JP2016189341A5 - - Google Patents
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Claims (10)
- 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の振動分光スペクトルにおける前記有機溶媒由来のピーク強度につき、前記有機溶媒本来のピークの強度をIoとし、前記ピークがシフトしたピークの強度をIsとした場合、Is>Ioであり、
前記負極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の振動分光スペクトルにおける前記有機溶媒由来のピーク強度につき、前記有機溶媒本来のピークの強度をIoとし、前記ピークがシフトしたピークの強度をIsとした場合、Is>Ioであり、
前記負極の表面および前記正極の表面のうちの少なくとも前記正極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記塩1モルに対する前記有機溶媒のモル範囲が、1.4モル以上3.5モル未満であり、
前記負極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記塩1モルに対する前記有機溶媒のモル範囲が、1.4モル以上3.5モル未満であり、
前記負極の表面および前記正極の表面のうちの少なくとも前記正極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の粘度η(mPa・s)が10<η<500の範囲内であり、
前記負極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の粘度η(mPa・s)が10<η<500の範囲内であり、
前記負極の表面および前記正極の表面のうちの少なくとも前記正極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の密度d(g/cm 3 )を前記電解液の塩濃度c(mol/L)で除したd/cは、0.15≦d/c≦0.71の範囲内であり、
前記負極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記塩のアニオンの化学構造は(CF 3 SO 2 ) 2 N、(FSO 2 ) 2 N、(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N、FSO 2 (CF 3 SO 2 )N、(SO 2 CF 2 CF 2 SO 2 )N、または(SO 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 )Nであり、
前記有機溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、テトラヒドロフラン、1,2−ジオキサン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロピラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、イソプロピルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、オキサゾール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、無水酢酸、無水プロピオン酸、スルホラン、1−ニトロプロパン、2−ニトロプロパン、フラン、フルフラール、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、チオフェン、ピリジン、1−メチルピロリジン、N−メチルモルフォリン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、または下記一般式(10)で示される鎖状カーボネートであり、
前記電解液の密度d(g/cm 3 )を前記電解液の塩濃度c(mol/L)で除したd/cは、0.15≦d/c≦0.71の範囲内であり、
前記負極の表面および前記正極の表面のうちの少なくとも前記正極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
R 19 OCOOR 20 一般式(10)
(R 19 、R 20 は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるC n H a F b Cl c Br d I e 、又は、環状アルキルを化学構造に含むC m H f F g Cl h Br i I j のいずれかから選択される。nは1〜6の整数、mは3〜8の整数、a、b、c、d、e、f、g、h、i、jはそれぞれ独立に0以上の整数であり、2n+1=a+b+c+d+e、2m-1=f+g+h+i+jを満たす。) - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記電解液は、
前記塩として(CF 3 SO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてアセトニトリルを含み、(CF 3 SO 2 ) 2 NLiの濃度が3.2〜4.9mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒として1,2−ジメトキシエタンを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.6〜4.1mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてアセトニトリルを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が3.9〜6.0mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてジメチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.3〜4.5mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてエチルメチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.0〜3.8mol/Lである、
又は、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてジエチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が1.8〜3.6mol/Lであり、
前記負極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。 - 負極と電解液と正極とを含み、
前記電解液は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアルミニウムをカチオンとするとともにアニオンの化学構造に硫黄元素および酸素元素を含む塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含み、
前記電解液が、
前記塩として(CF 3 SO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてアセトニトリルを含み、(CF 3 SO 2 ) 2 NLiの濃度が3.2〜4.9mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒として1,2−ジメトキシエタンを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.6〜4.1mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてアセトニトリルを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が3.9〜6.0mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてジメチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.3〜4.5mol/Lである、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてエチルメチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が2.0〜3.8mol/Lである、
又は、
前記塩として(FSO 2 ) 2 NLi及び前記有機溶媒としてジエチルカーボネートを含み、(FSO 2 ) 2 NLiの濃度が1.8〜3.6mol/Lであり、
前記負極の表面および前記正極の表面のうちの少なくとも前記正極の表面に、S=O構造を有するS,O含有皮膜が形成されている非水電解質二次電池。
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