicker than necessary, the input / output characteristics of the battery are deteriorated. Therefore, the thickness of the separator is preferably 30 μm or less, and more preferably 20 μm or less.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、例えば、上述の正極と負極とを、セパレータを介して重ね合わせて、必要に応じて巻回して、積層電極体又は巻回電極体とした後、これを外装体に装填し、正負極と外装体の正負極端子とをリード体などを介して接続し、さらに上記本実施形態の非水電解液を外装体内に注入した後に外装体を封止して作製することができる。上記電池の外装体としては、特に限定されないが、金属製の缶容器や、金属箔ラミネートフィルムからなるラミネート容器などを好適に用いることができる。なお、リチウムイオン二次電池の形状としては、特に限定されず、一例を挙げると、円筒形、角型、コイン型、扁平形、シート状などの形状が採用される。   The lithium ion secondary battery of the present embodiment includes, for example, the above-described positive electrode and negative electrode that are overlapped via a separator and wound as necessary to obtain a laminated electrode body or a wound electrode body. Is attached to the exterior body, the positive and negative electrodes and the positive and negative terminals of the exterior body are connected via a lead body, and the nonaqueous electrolyte of the present embodiment is injected into the exterior body, and then the exterior body is sealed. Can be produced. Although it does not specifically limit as an exterior body of the said battery, The laminated container etc. which consist of metal can containers, a metal foil laminated film, etc. can be used conveniently. The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited. For example, a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a flat shape, a sheet shape, or the like is adopted.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、実用上の耐久性にも優れることから、携帯電話などのモバイル電子機器用電源としてのみならず、様々な機器の電源として幅広く利用することができる。   The lithium ion secondary battery of this embodiment has high energy density and excellent practical durability, so it is widely used not only as a power source for mobile electronic devices such as mobile phones but also as a power source for various devices. be able to.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.

〔有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーの評価〕
表1に示す各種有機リン化合物について、最高被占軌道エネルギーの計算を、市販の下記ソフトウェアを用いて下記条件にて行った。
ソフトフェア:Gaussian社 Gaussian09
計算手法 :密度汎関数法(B3LYP)
基底関数 :6−31G+(d,p)
なお、エネルギー値の最適化は、自己無頓着場計算によって行った。計算結果を表1に示す。
[Evaluation of the highest occupied orbital energy of organophosphorus compounds]
For the various organophosphorus compounds shown in Table 1, the maximum occupied orbit energy was calculated under the following conditions using the following commercially available software.
Software Fair: Gaussian Gaussian 09
Calculation method: Density functional theory (B3LYP)
Basis function: 6-31G + (d, p)
The energy value was optimized by self-sufficient landing field calculation. The calculation results are shown in Table 1.

Figure 2015133255
Figure 2015133255

表1より、トリメチルフォスフェートのような短鎖のリン酸エステル化合物、或いは2,2,2−トリフルオロエチレンフォスフェートのような多フッ素化リン酸エステル化合物と比較して、一般式(1)又は一般式(2)で表される有機リン化合物の最高被占軌道エネルギーは、いずれも高くなり、電極上での反応性に富む傾向にあることが分かった。   From Table 1, the general formula (1) is compared with a short-chain phosphate compound such as trimethyl phosphate or a polyfluorinated phosphate compound such as 2,2,2-trifluoroethylene phosphate. Alternatively, it was found that the highest occupied orbital energy of the organophosphorus compound represented by the general formula (2) is high and tends to be rich in reactivity on the electrode.

[実施例1]
1.正極の製造
正極活物質としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3(日本化学工業社製)と、導電助剤としてアセチレンブラックの粉末(電気化学工業社製)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン溶液(クレハ社製)とを、90:6:4の固形分質量比で混合し、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを固形分40質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して正極とした。
[Example 1]
1. Production of positive electrode LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a positive electrode active material, acetylene black powder (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive additive, and polyfluoride as a binder A vinylidene chloride solution (manufactured by Kureha Co., Ltd.) is mixed at a solid content mass ratio of 90: 6: 4, and N-methyl-2-pyrrolidone is added as a dispersion solvent to a solid content of 40% by mass and further mixed. Thus, a slurry solution was prepared. This slurry-like solution was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press to obtain a positive electrode.

2.負極の製造
負極活物質としてグラファイト粉末(大阪ガスケミカル社製)及びグラファイト粉末(TIMCAL社製)と、バインダーとしてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース水溶液を、90:10:1.5:1.8の固形分質量比で混合し、分散溶媒として水を固形分45質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ18μmの銅箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して負極とした。
2. Manufacture of negative electrode Graphite powder (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) and graphite powder (manufactured by TIMCAL) as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose aqueous solution as a binder, 90: 10: 1.5: 1.8 solid The mixture was mixed at a partial mass ratio, water was added as a dispersion solvent so as to have a solid content of 45% by mass, and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of a copper foil having a thickness of 18 μm, and after removing the solvent by drying, it was rolled with a roll press to obtain a negative electrode.

3.非水電解液の調製
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、トリプロピルフォスフェート(和光純薬工業社製)を0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、LiPOを0.2質量%と、を添加・混合して非水電解液とした。
3. Preparation of non-aqueous electrolyte solution To a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed at a volume ratio of 1: 2, tripropyl phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is 0.3% by mass. Then, 12.1% by mass of LiPF 6 and 0.2% by mass of LiPO 2 F 2 were added and mixed to obtain a non-aqueous electrolyte.

4.試験用電池の作製
上述のようにして作製した正極と負極とを、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ(膜厚25μm、空孔率50%、孔径0.1μm〜1μm)の両側に重ね合わせた積層体を、アルミニウム箔(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正負極の端子を突設させながら挿入した後、上述のようにして調製した非水電解液を袋内に注入し、真空封止を行って、シート状リチウムイオン二次電池を作製した。
4). Production of test battery The positive electrode and the negative electrode produced as described above were superimposed on both sides of a separator made of a microporous membrane made of polypropylene (film thickness 25 μm, porosity 50%, pore diameter 0.1 μm to 1 μm). The laminated body was inserted into a bag made of a laminate film in which both surfaces of an aluminum foil (thickness: 40 μm) were coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then prepared as described above. The liquid was poured into the bag and vacuum sealed to produce a sheet-like lithium ion secondary battery.

5.試験用電池の評価
5−1:初充放電
得られたシート状電池を、25℃の環境下、0.05Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で2時間充電し、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを3サイクル繰り返した。なお、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、0.05Cとはその1/20の電流値を表す。
5. Evaluation of Test Battery 5-1: Initial Charging / Discharging After charging the obtained sheet-like battery at a constant current of 0.05 C until reaching a voltage of 4.35 V in an environment of 25 ° C., a constant voltage of 4.35 V The battery was charged for 2 hours at a constant current of 0.2 C and discharged to 3.0 V. This was repeated for 3 cycles. Note that 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.05C represents a current value of 1/20.

5−2:サイクル試験
初充放電後の電池を、50℃の環境下、1Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で1時間充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。上記一連の充放電を1サイクルとして、これを100サイクル実施し、100サイクル後容量維持率を測定した。その結果、100サイクル後容量維持率は89%と高かった。なお、100サイクル後容量維持率は、以下の式で求めた。
100サイクル後容量維持率(%)=(100サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
5-2: Cycle test The battery after initial charge / discharge is charged at a constant current of 1C until reaching a voltage of 4.35V under an environment of 50 ° C, and then charged at a constant voltage of 4.35V for 1 hour. The battery was discharged at a constant current to 3.0V. The above series of charging / discharging was made into 1 cycle, this was implemented 100 cycles, and the capacity | capacitance maintenance factor was measured after 100 cycles. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 89%. The capacity retention rate after 100 cycles was determined by the following formula.
Capacity maintenance rate after 100 cycles (%) = (discharge capacity at the 100th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100

5−3:ガス発生試験
初充放電後の電池を、水浴中に浸して体積を測定した後、50℃の環境下、1Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で一週間連続充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。
電池を室温まで冷却させた後、水浴中に浸して体積を測定し、連続充電前後の電池の体積変化から、連続充電後発生ガス量を求めた。その結果、連続充電後発生ガス量は0.30mLと少なかった。
5-3: Gas generation test The battery after initial charge / discharge was immersed in a water bath and the volume was measured. After charging, the battery was charged at a constant current of 1 C until reaching a voltage of 4.35 V in an environment of 50 ° C. The battery was continuously charged at a constant voltage of 35V for one week and discharged to 3.0V at a constant current of 1C.
After the battery was cooled to room temperature, it was immersed in a water bath to measure the volume, and the amount of gas generated after continuous charging was determined from the volume change of the battery before and after continuous charging. As a result, the amount of gas generated after continuous charging was as low as 0.30 mL.

[実施例2]
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、トリス(2−プロペニル)フォスフェート(東京化成工業社製)を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は91%と高く、連続充電後発生ガス量は0.15mLと少なかった。
[Example 2]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that tris (2-propenyl) phosphate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of tripropyl phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. And the above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.15 mL.

[実施例3]
1.ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、2−プロペン−1−オール(東京化成工業社製)1.20g、トリエチルアミン(和光純薬工業社製)2.3g、テトラヒドロフラン(和光純薬工業社製)50mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートからヘキシルホスホン酸ジクロリド(Aldrich社製)2.0gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネート1.99g(収率83%)を得た。
[Example 3]
1. Synthesis of bis (2-propenyl) hexyl phosphonate Under a nitrogen atmosphere, 1.20 g of 2-propen-1-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and triethylamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed in a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel. 2.3 g) and 50 mL of tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, and 2.0 g of hexylphosphonic dichloride (manufactured by Aldrich) was added dropwise from a dropping funnel while cooling the flask with ice. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours while stirring with ice and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 1.99 g (yield 83%) of bis (2-propenyl) hexylphosphonate.

得られた生成物は、H−NMR(JNM−GSX400G、日本電子株式会社製)によって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
0.89ppm(3H,t)
1.29ppm(6H,m)
1.65ppm(2H,quin)
1.85ppm(2H,td)
4.45ppm(4H,m)
5.33ppm(2H,m)
5.46ppm(2H,dd)
6.21ppm(2H,m)
The obtained product was identified by 1 H-NMR (JNM-GSX400G, manufactured by JEOL Ltd.). Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
0.89ppm (3H, t)
1.29 ppm (6H, m)
1.65 ppm (2H, quin)
1.85 ppm (2H, td)
4.45 ppm (4H, m)
5.33 ppm (2H, m)
5.46 ppm (2H, dd)
6.21 ppm (2H, m)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られたビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は89%と高く、連続充電後発生ガス量は0.17mLと少なかった。
2. Preparation of Non-Aqueous Electrolyte Example 1 except that bis (2-propenyl) hexylphosphonate obtained as described above was used instead of tripropyl phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. In the same manner as above, a sheet-like battery was produced, and the cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.17 mL.

[実施例4]
1.トリス(2−プロピニル)フォスフェートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、2−プロピン−1−オール(東京化成工業社製)1.16g、トリエチルアミン2.3g、テトラヒドロフラン50mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートからオキシ塩化リン(和光純薬工業社製)1.51gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、トリス(2−プロピニル)フォスフェート1.78g(収率85%)を得た。
[Example 4]
1. Synthesis of tris (2-propynyl) phosphate In a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel under a nitrogen atmosphere, 1.16 g of 2-propin-1-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 2.3 g of triethylamine, 50 mL of tetrahydrofuran Then, 1.51 g of phosphorus oxychloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dropped from the dropping funnel while cooling the flask with ice. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours while stirring with ice and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 1.78 g of tris (2-propynyl) phosphate (yield 85%).

得られた生成物は、H−NMRによって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
2.62ppm(3H,t)
4.72ppm(6H,dd)
The obtained product was identified by 1 H-NMR. Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
2.62 ppm (3H, t)
4.72 ppm (6H, dd)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られたトリス(2−プロピニル)フォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は92%と高く、連続充電後発生ガス量は0.14mLと少なかった。
2. Preparation of non-aqueous electrolyte Example 1 except that tris (2-propynyl) phosphate obtained as described above was used in place of tripropyl phosphate in preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. In the same manner as above, a sheet-like battery was produced, and the cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 92%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.14 mL.

[実施例5]
1.ビス(2−プロピニル)ヘキシルホスホネートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、2−プロピン−1−オール1.16g、トリエチルアミン2.3g、テトラヒドロフラン50mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートからヘキシルホスホン酸ジクロリド(Aldrich社製)2.0gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、ビス(2−プロピニル)ヘキシルホスホネート1.98g(収率83%)を得た。
[Example 5]
1. Synthesis of bis (2-propynyl) hexylphosphonate Under a nitrogen atmosphere, 1.16 g of 2-propyn-1-ol, 2.3 g of triethylamine, and 50 mL of tetrahydrofuran were added to a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel, and the flask was iced. While cooling, 2.0 g of hexylphosphonic dichloride (manufactured by Aldrich) was dropped from the dropping funnel. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours with ice cooling and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 1.98 g of bis (2-propynyl) hexylphosphonate (yield 83%).

得られた生成物は、H−NMRによって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
0.89ppm(3H,t)
1.29ppm(6H,m)
1.65ppm(2H,quin)
1.85ppm(2H,td)
2.57ppm(2H,t)
4.68ppm(4H,dd)
The obtained product was identified by 1 H-NMR. Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
0.89ppm (3H, t)
1.29 ppm (6H, m)
1.65 ppm (2H, quin)
1.85 ppm (2H, td)
2.57 ppm (2H, t)
4.68 ppm (4H, dd)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られたビス(2−プロピニル)ヘキシルホスホネートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は91%と高く、連続充電後発生ガス量は0.16mLと少なかった。
2. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution Example 1 except that in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, bis (2-propynyl) hexylphosphonate obtained as described above was used instead of tripropyl phosphate. In the same manner as above, a sheet-like battery was produced, and the cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例6]
1.ビス(2−プロピニル)フェニルホスホネートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、2−プロピン−1−オール1.20g、トリエチルアミン2.3g、テトラヒドロフラン50mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートからフェニルホスホン酸ジクロリド(Aldrich社製)2.0gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、ビス(2−プロピニル)フェニルホスホネート2.02g(収率85%)を得た。
[Example 6]
1. Synthesis of bis (2-propynyl) phenylphosphonate Under a nitrogen atmosphere, a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel was charged with 1.20 g of 2-propyn-1-ol, 2.3 g of triethylamine, and 50 mL of tetrahydrofuran, and the flask was iced. While cooling, 2.0 g of phenylphosphonic dichloride (manufactured by Aldrich) was dropped from the dropping funnel. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours while stirring with ice and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 2.02 g (yield 85%) of bis (2-propynyl) phenylphosphonate.

得られた生成物は、H−NMRによって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
2.54ppm(2H,t)
4.74ppm(4H,dd)
7.49ppm(2H,t)
7.58ppm(1H,t)
7.84ppm(2H,dd)
The obtained product was identified by 1 H-NMR. Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
2.54 ppm (2H, t)
4.74 ppm (4H, dd)
7.49 ppm (2H, t)
7.58 ppm (1H, t)
7.84 ppm (2H, dd)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られたビス(2−プロピニル)フェニルホスホネートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は88%と高く、連続充電後発生ガス量は0.18mLと少なかった。
2. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution Example 1 except that bis (2-propynyl) phenylphosphonate obtained as described above was used in place of tripropyl phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. In the same manner as above, a sheet-like battery was produced, and the cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 88%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.18 mL.

[実施例7]
1.オクチルエチレンフォスフェートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、1−オクタノール(和光純薬工業社製)2.86g、トリエチルアミン2.63g、テトラヒドロフラン80mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートから2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン(東京化成工業社製)2.84gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、オクチルエチレンフォスフェート1.67g(収率36%)を得た。
[Example 7]
1. Synthesis of Octylethylene Phosphate 2.100 g of 1-octanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2.63 g of triethylamine, and 80 mL of tetrahydrofuran were put into a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel under a nitrogen atmosphere, and the flask was iced. While cooling, 2.84 g of 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dropped from the dropping funnel. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours while stirring with ice and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 1.67 g (yield 36%) of octylethylene phosphate.

得られた生成物は、H−NMRによって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
0.92ppm(3H,t)
1.31ppm(12H,m)
1.72ppm(2H,td)
4.28ppm(4H,m)
The obtained product was identified by 1 H-NMR. Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
0.92 ppm (3H, t)
1.31 ppm (12H, m)
1.72 ppm (2H, td)
4.28 ppm (4H, m)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られたオクチルエチレンフォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は89%と高く、連続充電後発生ガス量は0.23mLと少なかった。
2. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that octylethylene phosphate obtained as described above was used instead of tripropyl phosphate. A sheet battery was prepared, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.23 mL.

[実施例8]
1.3−ブチニルエチレンフォスフェートの合成
窒素雰囲気下、滴下ロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、3−ブチン−1−オール(東京化成工業社製)1.54g、トリエチルアミン2.90g、テトラヒドロフラン50mLを投入し、フラスコを氷冷しながら滴下ロートから2−クロロ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン2.84gを滴下した。滴下後、氷冷しながら2時間、室温に戻して12時間撹拌し、反応溶液を濾過して、濾液を減圧留去した。残った溶液を減圧蒸留することで、3−ブチニルエチレンフォスフェート2.43g(収率69%)を得た。
[Example 8]
1. Synthesis of 3-butynylethylene phosphate In a 100 mL eggplant flask equipped with a dropping funnel in a nitrogen atmosphere, 1.54 g of 3-butyn-1-ol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 2.90 g of triethylamine, tetrahydrofuran 50 mL was added, and 2.84 g of 2-chloro-2-oxo-1,3,2-dioxaphospholane was added dropwise from a dropping funnel while cooling the flask with ice. After the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature for 2 hours while stirring with ice and stirred for 12 hours, the reaction solution was filtered, and the filtrate was distilled off under reduced pressure. The remaining solution was distilled under reduced pressure to obtain 2.43 g (yield 69%) of 3-butynylethylene phosphate.

得られた生成物は、H−NMRによって同定した。測定溶媒には重クロロホルムを用いて、基準物質にはテトラメチルシランを0ppmとして用いた。
生成物のケミカルシフトを以下に示す。
2.08ppm(1H,t)
2.62ppm(2H,q)
4.18ppm(2H,td)
4.30ppm(4H,m)
The obtained product was identified by 1 H-NMR. Deuterated chloroform was used as the measurement solvent, and tetramethylsilane was used as 0 ppm as the reference substance.
The chemical shift of the product is shown below.
2.08ppm (1H, t)
2.62 ppm (2H, q)
4.18 ppm (2H, td)
4.30ppm (4H, m)

2.非水電解液の調製
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェートの代わりに、上述のようにして得られた3−ブチニルエチレンフォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は90%と高く、連続充電後発生ガス量は0.17mLと少なかった。
2. Preparation of Nonaqueous Electrolytic Solution In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, Example 1 was used except that 3-butynylethylene phosphate obtained as described above was used instead of tripropyl phosphate. Similarly, a sheet battery was prepared, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.17 mL.

[実施例9]
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェート0.3質量%の代わりに、トリス(2−プロペニル)フォスフェート1質量%を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は90%と高く、連続充電後発生ガス量は0.14mLと少なかった。
[Example 9]
In the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1, a sheet shape was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1% by mass of tris (2-propenyl) phosphate was used instead of 0.3% by mass of tripropyl phosphate. A battery was prepared, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.14 mL.

[実施例10]
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェート0.3質量%の代わりに、トリス(2−プロペニル)フォスフェート3質量%を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は84%と高く、連続充電後発生ガス量は0.12mLと少なかった。
[Example 10]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet shape was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3% by mass of tris (2-propenyl) phosphate was used instead of 0.3% by mass of tripropyl phosphate. A battery was prepared, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 84%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.12 mL.

[実施例11]
実施例2の非水電解液の調製において、LiPOの添加量を0.2質量%から0.1質量%に変更した以外、実施例2と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は90%と高く、連続充電後発生ガス量は0.17mLと少なかった。
[Example 11]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 2, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 2, except that the amount of LiPO 2 F 2 added was changed from 0.2% by mass to 0.1% by mass. The cycle test and gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of gas generated after continuous charging was as small as 0.17 mL.

[実施例12]
実施例2の非水電解液の調製において、LiPOの添加量を0.2質量%から0.5質量%に変更した以外、実施例2と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は85%と高く、連続充電後発生ガス量は0.20mLと少なかった。
[Example 12]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 2, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 2, except that the amount of LiPO 2 F 2 added was changed from 0.2% by mass to 0.5% by mass. The cycle test and gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 85%, and the amount of gas generated after continuous charging was as low as 0.20 mL.

[実施例13]
実施例1の非水電解液の調製において、LiPF12.1質量%の代わりに、LiBF7.5質量%を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は89%と高く、連続充電後発生ガス量は0.28mLと少なかった。
[Example 13]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that LiBF 4 7.5% by mass was used instead of LiPF 6 12.1% by mass. A cycle test and a gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of gas generated after continuous charging was as low as 0.28 mL.

[比較例1]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は76%と低く、連続充電後発生ガス量は0.54mLと多かった。
[Comparative Example 1]
12.1% by mass of LiPF 6 was added to a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 2 to obtain a nonaqueous electrolytic solution. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as low as 76%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.54 mL.

[比較例2]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiPOを0.2質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は85%と低く、連続充電後発生ガス量は0.48mLと多かった。
[Comparative Example 2]
To a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 was added at 12.1% by mass and LiPO 2 F 2 was added at 0.2% by mass. A water electrolyte was used. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and a cycle test and a gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as low as 85%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.48 mL.

[比較例3]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、トリス(2−プロペニル)フォスフェートを5質量%と、LiPFを12.1質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は68%と非常に低く、連続充電後発生ガス量は0.37mLと多かった。
[Comparative Example 3]
5% by mass of tris (2-propenyl) phosphate and 12.1% by mass of LiPF 6 were added to a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2. Thus, a non-aqueous electrolyte was obtained. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as very low as 68%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.37 mL.

[比較例4]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、トリス(2−プロピニル)フォスフェートを0.3質量%と、LiPFを12.1質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は86%と低く、連続充電後発生ガス量は0.21mLと多かった。
[Comparative Example 4]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, tris (2-propynyl) phosphate was 0.3% by mass, and LiPF 6 was 12.1% by mass. A non-aqueous electrolyte was added. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as low as 86%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.21 mL.

[比較例5]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、トリメチルフォスフェート(和光純薬工業社製)を0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、LiPOを0.2質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は85%と低く、連続充電後発生ガス量は0.42mLと多かった。
[Comparative Example 5]
Volume of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) ratio of 1: a solvent mixture at 2, trimethyl phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) and 0.3 wt%, the LiPF 6 12. 1% by mass and 0.2% by mass of LiPO 2 F 2 were added to obtain a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as low as 85%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.42 mL.

[比較例6]
実施例1の非水電解液の調製において、トリプロピルフォスフェート0.3質量%の代わりに、トリフェニルフォスフェート0.3質量%を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率は86%と低く、連続充電後発生ガス量は0.38mLと多かった。
[Comparative Example 6]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.3% by mass of triphenyl phosphate was used instead of 0.3% by mass of tripropyl phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. The cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate after 100 cycles was as low as 86%, and the amount of gas generated after continuous charging was as large as 0.38 mL.

以上の実施例1〜13、及び比較例1〜6で得られた結果を、表2に示す。表2から、実施例1〜13のリチウムイオン二次電池は、有機リン化合物及びLiPOを含まない非水電解液を用いた比較例1、有機リン化合物を含まない非水電解液を用いた比較例2、LiPOを含まない非水電解液を用いた比較例3〜4、最高被占軌道エネルギーが−8eV以下である有機リン化合物を用いた比較例5、最高被占軌道エネルギーが−7eV以上である有機リン化合物を用いた比較例6と比較して、サイクル特性が向上し、ガス発生が抑制されていることが明らかとなった。以上より、本実施形態の非水電解液の上記効果は、非水電解液中に、最高被占軌道エネルギーが−8eV以上−7eV以下である有機リン化合物とLiPOを共存させた場合に、特有の効果であることが示された。 Table 2 shows the results obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 6. From Table 2, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 13 were prepared by comparing Comparative Example 1 using a non-aqueous electrolyte not containing an organic phosphorus compound and LiPO 2 F 2 and a non-aqueous electrolyte containing no organic phosphorus compound. Comparative Example 2 used, Comparative Examples 3 to 4 using a non-aqueous electrolyte not containing LiPO 2 F 2 , Comparative Example 5 using an organic phosphorus compound having a maximum occupied orbital energy of −8 eV or less, and the highest occupied As compared with Comparative Example 6 using an organophosphorus compound having an orbital energy of −7 eV or more, it was revealed that cycle characteristics were improved and gas generation was suppressed. From the above, the above-described effect of the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment is obtained when an organic phosphorus compound having a maximum occupied orbital energy of −8 eV or more and −7 eV or less and LiPO 2 F 2 coexist in the nonaqueous electrolytic solution. It was shown that this is a unique effect.

Figure 2015133255
Figure 2015133255

本発明の非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、各種民生機器用電源、自動車用電源において産業上の利用可能性を有する。   The lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention has industrial applicability in various consumer equipment power supplies and automobile power supplies.

Claims (9)

非水溶媒と、リチウム電解質と、LiPOと、密度汎関数法計算によって算出された最高被占軌道エネルギーが−8.0eV以上−7.0eV以下である有機リン化合物と、を含有する、非水電解液。 A non-aqueous solvent, a lithium electrolyte, LiPO 2 F 2, and an organophosphorus compound having a maximum occupied orbital energy calculated by density functional calculation of −8.0 eV or more and −7.0 eV or less. , Non-aqueous electrolyte. 前記有機リン化合物が、下記一般式(1)で表される有機リン化合物、及び/又は、下記一般式(2)で表される有機リン化合物を含む、請求項1に記載の非水電解液。
Figure 2015133255
(上記一般式(1)中、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R、R、及びRのうち、少なくとも2つが結合して環構造を形成していてもよい。)
Figure 2015133255
(上記一般式(2)中、Rは、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基、又は置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基であり、R及びRは、結合して環構造を形成していてもよい。)
The nonaqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein the organophosphorus compound includes an organophosphorus compound represented by the following general formula (1) and / or an organophosphorus compound represented by the following general formula (2). .
Figure 2015133255
(In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and an optionally substituted carbon. An alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted; R 1 , R 2 , And at least two of R 3 may be bonded to form a ring structure.)
Figure 2015133255
(In the above general formula (2), R 4 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 5 and Each R 6 independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 2 to 15 carbon atoms, an optionally substituted alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an optionally substituted carbon; An alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted, and R 5 and R 6 may be bonded to form a ring structure.
前記有機リン化合物の含有量が、前記非水電解液の総量に対して、0.01質量%以上10質量%以下である、請求項1〜2のいずれか一項に記載の非水電解液。   The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the content of the organic phosphorus compound is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte. . 前記LiPOの含有量が、前記非水電解液の総量に対して、0.001質量%以上10質量%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解液。 The content of the LiPO 2 F 2 is the relative amount of non-aqueous electrolyte is not more than 0.001 mass% to 10 mass%, the non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 3 liquid. 前記リチウム電解質が、LiPF、LiBF、LiN(SOF)、及びLiN(SOCFからなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水電解液。 The lithium electrolyte includes at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 F) 2 , and LiN (SO 2 CF 3 ) 2. The non-aqueous electrolyte described in 1. 前記一般式(1)中のR、R、及びR、並びに、前記一般式(2)中のR及びRが、各々独立に、置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルケニル基又は置換されていてもよい炭素数2以上15以下のアルキニル基である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の非水電解液。 R 1 , R 2 , and R 3 in the general formula (1), and R 5 and R 6 in the general formula (2) are each independently 2 to 15 carbon atoms that may be substituted. The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 2 to 5, which is the following alkenyl group or an optionally substituted alkynyl group having 2 to 15 carbon atoms. 前記非水溶媒が、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及びフルオロエチレンカーボネートからなる群より選ばれる一種以上の環状カーボネートを含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解液。   The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the nonaqueous solvent contains one or more cyclic carbonates selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate. 前記一般式(1)中のR、R、及びR、並びに、前記一般式(2)中のR及びRが、各々独立に、エテニル基、エチニル基、2−プロペニル基、2−プロピニル基、2−ブテニル基、2−ブチニル基、3−ブテニル基、又は3−ブチニル基である、請求項2〜7のいずれか一項に記載の非水電解液。 R 1 , R 2 , and R 3 in the general formula (1) and R 5 and R 6 in the general formula (2) are each independently ethenyl group, ethynyl group, 2-propenyl group, The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 2 to 7, which is a 2-propynyl group, a 2-butenyl group, a 2-butynyl group, a 3-butenyl group, or a 3-butynyl group. 正極と、負極と、請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水電解液と、を備え、満充電時の前記正極の電位が、リチウム基準で4.4V以上5.0V以下である、リチウムイオン二次電池。   A positive electrode, a negative electrode, and the nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 8, wherein the potential of the positive electrode at full charge is 4.4 V or more and 5.0 V or less on a lithium basis. There is a lithium ion secondary battery.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017065145A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 セントラル硝子株式会社 Electrolyte solution for nonaqueous electrolyte batteries, and nonaqueous electrolyte battery using same
CN108110319A (en) * 2016-11-25 2018-06-01 惠州市宙邦化工有限公司 Non-aqueous electrolyte for lithium ion cell and lithium ion battery
WO2018169028A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 旭化成株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
JP2019003799A (en) * 2017-06-14 2019-01-10 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN109961956A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 中国电子科技集团公司第十八研究所 Electrolyte for high-voltage graphene-based aqueous lithium ion capacitor
JP2020102451A (en) * 2018-12-19 2020-07-02 三菱ケミカル株式会社 Non-aqueous electrolyte solution and energy device using the same
WO2021111931A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 三洋電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2023149431A1 (en) * 2022-02-02 2023-08-10 Muアイオニックソリューションズ株式会社 Nonaqueous electrolyte solution and power storage device using same
EP4175003A4 (en) * 2020-06-26 2024-04-03 Soulbrain Co Ltd Electrolyte additive, battery electrolyte comprising same, and secondary battery comprising same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008277004A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution for secondary battery and non-aqueous electrolytic solution secondary battery using the same
JP2010165542A (en) * 2009-01-15 2010-07-29 Sony Corp Electrolyte and secondary battery
JP2011222450A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Denso Corp Nonaqueous electrolytic solution for secondary battery and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using the electrolytic solution
JP2012084384A (en) * 2010-10-12 2012-04-26 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2012174450A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Adeka Corp Nonaqueous electrolytic solution for secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the electrolytic solution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008277004A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution for secondary battery and non-aqueous electrolytic solution secondary battery using the same
JP2010165542A (en) * 2009-01-15 2010-07-29 Sony Corp Electrolyte and secondary battery
JP2011222450A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Denso Corp Nonaqueous electrolytic solution for secondary battery and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using the electrolytic solution
JP2012084384A (en) * 2010-10-12 2012-04-26 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2012174450A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Adeka Corp Nonaqueous electrolytic solution for secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the electrolytic solution

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017065145A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-20 セントラル硝子株式会社 Electrolyte solution for nonaqueous electrolyte batteries, and nonaqueous electrolyte battery using same
CN108110319A (en) * 2016-11-25 2018-06-01 惠州市宙邦化工有限公司 Non-aqueous electrolyte for lithium ion cell and lithium ion battery
JP2019536193A (en) * 2016-11-25 2019-12-12 シェンズェン カプチェム テクノロジー カンパニー リミテッドShenzhen Capchem Technology Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery and lithium ion battery
JP2022017483A (en) * 2017-03-17 2022-01-25 旭化成株式会社 Nonaqueous secondary battery, cell pack and hybrid system
WO2018169028A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 旭化成株式会社 Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
KR20190103453A (en) * 2017-03-17 2019-09-04 아사히 가세이 가부시키가이샤 Non-Aqueous Electrolytes, Non-Aqueous Secondary Batteries, Cell Packs, and Hybrid Systems
JPWO2018169028A1 (en) * 2017-03-17 2020-01-16 旭化成株式会社 Non-aqueous electrolyte, non-aqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
JP7248764B2 (en) 2017-03-17 2023-03-29 旭化成株式会社 Non-aqueous secondary battery, cell pack, and hybrid system
US11515567B2 (en) 2017-03-17 2022-11-29 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Non-aqueous electrolyte solution, non-aqueous secondary battery, cell pack, and hybrid power system
KR102321741B1 (en) * 2017-03-17 2021-11-04 아사히 가세이 가부시키가이샤 Non-aqueous electrolytes, non-aqueous secondary batteries, cell packs, and hybrid systems
JP2019003799A (en) * 2017-06-14 2019-01-10 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN109961956A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 中国电子科技集团公司第十八研究所 Electrolyte for high-voltage graphene-based aqueous lithium ion capacitor
JP2020102451A (en) * 2018-12-19 2020-07-02 三菱ケミカル株式会社 Non-aqueous electrolyte solution and energy device using the same
WO2021111931A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 三洋電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
EP4175003A4 (en) * 2020-06-26 2024-04-03 Soulbrain Co Ltd Electrolyte additive, battery electrolyte comprising same, and secondary battery comprising same
WO2023149431A1 (en) * 2022-02-02 2023-08-10 Muアイオニックソリューションズ株式会社 Nonaqueous electrolyte solution and power storage device using same

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