JP2017188299A - Nonaqueous secondary battery, and nonaqueous electrolyte used therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery including acetonitrile superior in the balance between a viscosity and a relative dielectric constant, and a fluorine-containing inorganic lithium salt, which is arranged to be able to suppress the production of a complex cations formed from a transition metal and the acetonitrile, to exhibit superior load characteristics, and to suppress the self discharge when being stored at a high temperature.SOLUTION: A nonaqueous secondary battery comprises: a positive electrode having a positive electrode active material layer on one or each of opposing faces of a positive electrode current collector, provided that the active material layer includes at least one transition metal element selected from Ni, Mn and Co; a negative electrode having a negative electrode active material layer on one or each of opposing faces of a negative electrode current collector; and a nonaqueous electrolyte. The nonaqueous electrolyte includes a nonaqueous solvent containing 30-100 vol.% of acetonitrile, and a fluorine-containing inorganic lithium salt. In the nonaqueous secondary battery, there is a polymer having a pyridine ring.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水系二次電池とそれに用いられる非水系電解液に関する。   The present invention relates to a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous electrolyte used therein.

リチウムイオン二次電池をはじめとする非水系二次電池は、軽量、高エネルギー及び長寿命であることが大きな特徴であり、各種携帯用電子機器電源として広範囲に用いられている。近年では、非水系二次電池は、電動工具等のパワーツールに代表される産業用機器への適用、及び電気自動車、電動式自転車等における車載用電池として広がりを見せている。更には、非水系二次電池は、住宅用蓄電システム等の電力貯蔵分野において注目度が高まっている。   Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are characterized by light weight, high energy, and long life, and are widely used as power sources for various portable electronic devices. In recent years, non-aqueous secondary batteries have been widely used as industrial batteries typified by power tools such as electric tools, and as in-vehicle batteries in electric vehicles, electric bicycles, and the like. Furthermore, non-aqueous secondary batteries are gaining attention in the field of power storage such as residential power storage systems.

常温作動型のリチウムイオン二次電池の電解液は、比誘電率が高く、粘度が低いことが好ましいが、高誘電率であると粘度も高くなる傾向がある。したがって、高誘電率及び高粘度を有する溶媒を別の低粘度溶媒と混合して、電解液の粘度を低下させて用いる必要がある。例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)等の環状炭酸エステルは、高誘電率であるが、粘度が高いので、低級鎖状炭酸エステル等の低粘性溶媒と混合して電解液とするのが一般的である。これらの高誘電率溶媒は、融点が高いことの他、非水系電解液に用いる電解質塩の種類によっては非水系電解液の負荷特性(出力特性)及び低温特性を劣化させる要因にもなり得る。   The electrolytic solution of the room temperature operation type lithium ion secondary battery preferably has a high relative dielectric constant and a low viscosity. However, when it has a high dielectric constant, the viscosity tends to increase. Therefore, it is necessary to mix a solvent having a high dielectric constant and a high viscosity with another low viscosity solvent to reduce the viscosity of the electrolytic solution. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) have a high dielectric constant but a high viscosity, so they are mixed with a low-viscosity solvent such as a lower chain carbonate to form an electrolytic solution. It is common. These high dielectric constant solvents have a high melting point, and can cause deterioration in load characteristics (output characteristics) and low-temperature characteristics of the non-aqueous electrolyte depending on the type of electrolyte salt used in the non-aqueous electrolyte.

このような問題を克服する溶媒の1つとして、粘度と比誘電率とのバランスに優れたニトリル系溶媒が提案されている。中でもアセトニトリルは、リチウムイオン二次電池の電解液に用いる溶媒として高いポテンシャルを有する。しかしながら、アセトニトリルは負極で電気化学的に還元分解するという致命的な欠点があるため、実用性能を発揮することができていなかった。この問題に対して、幾つかの改善策が提案されている。
これまでに提案されている改善策のうち主なものは、以下の3つに分類される。
As one of the solvents for overcoming such problems, a nitrile solvent excellent in the balance between viscosity and relative dielectric constant has been proposed. Among them, acetonitrile has a high potential as a solvent used for an electrolyte solution of a lithium ion secondary battery. However, since acetonitrile has a fatal defect of electrochemically reducing and decomposing at the negative electrode, practical performance could not be exhibited. Several improvements have been proposed for this problem.
The main improvement measures proposed so far are classified into the following three.

(1)特定の電解質塩、添加剤等との組み合わせによって負極を保護し、アセトニトリルの還元分解を抑制する方法
例えば、特許文献1及び2には、溶媒であるアセトニトリルを特定の電解質塩及び添加剤と組み合わせることによって、アセトニトリルの還元分解の影響を低減した電解液が報告されている。なお、リチウムイオン二次電池の黎明期には、特許文献3のように、アセトニトリルをプロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートで希釈しただけの溶媒を含む電解液も報告されている。しかしながら、特許文献3では、高温耐久性能について高温保存後の内部抵抗及び電池厚みのみの評価により判定しているため、高温環境下に置かれた場合に実際に電池として作動するか否かという情報は開示されていない。単純にエチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートで希釈するだけの措置によってアセトニトリルをベースとする溶媒を含む電解液の還元分解を抑制することは、実際には至難の業である。溶媒の還元分解の抑制方法としては、特許文献1及び2のように、複数の電解質塩及び添加剤を組み合わせる方法が現実的である。
(1) Method for protecting negative electrode by combination with specific electrolyte salt, additive, etc. and suppressing reductive decomposition of acetonitrile For example, Patent Documents 1 and 2 include acetonitrile as a solvent as a specific electrolyte salt and an additive. There has been reported an electrolyte solution that reduces the influence of reductive decomposition of acetonitrile by combining with the above. In the early days of lithium ion secondary batteries, as disclosed in Patent Document 3, an electrolytic solution containing a solvent obtained by simply diluting acetonitrile with propylene carbonate and ethylene carbonate has been reported. However, in Patent Document 3, since the high-temperature durability performance is determined by evaluating only the internal resistance and battery thickness after high-temperature storage, information on whether or not the battery actually operates when placed in a high-temperature environment. Is not disclosed. In practice, it is extremely difficult to suppress the reductive decomposition of an electrolytic solution containing an acetonitrile-based solvent by simply diluting with ethylene carbonate and propylene carbonate. As a method for suppressing reductive decomposition of a solvent, a method of combining a plurality of electrolyte salts and additives as in Patent Documents 1 and 2 is realistic.

(2)アセトニトリルの還元電位よりも貴な電位でリチウムイオンを吸蔵する負極活物質を用いることによって、アセトニトリルの還元分解を抑制する方法
例えば、特許文献4には、負極に特定の金属化合物を用いることにより、アセトニトリルの還元分解を回避した電池を得ることができると報告されている。ただし、リチウムイオン二次電池のエネルギー密度を重視する用途においては、アセトニトリルの還元電位よりも卑な電位でリチウムイオンを吸蔵する負極活物質を用いる方が電位差の観点から圧倒的に有利となる。そのため、そのような用途において特許文献4の改善策を適用すると、使用可能な電圧の範囲が狭くなるため、不利である。
(2) A method of suppressing reductive decomposition of acetonitrile by using a negative electrode active material that occludes lithium ions at a potential nobler than the reduction potential of acetonitrile. For example, Patent Document 4 uses a specific metal compound for the negative electrode. Thus, it is reported that a battery avoiding reductive decomposition of acetonitrile can be obtained. However, in applications where the energy density of the lithium ion secondary battery is important, it is overwhelmingly advantageous to use a negative electrode active material that occludes lithium ions at a lower potential than the reduction potential of acetonitrile from the viewpoint of potential difference. Therefore, when the improvement measure of Patent Document 4 is applied in such an application, the range of usable voltages becomes narrow, which is disadvantageous.

(3)高濃度の電解質塩をアセトニトリルに溶解させて安定な液体状態を維持する方法
例えば、特許文献5には、濃度が4.2mol/Lとなるようにリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiN(SOCF)をアセトニトリルに溶解させた電解液を用いると、黒鉛電極への可逆的なリチウム挿入脱離が可能であることが記載されている。また、特許文献6には、濃度が4.5mol/Lとなるようにリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiN(SOF))をアセトニトリルに溶解させた電解液を用いたセルに対して充放電測定を行った結果、黒鉛へのLi挿入脱離反応が観察され、更に、ハイレートで放電可能であることが報告されている。
(3) Method for maintaining a stable liquid state by dissolving a high concentration electrolyte salt in acetonitrile For example, Patent Document 5 discloses a lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (concentration of 4.2 mol / L). It is described that reversible lithium insertion / extraction from a graphite electrode is possible by using an electrolytic solution in which LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ) is dissolved in acetonitrile. Patent Document 6 discloses a cell using an electrolytic solution in which lithium bis (fluorosulfonyl) imide (LiN (SO 2 F) 2 ) is dissolved in acetonitrile so that the concentration is 4.5 mol / L. As a result of charge / discharge measurement, Li + insertion / extraction reaction to graphite was observed, and it was reported that discharge was possible at a high rate.

国際公開第2012/057311号International Publication No. 2012/057311 国際公開第2013/062056号International Publication No. 2013/062056 特開平4−351860号公報JP-A-4-351860 特開2009−21134号公報JP 2009-21134 A 国際公開第2013/146714号International Publication No. 2013/146714 特開2014−241198号公報JP 2014-241198 A

しかしながら、アセトニトリルを含有する電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、カーボネート溶媒を含有する電解液を用いた既存のリチウムイオン二次電池と比較して高温耐久性能に劣っており、市販品レベルに達していないことから、未だ本格的な実用化には至っていない。   However, lithium ion secondary batteries using an electrolytic solution containing acetonitrile are inferior in high-temperature durability performance compared to existing lithium ion secondary batteries using an electrolytic solution containing a carbonate solvent. Has not yet reached full-scale practical use.

各種検証実験の結果から、アセトニトリル系リチウムイオン二次電池が高温耐久性能に劣る理由は以下のように考察される。   From the results of various verification experiments, the reason why the acetonitrile-based lithium ion secondary battery is inferior in high-temperature durability is considered as follows.

高温環境下において、フッ素含有無機リチウム塩がアセトニトリルのメチル基から水素を引き抜きながら分解し、その分解生成物が正極遷移金属の溶出を促進する。この溶出金属にアセトニトリルが配位した錯体カチオンは化学的に安定であり、該安定錯体カチオンの酸化還元反応が自己放電の要因となっている可能性がある。解体解析の結果に裏付けされたこれらの現象は、本発明者らによって新たに判明した課題であり、特許文献1〜6には一切記載されていない。   In a high temperature environment, the fluorine-containing inorganic lithium salt decomposes while extracting hydrogen from the methyl group of acetonitrile, and the decomposition product promotes elution of the positive electrode transition metal. The complex cation in which acetonitrile is coordinated to the eluted metal is chemically stable, and the redox reaction of the stable complex cation may cause self-discharge. These phenomena supported by the results of the disassembly analysis are problems newly found by the present inventors, and are not described at all in Patent Documents 1 to 6.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものである。従って本発明は、粘度と比誘電率とのバランスに優れたアセトニトリルを用いる非水系二次電池において、遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンの生成を抑制し、優れた負荷特性を発揮するとともに、高温貯蔵時の自己放電を抑制することができる非水系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 circumstances. Therefore, the present invention suppresses the generation of complex cations composed of transition metals and acetonitrile in a non-aqueous secondary battery using acetonitrile with an excellent balance between viscosity and relative dielectric constant, and exhibits excellent load characteristics. It aims at providing the non-aqueous secondary battery which can suppress the self-discharge at the time of high temperature storage.

本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、非水系二次電池内部に、ピリジン環構造を有するポリマーを存在させて、アセトニトリルを含有する非水系電解液と接触させることにより、遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンの生成を抑制し、優れた負荷特性を発揮するとともに、高温貯蔵時の自己放電を抑制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
正極集電体の片面又は両面に、Ni、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する正極活物質層を有する正極と、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極と、
非水系電解液と、
を具備する非水系二次電池であって、
前記非水系電解液は、アセトニトリルを30〜100体積%含む非水系溶媒と、フッ素含有無機リチウム塩とを含有し、かつ
前記非水系二次電池の内部に、ピリジン環を有するポリマーが存在する、
前記非水系二次電池。
[2]
前記フッ素含有無機リチウム塩が、LiPFを含有する、[1]に記載の非水系二次電池。
[3]
前記ポリマーの前記ピリジン環由来のN原子の重量割合が、前記非水系二次電池中に存在する前記非水系電解液の全重量に対して、0.002〜2重量%である、[1]又は[2]に記載の非水系二次電池。
[4]
前記ポリマーが、前記非水系電解液中、前記正極の表面若しくは内部、又は前記負極の表面若しくは内部に存在している、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の非水系二次電池。
[5]
前記非水系二次電池がセパレータをさらに具備し、かつ前記ポリマーが、前記セパレータの表面又は内部に存在している、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の非水系二次電池。
[6]
前記ポリマーが、前記セパレータの前記正極側の表面に存在している、[5]に記載の非水系二次電池。
[7]
前記ポリマーが、前記正極の表面又は内部に存在している、[4]に記載の非水系二次電池。
[8]
アセトニトリルを非水系溶媒の全体積に対して30〜100体積%含む前記非水系溶媒と;
フッ素含有無機リチウム塩としてLiPFと;
非水系電解液の全質量に対して0.01〜10質量%の、ピリジン環を有するポリマーと;
を含む前記非水系電解液。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-described problems. As a result, the presence of a polymer having a pyridine ring structure in the non-aqueous secondary battery and contact with a non-aqueous electrolyte containing acetonitrile suppresses the formation of complex cations composed of transition metals and acetonitrile. The present inventors have found that it is possible to exhibit excellent load characteristics and suppress self-discharge during high-temperature storage, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
[1]
A positive electrode having a positive electrode active material layer containing at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co on one or both surfaces of the positive electrode current collector;
A negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
A non-aqueous electrolyte,
A non-aqueous secondary battery comprising:
The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent containing 30 to 100% by volume of acetonitrile and a fluorine-containing inorganic lithium salt, and a polymer having a pyridine ring is present inside the non-aqueous secondary battery.
The non-aqueous secondary battery.
[2]
The nonaqueous secondary battery according to [1], wherein the fluorine-containing inorganic lithium salt contains LiPF 6 .
[3]
The weight ratio of the N atom derived from the pyridine ring of the polymer is 0.002 to 2% by weight with respect to the total weight of the non-aqueous electrolyte present in the non-aqueous secondary battery, [1] Or the non-aqueous secondary battery as described in [2].
[4]
The non-aqueous secondary according to any one of [1] to [3], wherein the polymer is present on the surface or inside of the positive electrode or on the surface or inside of the negative electrode in the non-aqueous electrolyte. battery.
[5]
The nonaqueous secondary battery according to any one of [1] to [3], wherein the nonaqueous secondary battery further includes a separator, and the polymer is present on a surface or inside of the separator. .
[6]
The nonaqueous secondary battery according to [5], wherein the polymer is present on the surface of the separator on the positive electrode side.
[7]
The nonaqueous secondary battery according to [4], wherein the polymer is present on the surface or inside of the positive electrode.
[8]
The non-aqueous solvent containing 30 to 100% by volume of acetonitrile with respect to the total volume of the non-aqueous solvent;
LiPF 6 as the fluorine-containing inorganic lithium salt;
0.01 to 10% by mass of a polymer having a pyridine ring with respect to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution;
The non-aqueous electrolyte solution comprising:

本発明によれば、粘度と比誘電率とのバランスに優れたアセトニトリル電解液を用いた二次電池において、遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンの生成を抑制し、優れた負荷特性を発揮するとともに、高温貯蔵時の自己放電が抑制された非水系二次電池を提供することができる。   According to the present invention, in a secondary battery using an acetonitrile electrolyte having an excellent balance between viscosity and relative dielectric constant, generation of a complex cation composed of a transition metal and acetonitrile is suppressed, and excellent load characteristics are exhibited. In addition, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery in which self-discharge during high-temperature storage is suppressed.

本実施形態に係る非水系二次電池の一例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly an example of the non-aqueous secondary battery which concerns on this embodiment. 図1の非水系二次電池のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the non-aqueous secondary battery of FIG.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。本明細書において「〜」を用いて記載される数値範囲は、その前後に記載される数値を含むものである。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In the present specification, numerical ranges described using “to” include numerical values described before and after.

<1.非水系二次電池の全体構成>
本実施形態に係る非水系二次電池は、以下の:
正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な正極材料を含有する正極と、
負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な負極材料、並びに金属リチウムから成る群より選ばれる1種以上の負極材料を含有する負極と、
電解液と、
を備える。
<1. Overall configuration of non-aqueous secondary battery>
The non-aqueous secondary battery according to this embodiment is as follows:
A positive electrode containing a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium ions as a positive electrode active material;
A negative electrode material capable of inserting and extracting lithium ions as a negative electrode active material, and a negative electrode containing one or more negative electrode materials selected from the group consisting of metallic lithium;
An electrolyte,
Is provided.

本実施形態に係る非水系二次電池としては、具体的には、図1及び2に図示される非水系二次電池であってもよい。ここで、図1は非水系二次電池を概略的に表す平面図であり、図2は図1のA−A線断面図である。   Specifically, the non-aqueous secondary battery according to the present embodiment may be the non-aqueous secondary battery illustrated in FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a plan view schematically showing a non-aqueous secondary battery, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

非水系二次電池8は、2枚のアルミニウムラミネートフィルム1で構成した電池外装2内に、正極5及び負極6をセパレータ7を介して積層して構成した積層電極体と、非水系電解液(図示せず)とを収容している。電池外装2は、その外周部において、上下のアルミニウムラミネートフィルム1を熱融着することにより封止されている。正極5、セパレータ7、及び負極6を順に積層した積層体には、非水系電解液が含浸されている。なお、図2では、図面が煩雑になることを避けるために、電池外装2を構成している各層、並びに正極5及び負極6の各層を区別して示していない。   The non-aqueous secondary battery 8 includes a laminated electrode body formed by laminating a positive electrode 5 and a negative electrode 6 with a separator 7 in a battery exterior 2 constituted by two aluminum laminate films 1, and a non-aqueous electrolyte solution ( (Not shown). The battery exterior 2 is sealed by heat-sealing the upper and lower aluminum laminate films 1 at the outer periphery thereof. The laminate in which the positive electrode 5, the separator 7, and the negative electrode 6 are sequentially laminated is impregnated with a nonaqueous electrolytic solution. In FIG. 2, each layer constituting the battery exterior 2 and each layer of the positive electrode 5 and the negative electrode 6 are not shown separately in order to avoid the drawing from being complicated.

電池外装2を構成しているアルミニウムラミネートフィルム1は、アルミニウム箔の両面をポリオレフィン系の樹脂でコートしたものであることが好ましい。
正極5は、電池内で正極リード体3と接続している。図示していないが、負極6も、電池8内で負極リード体4と接続している。そして、正極リード体3及び負極リード体4は、それぞれ、外部の機器等と接続可能なように、片端側が電池外装2の外側に引き出されており、それらのアイオノマー部分が、電池装2の一辺と共に熱融着されている。
The aluminum laminate film 1 constituting the battery casing 2 is preferably one in which both surfaces of an aluminum foil are coated with a polyolefin resin.
The positive electrode 5 is connected to the positive electrode lead body 3 in the battery. Although not shown, the negative electrode 6 is also connected to the negative electrode lead body 4 in the battery 8. Each of the positive electrode lead body 3 and the negative electrode lead body 4 is drawn out to the outside of the battery exterior 2 so that it can be connected to an external device or the like. It is heat-sealed together.

図1及び2に図示される非水系二次電池8は、正極5及び負極6が、それぞれ1枚ずつの積層電極体を有しているが、容量設計により正極5及び負極6の積層枚数を適宜増やすことができる。正極5及び負極6をそれぞれ複数枚有する積層電極体の場合には、同一極のタブ同士を溶接等により接合したうえで1つのリード体に溶接等により接合して電池外部に取り出してもよい。上記同一極のタブとしては、集電体の露出部から構成される態様、集電体の露出部に金属片を溶接して構成される態様等が可能である。   In the non-aqueous secondary battery 8 shown in FIGS. 1 and 2, each of the positive electrode 5 and the negative electrode 6 has a single laminated electrode body. It can be increased as appropriate. In the case of a laminated electrode body having a plurality of positive electrodes 5 and negative electrodes 6, tabs having the same polarity may be joined by welding or the like, and then joined to one lead body by welding or the like and taken out of the battery. As the tab of the same polarity, an aspect constituted by an exposed portion of the current collector, an aspect constituted by welding a metal piece to the exposed portion of the current collector, and the like are possible.

正極5は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。負極6は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。正極5及び負極6は、セパレータ7を介して正極活物質層と負極活物質層とが対向するように配置される。   The positive electrode 5 includes a positive electrode active material layer made from a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The negative electrode 6 includes a negative electrode active material layer made from a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The positive electrode 5 and the negative electrode 6 are disposed so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other with the separator 7 interposed therebetween.

以下、正極及び負極の総称として「電極」、正極活物質層及び負極活物質層の総称として「電極活物質層」、正極合剤及び負極合剤の総称として「電極合剤」とも略記する。   Hereinafter, the term “electrode” is abbreviated as a generic term for the positive electrode and the negative electrode, the term “electrode active material layer” is a generic term for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and the term “electrode mixture” is generically termed for the positive electrode mixture and the negative electrode mixture.

これらの各部材としては、本実施形態における各要件を満たしていれば、従来のリチウムイオン二次電池に備えられる材料を用いることができ、例えば後述の材料であってもよい。以下、非水系二次電池の各部材について詳細に説明する。   As each of these members, a material provided in a conventional lithium ion secondary battery can be used as long as each requirement in the present embodiment is satisfied. For example, the following materials may be used. Hereinafter, each member of the non-aqueous secondary battery will be described in detail.

<2.電解液>
本実施形態における電解液は、アセトニトリルを30〜100体積%含有する非水系溶媒(以下、単に「溶媒」ともいう。)と、フッ素含有無機リチウム塩を含む。フッ素含有無機リチウム塩は、イオン伝導度に優れるものの、熱安定性が十分でないうえ、溶媒中の微量水分により加水分解し易く、フッ化リチウム及びフッ化水素を発生し易い性質を有する。フッ素含有無機リチウム塩が分解すると、該フッ素含有無機リチウム塩を含有する電解液のイオン伝導度が低下するとともに、生成したフッ化リチウム及びフッ化水素が、電極、集電体等の材料を腐食し、或いは溶媒を分解する等の、電池に致命的な悪影響を及ぼす場合がある。
<2. Electrolyte>
The electrolytic solution in the present embodiment includes a non-aqueous solvent (hereinafter also simply referred to as “solvent”) containing 30 to 100% by volume of acetonitrile and a fluorine-containing inorganic lithium salt. Although the fluorine-containing inorganic lithium salt is excellent in ionic conductivity, it does not have sufficient thermal stability, and is easily hydrolyzed by a trace amount of water in the solvent, and easily generates lithium fluoride and hydrogen fluoride. When the fluorine-containing inorganic lithium salt is decomposed, the ionic conductivity of the electrolytic solution containing the fluorine-containing inorganic lithium salt is reduced, and the generated lithium fluoride and hydrogen fluoride corrode materials such as electrodes and current collectors. In some cases, the battery may have a fatal adverse effect such as decomposition of the solvent.

本実施形態における電解液は、水分を含まないことが好ましいが、本発明の課題解決を阻害しない範囲であれば、ごく微量の水分を含有してもよい。そのような水分の含有量は、電解液の全量に対して、好ましくは0〜100ppmである。   The electrolytic solution in the present embodiment preferably does not contain moisture, but may contain a very small amount of moisture as long as the solution of the problem of the present invention is not hindered. The water content is preferably 0 to 100 ppm with respect to the total amount of the electrolytic solution.

<2−1.非水系溶媒>
アセトニトリルはイオン伝導性が高く、電池内におけるリチウムイオンの拡散性を高めることができる。そのため、電解液がアセトニトリルを含有する場合には、特に正極活物質層を厚くして正極活物質の充填量を高めた正極においても、高負荷での放電時にはリチウムイオンが到達し難い集電体近傍の領域にまで、リチウムイオンが良好に拡散できるようになる。よって、高負荷放電時にも十分な容量を引き出すことが可能となり、負荷特性に優れた非水系二次電池とすることができる。
<2-1. Non-aqueous solvent>
Acetonitrile has high ion conductivity and can increase the diffusibility of lithium ions in the battery. Therefore, when the electrolytic solution contains acetonitrile, a collector in which lithium ions are difficult to reach at the time of discharge under a high load, particularly in a positive electrode in which the positive electrode active material layer is thickened to increase the filling amount of the positive electrode active material. Lithium ions can be diffused well to nearby regions. Therefore, a sufficient capacity can be extracted even during high-load discharge, and a non-aqueous secondary battery having excellent load characteristics can be obtained.

また、非水系電解液の非水系溶媒にアセトニトリルを用いることにより、前記のとおり、非水系電解液のイオン伝導性が向上することから、非水系二次電池の急速充電特性を高めることもできる。非水系二次電池の定電流(CC)−定電圧(CV)充電では、CV充電期間における単位時間当たりの充電容量よりも、CC充電期間における単位時間当たりの容量の方が大きい。非水系電解液の非水系溶媒にアセトニトリルを使用した場合には、CC充電できる領域を大きく(CC充電の時間を長く)でき、また、充電電流を高め得るため、非水系二次電池の充電開始から満充電状態にするまでの時間を大幅に短縮できる。   In addition, by using acetonitrile as the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte solution, as described above, the ion conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, so that the quick charge characteristics of the non-aqueous secondary battery can be enhanced. In constant current (CC) -constant voltage (CV) charging of a non-aqueous secondary battery, the capacity per unit time in the CC charging period is larger than the charging capacity per unit time in the CV charging period. When acetonitrile is used as the non-aqueous solvent for the non-aqueous electrolyte, the CC chargeable area can be increased (the CC charge time can be increased), and the charging current can be increased, so charging of the non-aqueous secondary battery can be started. The time from full charge to full charge can be greatly reduced.

非水系溶媒としては、アセトニトリルを非水系溶媒の全体積に対して30〜100体積%含んでいれば特に制限はなく、その他の非水系溶媒を含んでもよいし含んでいなくてもよい。   The non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it contains 30 to 100% by volume of acetonitrile with respect to the total volume of the non-aqueous solvent, and other non-aqueous solvents may or may not be contained.

なお、本実施形態でいう「非水系溶媒」とは、アセトニトリルと、それ以外の有機溶媒と、後述する、液状の電極保護用添加剤を含んでいる場合には、その添加剤との混合液体を称する。従って固形分であるリチウム塩及びピリジン環を含有するポリマーは、非水系溶媒には該当しない。   In the present embodiment, the “non-aqueous solvent” refers to a mixed liquid of acetonitrile, an organic solvent other than that, and a liquid electrode protecting additive, which will be described later, with the additive. . Therefore, a polymer containing a lithium salt and a pyridine ring which are solid contents does not correspond to a non-aqueous solvent.

アセトニトリル以外で非水系溶媒に用いられる有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;非プロトン性溶媒等が挙げられる。中でも、非プロトン性極性溶媒が好ましい。   Examples of organic solvents used for non-aqueous solvents other than acetonitrile include alcohols such as methanol and ethanol; aprotic solvents and the like. Among these, an aprotic polar solvent is preferable.

非プロトン性溶媒の具体例としては、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、トランス−2,3−ブチレンカーボネート、シス−2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、トランス−2,3−ペンチレンカーボネート、シス−2,3−ペンチレンカーボネート、及びビニレンカーボネートに代表される環状カーボネート;
フルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、及びトリフルオロメチルエチレンカーボネートに代表される環状フッ素化カーボネート;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、及びε−カプロラクトンに代表されるラクトン;
スルホラン、ジメチルスルホキシド、及びエチレングリコールサルファイトに代表される硫黄化合物;
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、及び1,3−ジオキサンに代表される環状エーテル;
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、メチルイソプロピルカーボネート、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に代表される鎖状カーボネート;
トリフルオロジメチルカーボネート、トリフルオロジエチルカーボネート、及びトリフルオロエチルメチルカーボネートに代表される鎖状フッ素化カーボネート;
プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、及びアクリロニトリルに代表されるモノニトリル;
メトキシアセトニトリル及び3−メトキシプロピオニトリルに代表されるアルコキシ基置換ニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,4−ジシアノヘプタン、1,5−ジシアノペンタン、1,6−ジシアノヘキサン、1,7−ジシアノヘプタン、2,6−ジシアノヘプタン、1,8−ジシアノオクタン、2,7−ジシアノオクタン、1,9−ジシアノノナン、2,8−ジシアノノナン、1,10−ジシアノデカン、1,6−ジシアノデカン、及び2,4−ジメチルグルタロニトリルに代表されるジニトリル;
ベンゾニトリルに代表される環状ニトリル;
プロピオン酸メチルに代表される鎖状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、及びテトラグライムに代表される鎖状エーテル;
Rf−O−R(式中、Rfはフッ素を含有するアルキル基であり、Rはフッ素を含有してもよい有機基である)に代表されるフッ素化エーテル;
アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンに代表されるケトン類;
及び、これらの有機化合物の部分フッ素化物、又は全フッ素化物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
Specific examples of aprotic solvents include:
Ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, trans-2,3-pentylene carbonate, cis Cyclic carbonates represented by -2,3-pentylene carbonate and vinylene carbonate;
Cyclic fluorinated carbonates typified by fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, and trifluoromethylethylene carbonate;
Lactones represented by γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, and ε-caprolactone;
Sulfur compounds represented by sulfolane, dimethyl sulfoxide, and ethylene glycol sulfite;
Cyclic ethers represented by tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and 1,3-dioxane;
A chain carbonate represented by ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and methyl trifluoroethyl carbonate;
Linear fluorinated carbonates typified by trifluorodimethyl carbonate, trifluorodiethyl carbonate, and trifluoroethyl methyl carbonate;
Mononitriles represented by propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, and acrylonitrile;
Alkoxy group substituted nitriles represented by methoxyacetonitrile and 3-methoxypropionitrile; malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 1,4-dicyanoheptane, 1,5-dicyanopentane, 1,6-dicyanohexane 1,7-dicyanoheptane, 2,6-dicyanoheptane, 1,8-dicyanooctane, 2,7-dicyanooctane, 1,9-dicyanononane, 2,8-dicyanononane, 1,10-dicyanodecane, 1, 6-dicyanodecane and dinitriles represented by 2,4-dimethylglutaronitrile;
Cyclic nitriles represented by benzonitrile;
Chain esters typified by methyl propionate; chain ethers typified by dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme, and tetraglyme;
A fluorinated ether represented by Rf-O-R (wherein Rf is an alkyl group containing fluorine and R is an organic group which may contain fluorine);
Ketones represented by acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone;
And the partial fluorination thing of these organic compounds, or a total fluorination thing is mentioned. These are used singly or in combination of two or more.

これらの有機溶媒の中でも、環状カーボネート及び鎖状カーボネートのうちの1種以上をアセトニトリルと共に使用することがより好ましい。ここで、環状カーボネート及び鎖状カーボネートとして前記に例示したもののうちの1種のみを選択して使用していてもよく、2種以上(例えば、前記例示の環状カーボネートのうちの2種以上、前記例示の鎖状カーボネートのうちの2種以上、又は前記例示の環状カーボネートのうちの1種以上及び前記例示の鎖状カーボネートのうちの1種以上から成る2種以上)を使用してもよい。これらの中でも、環状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、又はフルオロエチレンカーボネートがより好ましく、鎖状カーボネートとしてはエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、又はジエチルカーボネートがより好ましい。そして、環状カーボネートを使用することが更に好ましい。   Among these organic solvents, it is more preferable to use one or more of cyclic carbonate and chain carbonate together with acetonitrile. Here, only one of those exemplified above as the cyclic carbonate and the chain carbonate may be selected and used, or two or more (for example, two or more of the cyclic carbonates exemplified above, Two or more of the exemplified linear carbonates, or two or more of the exemplified cyclic carbonates and one or more of the exemplified linear carbonates) may be used. Among these, ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, or fluoroethylene carbonate is more preferable as the cyclic carbonate, and ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, or diethyl carbonate is more preferable as the chain carbonate. It is more preferable to use a cyclic carbonate.

アセトニトリルは電気化学的に還元分解され易い。そのため、アセトニトリルを、別の有機溶媒と混合すること、及び/又は、電極への保護皮膜形成のための電極保護用添加剤をアセトニトリルへ添加することが好ましい。また、非水系二次電池の充放電に寄与するリチウム塩の電離度を高めるために、本実施形態で用いられる非水系溶媒中には、環状の非プロトン性極性溶媒を1種以上含むことが好ましく、環状カーボネートを1種以上含むことがより好ましい。   Acetonitrile is electrochemically susceptible to reductive decomposition. Therefore, it is preferable to mix acetonitrile with another organic solvent and / or to add an electrode protective additive for forming a protective film on the electrode to acetonitrile. Further, in order to increase the ionization degree of the lithium salt that contributes to charging / discharging of the non-aqueous secondary battery, the non-aqueous solvent used in this embodiment may contain one or more cyclic aprotic polar solvents. Preferably, it contains more than one cyclic carbonate.

アセトニトリルの含有量は、非水系溶媒の全体積に対して、30〜100体積%であり、35体積%以上であることがより好ましく、40体積%以上であることが更に好ましい。また、アセトニトリルの含有量は、85体積%以下であることがより好ましく、66体積%以下であることが更に好ましい。アセトニトリルの含有量が30体積%以上である場合、イオン伝導度が増大して高出力特性を発現できる傾向にあり、更に、リチウム塩の溶解を促進することができる。非水系溶媒中のアセトニトリルの含有量が上述の範囲内にある場合、アセトニトリルの優れた性能を維持しながら、貯蔵特性及びその他の電池特性を、一層良好なものとすることができる傾向にある。   The content of acetonitrile is 30 to 100% by volume with respect to the total volume of the non-aqueous solvent, more preferably 35% by volume or more, and still more preferably 40% by volume or more. Further, the content of acetonitrile is more preferably 85% by volume or less, and further preferably 66% by volume or less. When the content of acetonitrile is 30% by volume or more, ionic conductivity tends to increase and high output characteristics tend to be exhibited, and further, dissolution of the lithium salt can be promoted. When the content of acetonitrile in the non-aqueous solvent is within the above range, the storage characteristics and other battery characteristics tend to be further improved while maintaining the excellent performance of acetonitrile.

<2−2.リチウム塩>
本実施形態におけるリチウム塩は、フッ素含有無機リチウム塩を含むことを特徴としている。ここで、「フッ素含有無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まず、フッ素原子をアニオンに含み、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいう。また、後述する「無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まず、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいい、「有機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含み、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいう。
<2-2. Lithium salt>
The lithium salt in this embodiment is characterized by containing a fluorine-containing inorganic lithium salt. Here, the “fluorine-containing inorganic lithium salt” refers to a lithium salt that does not contain a carbon atom in an anion but contains a fluorine atom in an anion and is soluble in acetonitrile. The “inorganic lithium salt” described later refers to a lithium salt that does not contain a carbon atom in an anion and is soluble in acetonitrile. The “organic lithium salt” contains a carbon atom in an anion and is soluble in acetonitrile. Lithium salt.

本実施形態におけるフッ素含有無機リチウム塩は、正極集電体である金属箔の表面に不働態皮膜を形成し、正極集電体の腐食を抑制する。また、フッ素含有無機リチウム塩は、溶解性、伝導度、及び電離度という観点からも優れている。このため、フッ素含有無機リチウム塩は、リチウム塩として必ず加える必要がある。フッ素含有無機リチウム塩の具体例としては、例えば、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSiF、LiSbF、Li1212−b〔式中、bは0〜3の整数である〕、LiN(SOF)等が挙げられる。 The fluorine-containing inorganic lithium salt in the present embodiment forms a passive film on the surface of the metal foil that is the positive electrode current collector, and suppresses corrosion of the positive electrode current collector. Fluorine-containing inorganic lithium salts are also excellent from the viewpoints of solubility, conductivity, and ionization degree. For this reason, the fluorine-containing inorganic lithium salt must be added as a lithium salt. Specific examples of the fluorine-containing inorganic lithium salt include, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiSbF 6 , Li 2 B 12 F b H 12-b [wherein b is 0-3. An integer), LiN (SO 2 F) 2 and the like.

これらのフッ素含有無機リチウム塩は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。フッ素含有無機リチウム塩として、LiFとルイス酸との複塩である化合物が望ましく、中でも、リン原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いると、遊離のフッ素原子を放出し易くなることからより好ましく、LiPFが特に好ましい。また、フッ素含有無機リチウム塩として、ホウ素原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いると、電池劣化を招くおそれのある過剰な遊離酸成分を捕捉し易くなることから好ましく、このような観点からはLiBFが特に好ましい。 These fluorine-containing inorganic lithium salts are used singly or in combination of two or more. As the fluorine-containing inorganic lithium salt, a compound that is a double salt of LiF and a Lewis acid is desirable. Among them, the use of a fluorine-containing inorganic lithium salt having a phosphorus atom is more preferable because it easily releases a free fluorine atom, LiPF 6 is particularly preferred. Further, when a fluorine-containing inorganic lithium salt having a boron atom is used as the fluorine-containing inorganic lithium salt, it is preferable because an excessive free acid component that may cause battery deterioration is easily captured. From such a viewpoint, LiBF 4 is particularly preferred.

本実施形態に係る電解液におけるフッ素含有無機リチウム塩の含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒1Lに対して0.2mol以上であることが好ましく、0.5mol以上であることがより好ましく、0.8mol以上であることが更に好ましい。また、フッ素含有無機リチウム塩の含有量は、非水系溶媒1Lに対して15mol以下であることが好ましく、4mol以下であることがより好ましく、2.8mol以下であることが更に好ましい。フッ素含有無機リチウム塩の含有量が上述の範囲内にある場合、イオン伝導度が増大し高出力特性を発現できる傾向にあり、アセトニトリルの優れた性能を維持しながら、貯蔵特性及びその他の電池特性を一層良好なものとすることができる傾向にある。   Although there is no restriction | limiting in particular about content of the fluorine-containing inorganic lithium salt in the electrolyte solution which concerns on this embodiment, It is preferable that it is 0.2 mol or more with respect to 1L of non-aqueous solvents, and it is 0.5 mol or more. More preferably, it is 0.8 mol or more. Further, the content of the fluorine-containing inorganic lithium salt is preferably 15 mol or less, more preferably 4 mol or less, and still more preferably 2.8 mol or less with respect to 1 L of the non-aqueous solvent. When the content of fluorine-containing inorganic lithium salt is within the above range, the ionic conductivity tends to increase and high output characteristics tend to be exhibited, while maintaining the excellent performance of acetonitrile, storage characteristics and other battery characteristics Tends to be even better.

本実施形態におけるリチウム塩として、フッ素含有無機リチウム塩以外に、一般に非水系二次電池用に用いられているリチウム塩を補助的に添加してもよい。
その他のリチウム塩の具体例としては、例えば:
LiClO、LiAlO、LiAlCl、LiB10Cl10、クロロボランLi等のフッ素原子をアニオンに含まない無機リチウム塩;
LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(式中、n≧2である)、低級脂肪族カルボン酸Li、四フェニルホウ酸Li等の有機リチウム塩;
LiN(SOCF、LiN(SO等のLiN(SO2m+1〔式中、mは1〜8の整数である〕で表される有機リチウム塩;
LiPF(CF)等のLiPF(C2p+16−n〔式中、nは1〜5の整数であり、かつpは1〜8の整数である〕で表される有機リチウム塩;
LiBF(CF)等のLiBF(C2s+14−q〔式中、qは1〜3の整数であり、かつsは1〜8の整数である〕で表される有機リチウム塩;
LiB(Cで表されるリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB);
ハロゲン化LiBOB;
LiBF(C)で表されるリチウムオキサラトジフルオロボレート(LiODFB);
LiB(Cで表されるリチウムビス(マロネート)ボレート(LiBMB);
LiPF(C)で表されるリチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、LiPF(Cで表されるリチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート等の有機リチウム塩;
多価アニオンと結合されたリチウム塩;
下記一般式(2a)、(2b)、及び(2c):
LiC(SO)(SO)(SO) (2a)
LiN(SOOR)(SOOR10) (2b)
LiN(SO11)(SOOR12) (2c)
{式中、R、R、R、R、R10、R11、及びR12は、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を示す。}のそれぞれで表される有機リチウム塩等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を、フッ素含有無機リチウム塩と共に使用することができる。
In addition to the fluorine-containing inorganic lithium salt, a lithium salt generally used for a non-aqueous secondary battery may be supplementarily added as the lithium salt in the present embodiment.
Specific examples of other lithium salts include, for example:
An inorganic lithium salt containing no fluorine atom in the anion, such as LiClO 4 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiB 10 Cl 10 , chloroborane Li;
LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (where n ≧ 2), lower fat Organic lithium salts such as Lithium group carboxylic acid and Li tetraphenylborate;
Organic represented by LiN (SO 2 C m F 2m + 1 ) 2 such as LiN (SO 2 CF 3 ) 2 or LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , wherein m is an integer of 1 to 8. Lithium salt;
LiPF 5 (CF 3) wherein, n is an integer of 1 to 5, and p is a integer of 1 to 8] LiPF n (C p F 2p + 1) 6-n such as an organic lithium represented by salt;
LiBF q (C s F 2s + 1 ) 4-q such as LiBF 3 (CF 3 ) 4-q [wherein q is an integer of 1 to 3 and s is an integer of 1 to 8] salt;
Lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) represented by LiB (C 2 O 4 ) 2 ;
Halogenated LiBOB;
Lithium oxalatodifluoroborate (LiODFB) represented by LiBF 2 (C 2 O 4 );
Lithium bis (malonate) borate (LiBMB) represented by LiB (C 3 O 4 H 2 ) 2 ;
Organic lithium salts such as lithium tetrafluorooxalatophosphate represented by LiPF 4 (C 2 O 4 ) and lithium difluorobis (oxalato) phosphate represented by LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 ;
A lithium salt combined with a polyvalent anion;
The following general formulas (2a), (2b), and (2c):
LiC (SO 2 R 6) ( SO 2 R 7) (SO 2 R 8) (2a)
LiN (SO 2 OR 9 ) (SO 2 OR 10 ) (2b)
LiN (SO 2 R 11 ) (SO 2 OR 12 ) (2c)
{Wherein R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 may be the same as or different from each other, and represent a C 1-8 perfluoroalkyl group. Show. }, And one or more of them can be used together with the fluorine-containing inorganic lithium salt.

非水系二次電池の負荷特性改善及び充放電サイクル特性改善のためには、シュウ酸基を有する有機リチウム塩を補助的に添加することが好ましく、LiB(C、LiBF(C)、LiPF(C)、及びLiPF(Cから成る群より選択される1種以上を添加することが特に好ましい。シュウ酸基を有する有機リチウム塩は、非水系電解液に添加する他、負極(負極活物質層)に含有させてもよい。 In order to improve load characteristics and charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery, it is preferable to supplementarily add an organic lithium salt having an oxalic acid group, and LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 ( It is particularly preferable to add one or more selected from the group consisting of C 2 O 4 ), LiPF 4 (C 2 O 4 ), and LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 . The organic lithium salt having an oxalic acid group may be contained in the negative electrode (negative electrode active material layer) in addition to being added to the non-aqueous electrolyte.

シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、その使用による効果をより良好に確保する観点から、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量として、0.005モル以上であることが好ましく、0.02モル以上であることがより好ましく、0.05モル以上であることが更に好ましい。ただし、シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液中の量が多すぎると析出する恐れがある。よって、シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量で、1.0モル未満であることが好ましく、0.5モル未満であることがより好ましく、0.2モル未満であることが更に好ましい。   The addition amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group to the non-aqueous electrolyte is 0.005 mol as the amount per 1 L of the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte from the viewpoint of better securing the effect of its use. Preferably, it is 0.02 mol or more, and more preferably 0.05 mol or more. However, if the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group in the non-aqueous electrolyte is too large, it may be precipitated. Therefore, the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group added to the non-aqueous electrolyte is preferably less than 1.0 mol in terms of the amount of the non-aqueous electrolyte per 1 L of the non-aqueous solvent. More preferably, it is more preferably less than 0.2 mol.

<2−3.電極保護用添加剤>
本実施形態における電解液には、電極を保護する添加剤が含まれていてもよい。なお、上述したように、電解液が電極保護用添加剤を含む場合、該電極保護用添加剤は非水系溶媒に含まれるから、該電解液中には、電極保護用添加剤を含む非水系溶媒(上述の非水系溶媒と電極保護用添加剤との合計体積)に対して30〜100体積%のアセトニトリルが含まれていればよい。
<2-3. Electrode protective additive>
The electrolytic solution in the present embodiment may contain an additive for protecting the electrode. In addition, as described above, when the electrolytic solution contains an electrode protecting additive, the electrode protecting additive is contained in a non-aqueous solvent. Therefore, the electrolytic solution contains a non-aqueous solvent containing an electrode protecting additive. 30-100 volume% acetonitrile should just be contained with respect to a solvent (total volume of the above-mentioned non-aqueous solvent and the electrode protection additive).

電極保護用添加剤としては、本発明による課題解決を阻害しないものであれば特に制限はない。リチウム塩を溶解する溶媒としての役割を担う物質(すなわち上述の非水系溶媒)と実質的に重複してもよい。電極保護用添加剤は、本実施形態における電解液及び非水系二次電池の性能向上に寄与する物質であることが好ましいが、電気化学的な反応には直接関与しない物質をも包含する。   The electrode protecting additive is not particularly limited as long as it does not hinder the problem solving according to the present invention. You may substantially overlap with the substance which plays the role as a solvent which melt | dissolves lithium salt (namely, the above-mentioned non-aqueous solvent). The electrode protecting additive is preferably a substance that contributes to improving the performance of the electrolytic solution and the non-aqueous secondary battery in this embodiment, but also includes substances that are not directly involved in the electrochemical reaction.

電極保護用添加剤の具体例としては、例えば:
4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、シス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、トランス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5−トリフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5,5−テトラフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、及び4,4,5−トリフルオロ−5−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オンに代表されるフルオロエチレンカーボネート;
ビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、及びビニルエチレンカーボネートに代表される不飽和結合含有環状カーボネート;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、及びε−カプロラクトンに代表されるラクトン;
1,4−ジオキサンに代表される環状エーテル;
エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、ブチレンサルファイト、ペンテンサルファイト、スルホラン、3−メチルスルホラン、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、及びテトラメチレンスルホキシドに代表される環状硫黄化合物;
が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
Specific examples of the electrode protecting additive include, for example:
4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, trans- 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3- Dioxolan-2-one and fluoroethylene carbonate represented by 4,4,5-trifluoro-5-methyl-1,3-dioxolan-2-one;
An unsaturated bond-containing cyclic carbonate represented by vinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, and vinylethylene carbonate;
Lactones represented by γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, and ε-caprolactone;
Cyclic ethers represented by 1,4-dioxane;
Cyclic sulfur compounds represented by ethylene sulfite, propylene sulfite, butylene sulfite, pentene sulfite, sulfolane, 3-methylsulfolane, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, and tetramethylene sulfoxide;
Is mentioned. These are used singly or in combination of two or more.

非水系溶媒の一成分であるアセトニトリルは電気化学的に還元分解され易いため、アセトニトリルを含む非水系溶媒は、負極への保護皮膜形成のための添加剤として環状の非プロトン性極性溶媒を1種以上含むことが好ましく、不飽和結合含有環状カーボネートを1種以上含むことがより好ましい。   Since acetonitrile, which is a component of a non-aqueous solvent, is easily electrochemically reduced and decomposed, a non-aqueous solvent containing acetonitrile is a cyclic aprotic polar solvent as an additive for forming a protective film on the negative electrode. It is preferable to include the above, and it is more preferable to include one or more unsaturated bond-containing cyclic carbonates.

本実施形態における電解液中の電極保護用添加剤の含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒の全体積に対する電極保護用添加剤の含有量として、0.1〜30体積%であることが好ましく、2〜20体積%であることがより好ましく、5〜15体積%であることが更に好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular about content of the electrode protection additive in the electrolyte solution in this embodiment, As content of the electrode protection additive with respect to the whole volume of a non-aqueous solvent, it is 0.1-30 volume%. Preferably, it is 2 to 20% by volume, more preferably 5 to 15% by volume.

本実施形態においては、電極保護用添加剤の含有量が多いほど電解液の劣化が抑えられるが、電極保護用添加剤の含有量が少ないほど非水系二次電池の低温環境下における高出力特性が向上することになる。従って、電極保護用添加剤の含有量を上述の範囲内に調整することによって、非水系二次電池としての基本的な機能を損なうことなく、電解液の高イオン伝導度に基づく優れた性能を最大限に発揮することができる傾向にある。このような組成で電解液を調製することにより、非水系二次電池のサイクル性能、低温環境下における高出力性能及びその他の電池特性の全てを一層良好なものとすることができる傾向にある。   In this embodiment, the higher the content of the electrode protection additive, the more the deterioration of the electrolyte solution is suppressed. However, the lower the content of the electrode protection additive, the higher the output characteristics of the nonaqueous secondary battery in a low temperature environment. Will be improved. Therefore, by adjusting the content of the electrode protecting additive within the above-mentioned range, excellent performance based on the high ionic conductivity of the electrolytic solution can be obtained without impairing the basic function as a non-aqueous secondary battery. There is a tendency to make the most of it. By preparing the electrolytic solution with such a composition, all of the cycle performance of the non-aqueous secondary battery, the high output performance in a low temperature environment, and other battery characteristics tend to be further improved.

<2−4.その他の任意的添加剤>
本実施形態においては、非水系二次電池の充放電サイクル特性の改善、高温貯蔵性、安全性の向上(例えば過充電防止等)等の目的で、非水系電解液に、例えば:
無水酸、スルホン酸エステル、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、tert−ブチルベンゼン;
リン酸エステル〔エチルジエチルホスホノアセテート(EDPA):(CO)(P=O)−CH(C=O)OC;リン酸トリス(トリフルオロエチル)(TFEP):(CFCHO)P=O、リン酸トリフェニル(TPP):(CO)P=O等〕等;及びこれらの各化合物の誘導体等から選択される任意的添加剤を、適宜含有させることもできる。特に、リン酸エステルは、貯蔵時の副反応を抑制する作用があり、効果的である。
<2-4. Other optional additives>
In the present embodiment, for the purpose of improving the charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery, high-temperature storage property, improving safety (for example, preventing overcharge, etc.), the non-aqueous electrolyte solution includes, for example:
Anhydride, sulfonate ester, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, tert-butylbenzene;
Phosphoric acid esters [ethyl diethylphosphonoacetate (EDPA) :( C 2 H 5 O) 2 (P = O) -CH 2 (C = O) OC 2 H 5; phosphate, tris (trifluoroethyl) (TFEP) : (CF 3 CH 2 O) 3 P═O, triphenyl phosphate (TPP): (C 6 H 5 O) 3 P═O, etc.], etc .; and any derivatives selected from these compounds Additives can be included as appropriate. In particular, phosphate esters are effective because they have the effect of suppressing side reactions during storage.

<3.正極>
図2に示されるように、正極5は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。正極5は、非水系二次電池の正極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
<3. Positive electrode>
As shown in FIG. 2, the positive electrode 5 includes a positive electrode active material layer made from a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The positive electrode 5 is not particularly limited as long as it functions as a positive electrode of a non-aqueous secondary battery, and may be a known one.

正極活物質層は、正極活物質を含有し、場合により導電助剤及びバインダーを更に含有する。   The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material and optionally further contains a conductive additive and a binder.

正極活物質層は、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料を含有することが好ましい。正極活物質層は、正極活物質とともに、必要に応じて導電助剤及びバインダーを含有することが好ましい。このような材料を用いる場合、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができる傾向にあるので好ましい。   The positive electrode active material layer preferably contains a material capable of inserting and extracting lithium ions as the positive electrode active material. It is preferable that a positive electrode active material layer contains a conductive support agent and a binder as needed with a positive electrode active material. The use of such a material is preferable because a high voltage and a high energy density tend to be obtained.

正極活物質としては、例えば、下記一般式(3a)及び(3b):
LiMO (3a)
Li (3b)
{式中、Mは少なくとも1種の遷移金属元素を含む1種以上の金属元素を示し、xは0〜1.1の数を示し、yは0〜2の数を示す。}のそれぞれで表されるリチウム含有化合物、及びその他のリチウム含有化合物が挙げられる。
Examples of the positive electrode active material include the following general formulas (3a) and (3b):
Li x MO 2 (3a)
Li y M 2 O 4 (3b)
{In the formula, M represents one or more metal elements including at least one transition metal element, x represents a number of 0 to 1.1, and y represents a number of 0 to 2. }, A lithium-containing compound represented by each of the above and other lithium-containing compounds.

一般式(3a)及び(3b)のそれぞれで表されるリチウム含有化合物としては、例えば:
LiCoOに代表されるリチウムコバルト酸化物;
LiMnO、LiMn、及びLiMnに代表されるリチウムマンガン酸化物;
LiNiOに代表されるリチウムニッケル酸化物;
LiMO(式中、MはNi、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含み、且つ、Ni、Mn、Co、Al、及びMgから成る群より選ばれる2種以上の金属元素を示し、zは0.9超1.2未満の数を示す)で表されるリチウム含有複合金属酸化物等が挙げられる。
Examples of the lithium-containing compound represented by each of the general formulas (3a) and (3b) include:
Lithium cobalt oxide typified by LiCoO 2 ;
Lithium manganese oxides typified by LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and Li 2 Mn 2 O 4 ;
Lithium nickel oxide typified by LiNiO 2 ;
Li z MO 2 (wherein M includes at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co, and two or more selected from the group consisting of Ni, Mn, Co, Al, and Mg) And a lithium-containing composite metal oxide represented by z is a number greater than 0.9 and less than 1.2.

一般式(3a)及び(3b)のそれぞれで表されるリチウム含有化合物以外のリチウム含有化合物としては、リチウムを含有するものであれば特に限定されない。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物、リチウムを有する金属カルコゲン化物、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸金属化合物、及びリチウムと遷移金属元素とを含むケイ酸金属化合物[例えば、LiSiO{式中、Mは一般式(3a)と同義であり、tは0〜1の数を示し、かつuは0〜2の数を示す。}など]が挙げられる。 The lithium-containing compound other than the lithium-containing compound represented by each of the general formulas (3a) and (3b) is not particularly limited as long as it contains lithium. Examples of such a lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium and a transition metal element, a metal chalcogenide containing lithium, a metal phosphate compound containing lithium and a transition metal element, and lithium and a transition metal element. [For example, Li t M u SiO 4 {wherein M is as defined in general formula (3a), t is a number from 0 to 1, and u is a number from 0 to 2] Show. } Etc.].

より高い電圧を得る観点から、リチウム含有化合物としては、特に:
リチウムと、
コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、及びチタン(Ti)から成る群より選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素と、
を含む複合酸化物、及びリン酸金属化合物が好ましい。
From the standpoint of obtaining a higher voltage, lithium-containing compounds are particularly:
With lithium,
Selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), chromium (Cr), vanadium (V), and titanium (Ti) At least one transition metal element,
The composite oxide containing and a metal phosphate compound are preferable.

リチウム含有化合物として、より具体的には、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物又はリチウムと遷移金属元素とを有する金属カルコゲン化物、及びリチウムを有するリン酸金属化合物がより好ましく、例えば、それぞれ下記一般式(4a)及び(4b): Li (4a)
LiIIPO (4b)
{式中、Dは酸素又はカルコゲン元素を示し、M及びMIIはそれぞれ1種以上の遷移金属元素を示し、v及びwの値は、電池の充放電状態によって異なり、vは0.05〜1.10の数を示し、wは0.05〜1.10の数を示す。}のそれぞれで表される化合物が挙げられる。
More specifically, the lithium-containing compound is more preferably a composite oxide containing lithium and a transition metal element or a metal chalcogenide having lithium and a transition metal element, and a metal phosphate compound having lithium, for example, following general formula (4a) and (4b): Li v M I D 2 (4a)
Li w M II PO 4 (4b)
{Wherein D represents oxygen or a chalcogen element, M I and M II each represent one or more transition metal elements, and the values of v and w differ depending on the charge / discharge state of the battery, and v is 0.05 The number of ~ 1.10 is shown, w shows the number of 0.05-1.10. }, Compounds represented by each of the above.

一般式(4a)で表されるリチウム含有化合物は層状構造を有し、一般式(4b)で表される化合物はオリビン構造を有する。これらのリチウム含有化合物は、構造を安定化させる等の目的から、Al、Mg、又はその他の遷移金属元素により遷移金属元素の一部を置換したもの、これらの金属元素を結晶粒界に含ませたもの、酸素原子の一部をフッ素原子等で置換したもの、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したもの等であってもよい。   The lithium-containing compound represented by the general formula (4a) has a layered structure, and the compound represented by the general formula (4b) has an olivine structure. These lithium-containing compounds are obtained by substituting a part of the transition metal element with Al, Mg, or other transition metal elements for the purpose of stabilizing the structure, and include these metal elements in the grain boundaries. It is also possible that the oxygen atom is partially substituted with a fluorine atom or the like, or at least a part of the surface of the positive electrode active material is coated with another positive electrode active material.

本実施形態における正極活物質としては、上記のようなリチウム含有化合物のみを用いてもよいし、該リチウム含有化合物とともに、その他の正極活物質を併用してもよい。その他の正極活物質としては、例えば、トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物又は金属カルコゲン化物;イオウ;導電性高分子等が挙げられる。トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物又は金属カルコゲン化物としては、例えば、MnO、FeO、FeS、V、V13、TiO、TiS、MoS、及びNbSeに代表される、リチウム以外の金属の酸化物、硫化物、セレン化物等が挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、及びポリピロールに代表される導電性高分子を挙げられる。 As the positive electrode active material in the present embodiment, only the lithium-containing compound as described above may be used, or another positive electrode active material may be used in combination with the lithium-containing compound. Examples of other positive electrode active materials include metal oxides or metal chalcogenides having a tunnel structure and a layered structure; sulfur; a conductive polymer. Examples of the metal oxide or metal chalcogenide having a tunnel structure and a layered structure include MnO 2 , FeO 2 , FeS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , TiS 2 , MoS 2 , and NbSe 2. And oxides, sulfides, selenides, and the like of metals other than lithium. Examples of the conductive polymer include conductive polymers represented by polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole.

その他の正極活物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられ、特に制限はない。しかしながら、本実施形態では、リチウムイオンを可逆安定的に吸蔵及び放出することが可能であり、且つ、高エネルギー密度を達成できることから、前記正極活物質層がNi、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する。   Other positive electrode active materials are used alone or in combination of two or more, and are not particularly limited. However, in the present embodiment, lithium ions can be occluded and released reversibly and stably, and a high energy density can be achieved. Therefore, the positive electrode active material layer is at least selected from Ni, Mn, and Co. Contains one transition metal element.

正極活物質として、リチウム含有化合物とその他の正極活物質とを併用する場合、両者の使用割合としては、正極活物質の全質量に対するリチウム含有化合物の使用割合として、80質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましい。   When a lithium-containing compound and another positive electrode active material are used in combination as the positive electrode active material, the usage ratio of both is preferably 80% by mass or more as the usage ratio of the lithium-containing compound with respect to the total mass of the positive electrode active material, 85 The mass% or more is more preferable.

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、正極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは1〜5質量部である。   Examples of the conductive aid include carbon black typified by graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content ratio of the conductive assistant is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、及びフッ素ゴムが挙げられる。バインダーの含有割合は、正極活物質100質量部に対して、6質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5〜4質量部である。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber. The content ratio of the binder is preferably 6 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

正極活物質層は、正極活物質と、必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した正極合剤を溶剤に分散した正極合剤含有スラリーを、正極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができ、例えば、N―メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。正極活物質層は、正極集電体の片面又は両面に形成される。   The positive electrode active material layer is formed by applying a positive electrode mixture-containing slurry, in which a positive electrode mixture obtained by mixing a positive electrode active material and, if necessary, a conductive additive and a binder in a solvent, is applied to a positive electrode current collector and dried (solvent removal) And is formed by pressing as necessary. There is no restriction | limiting in particular as such a solvent, A conventionally well-known thing can be used, For example, N-methyl- 2-pyrrolidone, a dimethylformamide, a dimethylacetamide, water etc. are mentioned. The positive electrode active material layer is formed on one side or both sides of the positive electrode current collector.

正極集電体は、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。正極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよく、メッシュ状に加工されていてもよい。正極集電体の厚みは、5〜40μmであることが好ましく、7〜35μmであることがより好ましく、9〜30μmであることが更に好ましい。   The positive electrode current collector is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode current collector may have a surface coated with a carbon coat or may be processed into a mesh shape. The thickness of the positive electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 7 to 35 μm, and still more preferably 9 to 30 μm.

<4.負極>
図2に示されるように、負極6は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。負極6は、非水系二次電池の負極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
<4. Negative electrode>
As shown in FIG. 2, the negative electrode 6 includes a negative electrode active material layer prepared from a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The negative electrode 6 is not particularly limited as long as it functions as a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, and may be a known one.

負極活物質層は、電池電圧を高められるという観点から、負極活物質としてリチウムイオンを0.4V vs.Li/Liよりも卑な電位で吸蔵することが可能な材料を含有することが好ましい。負極活物質層は、負極活物質とともに、必要に応じて導電助剤及びバインダーを含有することが好ましい。 From the viewpoint that the negative electrode active material layer can increase the battery voltage, lithium ion as a negative electrode active material is 0.4 V vs. It is preferable to contain a material that can be occluded at a lower potential than Li / Li + . It is preferable that a negative electrode active material layer contains a conductive support agent and a binder as needed with a negative electrode active material.

負極活物質としては、例えば、アモルファスカーボン(ハードカーボン)、人造黒鉛、天然黒鉛、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、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、炭素コロイド、及びカーボンブラックに代表される炭素材料の他、金属リチウム、金属酸化物、金属窒化物、リチウム合金、スズ合金、シリコン合金、金属間化合物、有機化合物、無機化合物、金属錯体、有機高分子化合物等が挙げられる。   Examples of the negative electrode active material include amorphous carbon (hard carbon), artificial graphite, natural graphite, graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, organic polymer compound fired body, mesocarbon microbeads, carbon fiber, activated carbon In addition to carbon materials such as carbon colloid and carbon black, metal lithium, metal oxide, metal nitride, lithium alloy, tin alloy, silicon alloy, intermetallic compound, organic compound, inorganic compound, metal complex, organic Examples thereof include polymer compounds.

負極活物質は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。   A negative electrode active material is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、負極活物質100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量部である。   Examples of the conductive aid include carbon black typified by graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content ratio of the conductive assistant is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material.

バインダーとしては、例えば、PVDF、PTFE、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、及びフッ素ゴムが挙げられる。バインダーの含有割合は、負極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5〜6質量部である。   Examples of the binder include PVDF, PTFE, polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluorine rubber. The content ratio of the binder is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material.

負極活物質層は、負極活物質と必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した負極合剤を溶剤に分散した負極合剤含有スラリーを、負極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができ、例えば、N―メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。負極活物質層は、負極集電体の片面又は両面に形成される。   The negative electrode active material layer is coated with a negative electrode mixture-containing slurry in which a negative electrode mixture obtained by mixing a negative electrode active material and, if necessary, a conductive additive and a binder is dispersed in a solvent, and dried (solvent removal). And it forms by pressing as needed. There is no restriction | limiting in particular as such a solvent, A conventionally well-known thing can be used, For example, N-methyl- 2-pyrrolidone, a dimethylformamide, a dimethylacetamide, water etc. are mentioned. The negative electrode active material layer is formed on one side or both sides of the negative electrode current collector.

負極集電体は、例えば、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。また、負極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよいし、メッシュ状に加工されていてもよい。負極集電体の厚みは、5〜40μmであることが好ましく、6〜35μmであることがより好ましく、7〜30μmであることが更に好ましい。   The negative electrode current collector is made of a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The negative electrode current collector may have a carbon coating on the surface or may be processed into a mesh shape. The thickness of the negative electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 6 to 35 μm, and still more preferably 7 to 30 μm.

<5.セパレータ>
図2に示されるように、本実施形態に係る非水系二次電池8は、正極5及び負極6の短絡防止、シャットダウン等の安全性付与の観点から、正極5と負極6との間にセパレータ7を備えることが好ましい。セパレータ7としては、公知の非水系二次電池に備えられるものと同様のものを用いてもよく、イオン透過性が大きく、機械的強度に優れる絶縁性の薄膜が好ましい。セパレータ7としては、例えば、織布、不織布、合成樹脂製微多孔膜等が挙げられ、これらの中でも、合成樹脂製微多孔膜が好ましい。
<5. Separator>
As shown in FIG. 2, the non-aqueous secondary battery 8 according to this embodiment includes a separator between the positive electrode 5 and the negative electrode 6 from the viewpoint of providing safety such as prevention of short circuit between the positive electrode 5 and the negative electrode 6 and shutdown. 7 is preferably provided. The separator 7 may be the same as that provided in a known non-aqueous secondary battery, and is preferably an insulating thin film having high ion permeability and excellent mechanical strength. Examples of the separator 7 include a woven fabric, a nonwoven fabric, and a synthetic resin microporous membrane. Among these, a synthetic resin microporous membrane is preferable.

合成樹脂製微多孔膜としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンを主成分として含有する微多孔膜、又はこれらのポリオレフィンの双方を含有する微多孔膜等のポリオレフィン系微多孔膜が好適に用いられる。不織布としては、例えば、ガラス製、セラミック製、ポリオレフィン製、ポリエステル製、ポリアミド製、液晶ポリエステル製、アラミド製等の耐熱樹脂製の多孔膜が挙げられる。   As the synthetic resin microporous membrane, for example, a polyolefin microporous membrane such as a microporous membrane containing polyethylene or polypropylene as a main component, or a microporous membrane containing both of these polyolefins is suitably used. Examples of the nonwoven fabric include a porous film made of a heat resistant resin such as glass, ceramic, polyolefin, polyester, polyamide, liquid crystal polyester, and aramid.

セパレータ7は、1種の微多孔膜を単層又は複数積層した構成であってもよく、2種以上の微多孔膜を積層したものであってもよい。セパレータ7は、2種以上の樹脂材料を溶融混錬した混合樹脂材料を用いて単層又は複数層に積層した構成であってもよい。   The separator 7 may have a configuration in which one type of microporous membrane is laminated or a plurality of microporous membranes may be laminated, or two or more types of microporous membranes may be laminated. The separator 7 may be configured to be laminated in a single layer or a plurality of layers using a mixed resin material obtained by melting and kneading two or more kinds of resin materials.

<6.電池外装>
図2では電池外装2が2枚のアルミニウムラミネートフィルム1で構成されているが、本実施形態に係る非水系二次電池の電池外装の構成は、特に限定されず、例えば、電池缶及びラミネートフィルム外装体のいずれかの電池外装を用いることができる。電池缶としては、例えば、スチール又はアルミニウムから成る金属缶を用いることができる。ラミネートフィルム外装体としては、例えば、熱溶融樹脂/金属フィルム/樹脂の3層構成から成るラミネートフィルムを用いることができる。
<6. Battery exterior>
In FIG. 2, the battery casing 2 is composed of two aluminum laminate films 1. However, the configuration of the battery casing of the nonaqueous secondary battery according to this embodiment is not particularly limited. For example, a battery can and a laminate film Any battery exterior of the exterior body can be used. As the battery can, for example, a metal can made of steel or aluminum can be used. As the laminate film outer package, for example, a laminate film having a three-layer structure of hot melt resin / metal film / resin can be used.

ラミネートフィルム外装体は、熱溶融樹脂側を内側に向けた状態で2枚重ねて、又は熱溶融樹脂側を内側に向けた状態となるように折り曲げて、端部をヒートシールにより封止した状態で外装体として用いることができる。ラミネートフィルム外装体を用いる場合、正極集電体に正極リード体(又は正極端子及び正極端子と接続するリードタブ)を接続し、負極集電体に負極リード体(又は負極端子及び負極端子と接続するリードタブ)を接続してもよい。この場合、正極リード体及び負極リード体(又は正極端子及び負極端子のそれぞれに接続されたリードタブ)の端部が外装体の外部に引き出された状態でラミネートフィルム外装体を封止してもよい。   Laminate film exterior is in a state where two sheets are stacked with the hot-melt resin side facing inward, or folded so that the hot-melt resin side faces inward, and the end is sealed by heat sealing It can be used as an exterior body. When using a laminate film exterior body, a positive electrode lead body (or a lead tab connected to the positive electrode terminal and the positive electrode terminal) is connected to the positive electrode current collector, and a negative electrode lead body (or the negative electrode terminal and the negative electrode terminal) is connected to the negative electrode current collector. Lead tab) may be connected. In this case, the laminate film exterior body may be sealed with the ends of the positive electrode lead body and the negative electrode lead body (or the lead tab connected to each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal) pulled out of the exterior body. .

<7.ピリジン環を有するポリマー>
本実施形態に係る非水系二次電池は、電池内部に、ピリジン環を有するポリマーが存在することを特徴とする。ピリジン環を有するポリマーとは、下記一般式(1)で表される構造である。

Figure 2017188299
<7. Polymer having pyridine ring>
The non-aqueous secondary battery according to this embodiment is characterized in that a polymer having a pyridine ring is present inside the battery. The polymer having a pyridine ring is a structure represented by the following general formula (1).
Figure 2017188299

一般式(1)中の数値は、l≧0、m≧1、n≧1の整数である。
一般式(1)でl=0、かつm≠0、かつn≠0の場合、主鎖にピリジン環を有する構造となる。
ピリジン環同士を結合する構造Xは、アルキル鎖、エステル構造、若しくはその両者を含む構造、又はピリジン環同士が直接結合している単結合等の結合状態が選択可能である。
但し、ピリジン環同士が直接結合した構造であれば、結合部位が電池内部で分解した場合に、分解物によるガス発生が生じ難く、好ましい。上記のピリジン環骨格は、規則的な繰り返し構造、ブロック構造、ランダム構造のいずれでもよい。ポリマーの繰り返し単位n、mの数は、ポリマーの構造(繰り返し/ブロック/ランダム)、ポリマーの分子量、置換基に応じて変わる。
一般式(1)でl≠0の場合、ピリジン環を側鎖に有するポリマーとなる。主鎖の繰り返し単位の構造Yは、アルキル鎖で、側鎖の導入間隔を調整するものである。また、Yは架橋構造となっていてもよい。側鎖の繰り返し構造Xは、アルキル鎖、エステル構造、若しくはその両者を含む構造、又はピリジン環同志が直接結合している単結合等の結合状態が選択可能である。l、m及びnの数は、ポリマーの構造、分子量、又は置換基に応じて変わる。
Numerical values in the general formula (1) are integers of l ≧ 0, m ≧ 1, and n ≧ 1.
In the general formula (1), when l = 0, m ≠ 0, and n ≠ 0, a structure having a pyridine ring in the main chain is obtained.
As the structure X that bonds the pyridine rings, a bond state such as an alkyl chain, an ester structure, or a structure that includes both, or a single bond in which the pyridine rings are directly bonded to each other can be selected.
However, a structure in which the pyridine rings are directly bonded to each other is preferable because gas generation due to decomposition products hardly occurs when the bonding site is decomposed inside the battery. The pyridine ring skeleton may be a regular repeating structure, a block structure, or a random structure. The number of repeating units n and m of the polymer varies depending on the structure of the polymer (repeating / blocking / random), the molecular weight of the polymer, and the substituent.
When l ≠ 0 in the general formula (1), a polymer having a pyridine ring in the side chain is obtained. The structure Y of the repeating unit of the main chain is an alkyl chain and adjusts the introduction interval of the side chain. Y may have a crosslinked structure. The side chain repeating structure X can be selected from an alkyl chain, an ester structure, or a structure containing both, or a bonding state such as a single bond in which pyridine rings are directly bonded. The number of l, m and n will vary depending on the structure, molecular weight, or substituent of the polymer.

例えば、YがCHであり、Xは単結合であり、m=n=1であり、単結合Xがピリジン環の2位に形成されていれば、ポリ(2−ビニルピリジン)となり、4位であればポリ(4−ビニルピリジン)となる。 For example, if Y is CH 2 , X is a single bond, m = n = 1, and the single bond X is formed at the 2-position of the pyridine ring, it becomes poly (2-vinylpyridine) 4 If it is a position, it becomes poly (4-vinylpyridine).

一般式(1)で表される構造を有するポリマー中のピリジン環は、その中に存在するH原子の一部が置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基、アルキルアミノ基、フェニル基、シアノ基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は1〜6が好ましい。   In the pyridine ring in the polymer having the structure represented by the general formula (1), a part of H atoms present therein may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkyloxy group, an alkylamino group, a phenyl group, and a cyano group. As for carbon number of an alkyl group, 1-6 are preferable.

また、ピリジン環のH原子の一部又は全て、ピリジン環に接続した置換基のHの一部又は全てがF、Br等で置換されていてもよい。また、主鎖アルキル骨格のH原子の一部又は全てがFで置換されていてもよい。   Further, part or all of the H atoms of the pyridine ring and part or all of H of the substituent connected to the pyridine ring may be substituted with F, Br or the like. Further, part or all of the H atoms in the main chain alkyl skeleton may be substituted with F.

フッ素含有無機リチウム塩として、LiFとルイス酸との複塩である化合物を用いた場合、ピリジン環のN原子周辺には立体障害が存在しないことが望ましい。そのため、N原子の両脇の2、6位の炭素原子には置換基が存在しない構造が好ましい。またポリマー主鎖内の結合、あるいはポリマー側鎖への結合も、2、6位以外の部位で結合していることが好ましい。   When a compound that is a double salt of LiF and Lewis acid is used as the fluorine-containing inorganic lithium salt, it is desirable that there is no steric hindrance around the N atom of the pyridine ring. Therefore, a structure in which no substituent is present on the carbon atoms at the 2nd and 6th positions on both sides of the N atom is preferable. Moreover, it is preferable that the bonds in the polymer main chain or the bonds to the polymer side chain are also bonded at sites other than the 2 and 6 positions.

ピリジン環を有するポリマーがアセトニトリルを含有する非水系電解液と接触することによって、遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンの生成を抑制し、優れた負荷特性を発揮するとともに、高温貯蔵時の自己放電を抑制することができる。   When a polymer having a pyridine ring comes into contact with a non-aqueous electrolyte containing acetonitrile, it suppresses the formation of complex cations composed of transition metals and acetonitrile, exhibits excellent load characteristics, and self-discharge during high-temperature storage Can be suppressed.

本実施形態では、電池に用いられるピリジン環を有するポリマーの、電池内部での存在形態は、非水系電解液に溶解していてもよく、また、電池内部に、塗布層として存在していてもよく、更には粒子状で分散されていてもよい。また、これらのうちの複数状態であってもよい。ポリマーの分子量は、重量平均分子量1,000〜100,000である。一般式(1)中の繰り返し単位数nと、側鎖の繰り返し単位数mは、ポリマーの分子量が前述の範囲に収まるようになればよい。   In the present embodiment, the polymer having a pyridine ring used in the battery may be dissolved in the non-aqueous electrolyte solution, or may be present as a coating layer in the battery. Moreover, it may be dispersed in the form of particles. Further, a plurality of these states may be used. The molecular weight of the polymer is a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. The number n of repeating units in the general formula (1) and the number m of repeating units in the side chain may be such that the molecular weight of the polymer falls within the above-mentioned range.

ピリジン環を有するポリマーが低分子量であれば有機溶媒への溶解性が高くなるため、電解液中に溶液として存在することで、錯体カチオン生成の抑制効果が高くなる。一方、高分子量のポリマーは、溶解性が低いので、反応性も低くなるが、分解劣化が生じ難くなるので、効果の持続性に優れる。   If the polymer having a pyridine ring has a low molecular weight, the solubility in an organic solvent is increased. Therefore, the presence of the polymer in the electrolytic solution as a solution increases the effect of suppressing the formation of complex cations. On the other hand, high molecular weight polymers have low solubility and therefore low reactivity, but are less prone to degradation and are excellent in sustainability.

本願発明の電池においてピリジン環を有するポリマーは、電池内部で、電解液中に含有されるアセトニトリルと該ポリマーが接触した状態で存在することにより、錯体形成を抑制することが可能となる。従って、該ポリマーは非水系電解液に溶解している状態が好ましい。電解液中に溶解している状態では、ピリジン環を有するポリマーは電池内部のほぼ全域に存在する。溶解性が低いポリマーでは、電極(例えば、正極及び/又は負極)の表面又は内部、及びセパレータの表面又は内部のいずれか一か所以上に存在する状態とすることが好ましい。電極やセパレータの表面であれば、ポリマー溶液を塗布すればよい。また、電極内部であるならば、活物質を電極に塗工する際に、ポリマー溶液またはポリマー粒子として活物質合剤中に加えておく。セパレータの内部ならば、セパレータ製造時に、セパレータ材料樹脂と共に混錬しておくなどの手段がある。また、ここに記載したポリマーの存在状態が複数あってもよい。   In the battery of the present invention, the polymer having a pyridine ring is present inside the battery in a state where the polymer contained in the electrolytic solution and the polymer are in contact with each other, whereby complex formation can be suppressed. Therefore, it is preferable that the polymer is dissolved in the nonaqueous electrolytic solution. When dissolved in the electrolytic solution, the polymer having a pyridine ring is present almost throughout the battery. In the case of a polymer having low solubility, it is preferable that the polymer be present in any one or more of the surface or inside of the electrode (for example, positive electrode and / or negative electrode) and the surface or inside of the separator. If it is the surface of an electrode or a separator, a polymer solution may be applied. If it is inside the electrode, it is added to the active material mixture as a polymer solution or polymer particles when the active material is applied to the electrode. If it is inside the separator, there are means such as kneading with the separator material resin at the time of manufacturing the separator. In addition, there may be a plurality of states of the polymer described herein.

遷移金属とアセトニトリルから成る錯体カチオンの生成は、主に正極側で生じる。そのため、ピリジン環を有するポリマーが、正極側に多く存在すると、効果的に錯体カチオンの生成を抑制することができる。したがって、ポリマーを正極の表面、正極の内部、セパレータの正極側表面に塗布または分散して固定した形態が好ましい。特に、正極活物質の粒子表面にピリジン環を有するポリマーをコーティングした構造だと、正極表面での錯体形成が最も生じ易い個所において、その錯体形成反応を抑制することが可能となる。   Formation of a complex cation composed of a transition metal and acetonitrile occurs mainly on the positive electrode side. Therefore, when a polymer having a pyridine ring is present on the positive electrode side, the generation of complex cations can be effectively suppressed. Therefore, a form in which the polymer is applied or dispersed and fixed to the surface of the positive electrode, the inside of the positive electrode, and the positive electrode side surface of the separator is preferable. In particular, when the positive electrode active material particle surface is coated with a polymer having a pyridine ring, it is possible to suppress the complex formation reaction at a place where the complex formation on the positive electrode surface is most likely to occur.

本実施形態に係る電池内部に存在するピリジン環を有するポリマーの量は、ポリマーに含まれるピリジン環構造由来のN原子の重量で規定すると、電池内部に存在する電解液の全重量に対して、ピリジン環構造由来のN原子の重量が0.002〜2重量%となることが好ましく、より好ましくは0.005〜1重量%、更に好ましくは0.01〜1重量%である。   When the amount of the polymer having a pyridine ring present in the battery according to this embodiment is defined by the weight of N atoms derived from the pyridine ring structure contained in the polymer, the total weight of the electrolyte present in the battery is The weight of the N atom derived from the pyridine ring structure is preferably 0.002 to 2% by weight, more preferably 0.005 to 1% by weight, and still more preferably 0.01 to 1% by weight.

電池中で錯体カチオンの生成を抑制し、電池の優れた負荷特性を確保し、かつ高温貯蔵時の自己放電を抑制するという観点から、本実施形態に係る非水電解液中のピリジン環を有するポリマーの含有量は、非水系電解液の全質量に対する割合として規定すると、0.01〜10質量%であることが好ましい。   From the viewpoint of suppressing the formation of complex cations in the battery, ensuring excellent load characteristics of the battery, and suppressing self-discharge during high-temperature storage, the non-aqueous electrolyte according to this embodiment has a pyridine ring. When the content of the polymer is defined as a ratio with respect to the total mass of the non-aqueous electrolyte solution, it is preferably 0.01 to 10% by mass.

本実施形態においては、ピリジン環を有するポリマーの含有量を上述の範囲内に調整することによって、非水系二次電池としての基本的な機能を損なうことなく、電極表面における反応が抑制できるため、充放電に伴う内部抵抗の増加を低減できる。   In the present embodiment, by adjusting the content of the polymer having a pyridine ring within the above range, the reaction on the electrode surface can be suppressed without impairing the basic function as a non-aqueous secondary battery. The increase in internal resistance accompanying charging / discharging can be reduced.

<8.電池の作製方法>
本実施形態における非水系二次電池は、図2に示されるように、上述の非水系電解液、集電体の片面又は両面に正極活物質層を有する正極5、集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極6、及び電池外装2、並びに必要に応じてセパレータ7を用いて、公知の方法により作製される。
<8. Manufacturing method of battery>
As shown in FIG. 2, the non-aqueous secondary battery in this embodiment includes the above-described non-aqueous electrolyte, the positive electrode 5 having a positive electrode active material layer on one or both surfaces of the current collector, and one or both surfaces of the current collector. The negative electrode 6 having the negative electrode active material layer, the battery casing 2 and, if necessary, the separator 7 are used to produce the negative electrode active material layer.

先ず、正極5及び正極6、並びに必要に応じてセパレータ7から成る積層体を形成する。例えば、長尺の正極5と負極6とを、正極5と負極6との間に該長尺のセパレータを介在させた積層状態で巻回して巻回構造の積層体を形成する態様;
正極5及び負極6を一定の面積と形状とを有する複数枚のシートに切断して得た正極シートと負極シートとを、セパレータシートを介して交互に積層した積層構造の積層体を形成する態様;
長尺のセパレータをつづら折りにして、該つづら折りになったセパレータ同士の間に交互に正極体シートと負極体シートとを挿入した積層構造の積層体を形成する態様;
等が可能である。
First, the laminated body which consists of the positive electrode 5 and the positive electrode 6, and the separator 7 as needed is formed. For example, an aspect in which a long positive electrode 5 and a negative electrode 6 are wound in a laminated state in which the long separator is interposed between the positive electrode 5 and the negative electrode 6 to form a laminate having a wound structure;
A mode of forming a laminate having a laminated structure in which a positive electrode sheet and a negative electrode sheet obtained by cutting the positive electrode 5 and the negative electrode 6 into a plurality of sheets having a certain area and shape are alternately laminated via a separator sheet. ;
A mode of forming a laminated body having a laminated structure in which long separators are folded in a zigzag manner, and positive electrode sheets and negative electrode sheets are alternately inserted between the zipped separators;
Etc. are possible.

この積層体を形成する工程において、セパレータ及び/又は正極の、表面及び/又は内部に、ピリジン環を有するポリマーを塗布または混合して配置してもよい。   In the step of forming this laminate, a polymer having a pyridine ring may be applied or mixed on the surface and / or inside of the separator and / or the positive electrode.

次いで、電池外装2(電池ケース)内に上述の積層体を収容して、本実施形態に係る電解液を電池ケース内部に注液し、積層体を電解液に浸漬して封印することによって、本実施形態に係る非水系二次電池を作製することができる。
代替的には、電解液を高分子材料から成る基材に含浸させることによって、ゲル状態の電解質膜を予め作製しておき、シート状の正極5、負極6、及び電解質膜、並びに必要に応じてセパレータ7を用いて積層構造の積層体を形成した後、電池外装2内に収容して非水系二次電池を作製することもできる。
この非水系二次電池を作製する工程において、浸漬する電解液中にピリジン環を有するポリマーを溶解して用いてもよい。
Next, the above-described laminated body is accommodated in the battery exterior 2 (battery case), the electrolytic solution according to the present embodiment is injected into the battery case, and the laminated body is immersed in the electrolytic solution and sealed. A non-aqueous secondary battery according to this embodiment can be produced.
Alternatively, an electrolyte solution in a gel state is prepared in advance by impregnating a base material made of a polymer material with an electrolytic solution, and the sheet-like positive electrode 5, the negative electrode 6, the electrolyte membrane, and if necessary Then, after forming a laminated body having a laminated structure using the separator 7, the separator 7 can be housed in the battery casing 2 to produce a non-aqueous secondary battery.
In the step of manufacturing the non-aqueous secondary battery, a polymer having a pyridine ring may be dissolved in the electrolytic solution to be immersed.

本実施形態における非水系二次電池の形状は、特に限定されず、例えば、円筒形、楕円形、角筒型、ボタン形、コイン形、扁平形、ラミネート形等が好適に採用される。   The shape of the non-aqueous secondary battery in the present embodiment is not particularly limited, and for example, a cylindrical shape, an elliptical shape, a rectangular tube shape, a button shape, a coin shape, a flat shape, a laminated shape, and the like are suitably employed.

本実施形態における非水系二次電池は、初回充電により電池として機能し得るが、初回充電の際に電解液の一部が分解することにより安定化する。初回充電の方法について特に制限はないが、初回充電は0.001〜0.3Cで行われることが好ましく、0.002〜0.25Cで行われることがより好ましく、0.003〜0.2Cで行われることが更に好ましい。初回充電が、途中に定電圧充電を経由して行われることも好ましい結果を与える。定格容量を1時間で放電する定電流が1Cである。リチウム塩が電気化学的な反応に関与する電圧範囲を長く設定することによって、SEI(Solid Electrolyte Interface:固体電解質界面)が電極表面に形成され、正極5を含めた内部抵抗の増加を抑制する効果があることの他、反応生成物が負極6のみに強固に固定化されることなく、何らかの形で、正極5、セパレータ7等の、負極6以外の部材にも良好な効果を与える。このため、非水系電解液に溶解したリチウム塩の電気化学的な反応を考慮して初回充電を行うことは、非常に有効である。   The non-aqueous secondary battery in the present embodiment can function as a battery by the first charge, but is stabilized when a part of the electrolytic solution is decomposed during the first charge. Although there is no restriction | limiting in particular about the method of initial charge, It is preferable that initial charge is performed at 0.001-0.3C, It is more preferable to be performed at 0.002-0.25C, 0.003-0.2C More preferably, it is performed. It is also preferable that the initial charging is performed via a constant voltage charging in the middle. The constant current for discharging the rated capacity in 1 hour is 1C. By setting the voltage range in which the lithium salt is involved in the electrochemical reaction for a long time, SEI (Solid Electrolyte Interface: solid electrolyte interface) is formed on the electrode surface, and the effect of suppressing the increase in internal resistance including the positive electrode 5 In addition to the above, the reaction product is not firmly fixed only to the negative electrode 6, and in some form, a good effect is given to members other than the negative electrode 6 such as the positive electrode 5 and the separator 7. For this reason, it is very effective to perform the initial charge in consideration of the electrochemical reaction of the lithium salt dissolved in the non-aqueous electrolyte.

本実施形態における非水系二次電池は、複数個の非水系二次電池を直列又は並列に接続した電池パックとして使用することもできる。電池パックの充放電状態を管理する観点から、1個当たりの使用電圧範囲は2〜5Vであることが好ましく、2.5〜5Vであることがより好ましく、2.75V〜5Vであることが特に好ましい。   The non-aqueous secondary battery in the present embodiment can also be used as a battery pack in which a plurality of non-aqueous secondary batteries are connected in series or in parallel. From the viewpoint of managing the charge / discharge state of the battery pack, the operating voltage range per unit is preferably 2 to 5 V, more preferably 2.5 to 5 V, and 2.75 V to 5 V. Particularly preferred.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。各種評価は以下のようにして実施した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Various evaluations were performed as follows.

(1)正極浸漬試験
アルミラミネート袋を2.7cm×6cmに加工し、23mm×17mmに打ち抜いた後述の正極を封入した後、不活性雰囲気下において、各実施例又は比較例で調製した非水系電解液0.5mLを注液した。このとき、電極面が電解液中に浸漬されていることを確認した。注液後シールし、アルミラミネート袋を縦に立て掛けた状態で60℃に保ち、10日間保存した。保存後、内部の電解液及び正極表面の観察を行った。遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンの塩を主成分とするゲル状物の生成が認められなかった場合を「○」(良好)、前記ゲル状物の生成が認められた場合を「×」(不良)と判定した。
(1) Positive electrode immersion test After processing an aluminum laminated bag to 2.7 cm x 6 cm and enclosing a positive electrode described later punched to 23 mm x 17 mm, the non-aqueous system prepared in each example or comparative example in an inert atmosphere 0.5 mL of electrolyte solution was injected. At this time, it was confirmed that the electrode surface was immersed in the electrolytic solution. After injecting the solution, it was sealed and kept at 60 ° C. with the aluminum laminate bag leaning vertically and stored for 10 days. After storage, the internal electrolyte and the positive electrode surface were observed. “○” (good) when the formation of a gel-like substance composed mainly of a complex cation salt composed of a transition metal and acetonitrile is not recognized, and “×” when the formation of the gel-like substance is recognized (Defect) was determined.

(2)電池作製
(2−1)正極(P1)の作製
正極活物質として数平均粒子径11μmのリチウム、ニッケル、マンガン、及びコバルトの複合酸化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/3、密度4.70g/cm)と、導電助剤として数平均粒子径48nmのアセチレンブラック粉末(密度1.95g/cm)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF;密度1.75g/cm)とを、93:4:3の質量比で混合し、正極合剤を得た。得られた正極合剤に溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを投入して更に混合して、正極合剤含有スラリーを調製した。正極集電体となる厚さ20μm、幅200mmのアルミニウム箔の片面に、この正極合剤含有スラリーを、目付量が22mg/cmになるように調節しながらドクターブレード法で塗布し、溶剤を乾燥除去した。その後、ロールプレスで正極活物質層の密度が2.8g/cmになるように圧延することにより、正極活物質層と正極集電体とから成る正極(P1)を得た。
(2) Battery production (2-1) Production of positive electrode (P1) Lithium, nickel, manganese and cobalt composite oxide having a number average particle diameter of 11 μm (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1 / 3 O 2, and the density 4.70g / cm 3), and acetylene black powder having an average particle diameter of 48nm as a conductive additive (density 1.95g / cm 3), polyvinylidene fluoride (PVdF; density 1.75g / Cm 3 ) at a mass ratio of 93: 4: 3 to obtain a positive electrode mixture. N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent was added to the obtained positive electrode mixture and further mixed to prepare a positive electrode mixture-containing slurry. This positive electrode mixture-containing slurry was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and a width of 200 mm to be a positive electrode current collector by a doctor blade method while adjusting the basis weight to 22 mg / cm 2 , Removed dry. Then, the positive electrode (P1) which consists of a positive electrode active material layer and a positive electrode electrical power collector was obtained by rolling so that the density of a positive electrode active material layer might be 2.8 g / cm < 3 > with a roll press.

(2−2)負極(N1)の作製
負極活物質として数平均粒子径25μmのグラファイト炭素粉末(商品名「MCMB25−28」、大阪ガスケミカル(株)製)と、導電助剤として数平均粒子径48nmのアセチレンブラックと、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF;密度1.75g/cm)とを、93:2:5の固形分質量比で混合した。得られた混合物にN−メチル−2−ピロリドンを投入して更に混合して、負極合剤含有スラリーを調製した。負極集電体となる厚さ10μm、幅200mmの銅箔の片面に、この負極合剤含有スラリーを目付量が12mg/cmになるように調節しながらドクターブレード法で塗布し、溶剤を乾燥除去した。その後、ロールプレスで負極活物質層の密度が1.5g/cmになるよう圧延することにより、負極活物質層と負極集電体とから成る負極(N1)を得た。
(2-2) Production of negative electrode (N1) Graphite carbon powder (trade name “MCMB25-28”, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) having a number average particle diameter of 25 μm as a negative electrode active material, and number average particles as a conductive auxiliary Acetylene black having a diameter of 48 nm and polyvinylidene fluoride (PVdF; density 1.75 g / cm 3 ) as a binder were mixed at a solid mass ratio of 93: 2: 5. N-methyl-2-pyrrolidone was added to the obtained mixture and further mixed to prepare a negative electrode mixture-containing slurry. The negative electrode mixture-containing slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm and a width of 200 mm to be a negative electrode current collector by a doctor blade method while adjusting the basis weight to 12 mg / cm 2 , and the solvent was dried. Removed. Then, the negative electrode (N1) which consists of a negative electrode active material layer and a negative electrode electrical power collector was obtained by rolling so that the density of a negative electrode active material layer might be set to 1.5 g / cm < 3 > with a roll press.

(2−3)単層ラミネート型電池(評価用)の作製
アルミニウム層と樹脂層とを積層したラミネートフィルム(絞り加工なし、厚さ120μm、31mm×37mm)2枚を、アルミニウム層側を外側にして重ね、三辺をシールしてラミネートセル外装を作製した。上述のように作製した正極(P1)を14.0mm×20.0mmに打ち抜き、上述のように作製した負極(N1)を14.5mm×20.5mmに打ち抜いた。続いて、セパレータとしてポリエチレン製微多孔膜(膜厚20μm、16mm×22mm)を用意し、正極(P1)と負極(N1)とをセパレータの両側に重ね合わせた積層体を、上記のラミネートセル外装内に配置した。次いで、そのセル外装内に各実施例及び比較例で調製した電解液を注入し、積層体を電解液に浸漬した。そして、ラミネートセル外装の残りの一辺をシールして非水系二次電池(単層ラミネート型電池。以下、単に「電池」ともいう。)を作製した。これを25℃で24時間保持し、積層体に電解液を十分馴染ませることにより、1C=8.5mAとなる単層ラミネート型電池を得た。
(2-3) Production of single-layer laminated battery (for evaluation) Two laminated films (no drawing, thickness 120 μm, 31 mm × 37 mm) in which an aluminum layer and a resin layer are laminated, with the aluminum layer side facing outward The three sides were sealed to produce a laminate cell exterior. The positive electrode (P1) produced as described above was punched into 14.0 mm × 20.0 mm, and the negative electrode (N1) produced as described above was punched into 14.5 mm × 20.5 mm. Subsequently, a polyethylene microporous membrane (film thickness 20 μm, 16 mm × 22 mm) is prepared as a separator, and a laminate in which the positive electrode (P1) and the negative electrode (N1) are overlapped on both sides of the separator is used as the laminate cell exterior. Placed in. Subsequently, the electrolyte solution prepared in each Example and Comparative Example was injected into the cell exterior, and the laminate was immersed in the electrolyte solution. Then, the remaining one side of the laminate cell exterior was sealed to produce a non-aqueous secondary battery (single-layer laminated battery; hereinafter, also simply referred to as “battery”). This was kept at 25 ° C. for 24 hours, and the laminate was sufficiently adapted to the electrolyte solution to obtain a single-layer laminate type battery with 1C = 8.5 mA.

ここで、1Cとは、満充電状態の電池を定電流で放電して1時間で放電終了となることが期待される電流値を意味する。上記で作製した単層ラミネート型電池については、4.2Vの満充電状態から定電流で2.7Vまで放電して、1時間で放電終了となることが期待される電流値を意味する。   Here, 1C means a current value at which a fully charged battery is discharged with a constant current and expected to be discharged in 1 hour. The single layer laminate type battery produced above means a current value that is expected to be discharged from a fully charged state of 4.2 V to 2.7 V at a constant current and to be discharged in 1 hour.

(3)単層ラミネート型電池の電池評価
上述のようにして得られた電池について、先ず、以下の(3−1)の手順に従って、初回充電処理及び初期充放電容量測定を行った。次に、以下の(3−2)及び(3−3)に従って、それぞれの電池を評価した。充放電は、アスカ電子(株)製の充放電装置ACD−01(商品名)及び二葉科学社製の恒温槽PLM−63S(商品名)を用いて行った。
(3) Battery Evaluation of Single Layer Laminate Battery For the battery obtained as described above, first charge treatment and initial charge / discharge capacity measurement were performed according to the following procedure (3-1). Next, each battery was evaluated according to the following (3-2) and (3-3). Charging / discharging was performed using charging / discharging apparatus ACD-01 (trade name) manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd. and thermostatic bath PLM-63S (trade name) manufactured by Futaba Kagaku.

(3−1)単層ラミネート型電池の初期充放電特性
電池の周囲温度を25℃に設定し、0.2Cに相当する1.7mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達するまで充電を行った後、4.2Vの定電圧で8時間充電を行った。その後、0.2Cに相当する1.7mAの定電流で2.7Vまで放電した。この一連の充放電操作を1サイクルとし、nサイクル目のときの放電容量をnサイクル目の充電容量で割った値を、初期充放電効率とする。
(3-1) Initial charge / discharge characteristics of single-layer laminate type battery The battery temperature reaches 4.2V when the ambient temperature of the battery is set to 25 ° C. and the battery is charged with a constant current of 1.7 mA corresponding to 0.2C. Then, charging was performed at a constant voltage of 4.2 V for 8 hours. Thereafter, the battery was discharged to 2.7 V with a constant current of 1.7 mA corresponding to 0.2C. This series of charge / discharge operations is defined as one cycle, and the value obtained by dividing the discharge capacity at the nth cycle by the charge capacity at the nth cycle is defined as the initial charge / discharge efficiency.

(3−2)単層ラミネート型電池の高出力での放電容量測定(出力試験)
上述の(3−1)に記載の方法で初回充放電処理を行った電池を用い、1Cに相当する8.5mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達するまで充電を行った後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電を行った。その後、1Cに相当する8.5mAの定電流で電池電圧2.7Vまで放電した。このときの放電容量をAとした。次に、1Cに相当する8.5mAの定電流で充電して電池電圧が4.2Vに到達するまで充電を行った後、4.2Vの定電圧で合計3時間充電を行った。その後、5Cに相当する42.5mAの定電流で電池電圧2.7Vまで放電した。このときの放電容量をBとした。出力試験測定値として、以下の値を算出した。
容量維持率=100×B/A[%]
(3-2) Measurement of discharge capacity at high output of single-layer laminated battery (output test)
Using the battery that was first charged / discharged by the method described in (3-1) above, charging was performed at a constant current of 8.5 mA corresponding to 1C, and charging was performed until the battery voltage reached 4.2V. After that, the battery was charged at a constant voltage of 4.2 V for a total of 3 hours. Thereafter, the battery was discharged to a battery voltage of 2.7 V at a constant current of 8.5 mA corresponding to 1C. The discharge capacity at this time was A. Next, the battery was charged with a constant current of 8.5 mA corresponding to 1 C and charged until the battery voltage reached 4.2 V, and then charged with a constant voltage of 4.2 V for a total of 3 hours. Thereafter, the battery was discharged to a battery voltage of 2.7 V at a constant current of 42.5 mA corresponding to 5C. The discharge capacity at this time was B. The following values were calculated as output test measurement values.
Capacity maintenance rate = 100 × B / A [%]

[実施例1]
不活性雰囲気下、非水系溶媒として830mLのアセトニトリル及び170mLのビニレンカーボネートから成る混合溶媒を調製し、該混合溶媒に対して、1.3molのLiPF及び0.1molのLiBOBを溶解させた。次に、上記混合溶媒100質量部に対して、添加剤としてポリ(2−ビニルピリジン)(Aldrich社製、Mw=5,000)1質量部を溶解して電解液を得た。電解液中に存在するピリジン環由来のN原子の重量割合は0.13重量%である。
[Example 1]
Under an inert atmosphere, a mixed solvent composed of 830 mL of acetonitrile and 170 mL of vinylene carbonate was prepared as a non-aqueous solvent, and 1.3 mol of LiPF 6 and 0.1 mol of LiBOB were dissolved in the mixed solvent. Next, 1 part by mass of poly (2-vinylpyridine) (manufactured by Aldrich, Mw = 5,000) as an additive was dissolved in 100 parts by mass of the mixed solvent to obtain an electrolytic solution. The weight ratio of N atoms derived from the pyridine ring present in the electrolytic solution is 0.13% by weight.

[実施例2]
実施例1で用いた添加剤を、混合溶媒100質量部に対してポリ(4−ビニルピリジン)(Aldrich社製、Mw=60,000)0.1質量部とした以外は全て同じ条件で電解液を得た。電解液中に存在するピリジン環由来のN原子の重量割合は0.013重量%である。
[Example 2]
Electrolysis was performed under the same conditions except that the additive used in Example 1 was 0.1 part by mass of poly (4-vinylpyridine) (manufactured by Aldrich, Mw = 60,000) with respect to 100 parts by mass of the mixed solvent. A liquid was obtained. The weight ratio of N atoms derived from the pyridine ring present in the electrolytic solution is 0.013% by weight.

[比較例1]
上記実施例1において、同組成で添加剤を入れない電解液を作製した。
[Comparative Example 1]
In the said Example 1, the electrolyte solution which does not put an additive with the same composition was produced.

[実施例1,2及び比較例1の正極浸漬試験及び初回充放電処理]
実施例1、2及び比較例1の組成の電解液について、(1)の正極浸漬試験を行ったところ、フッ素含有無機リチウム塩と有意量のアセトニトリルとを含む電解液において、ピリジン環を有するポリマーを含有しない比較例1では、褐色ゲル状物の生成が認められた。このゲル状物は、H−NMR、19F−NMR、およびICPによる分析結果から遷移金属とアセトニトリルとから成る錯体カチオンを含むものであることが判明した。一方、フッ素含有無機リチウム塩と有意量のアセトニトリルとを含む電解液においても、ピリジン環を有するポリマーを含有する実施例1,2では、褐色ゲル状物の生成が認められなかった。
[Positive electrode immersion test and first charge / discharge treatment of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1]
When the positive electrode immersion test of (1) was performed on the electrolytic solutions having the compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, a polymer having a pyridine ring in the electrolytic solution containing a fluorine-containing inorganic lithium salt and a significant amount of acetonitrile. In Comparative Example 1 containing no brown, the formation of a brown gel was observed. The gel-like product was found to contain a complex cation composed of a transition metal and acetonitrile from the results of analysis by 1 H-NMR, 19 F-NMR, and ICP. On the other hand, even in an electrolyte solution containing a fluorine-containing inorganic lithium salt and a significant amount of acetonitrile, in Examples 1 and 2 containing a polymer having a pyridine ring, the formation of a brown gel was not observed.

これらの結果から、フッ素含有無機リチウム塩と有意量のアセトニトリルとを含む電解液において、ピリジン環を有するポリマーの添加が、高温耐久性に大きく寄与していることが明らかとなった。   From these results, it was revealed that the addition of a polymer having a pyridine ring greatly contributed to high-temperature durability in an electrolytic solution containing a fluorine-containing inorganic lithium salt and a significant amount of acetonitrile.

次に、上述のようにして作製した正極(P1)及び負極(N1)、並びに実施例1,2及び比較例1で調製した電解液を組み合わせ、上述の(2−3)に記載の方法に従って単層ラミネート型非水系二次電池を作製した。この電池について上述の(3−1)に記載の方法により初回充放電処理を行った。   Next, the positive electrode (P1) and the negative electrode (N1) produced as described above were combined with the electrolyte solutions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, and the method described in (2-3) above was followed. A single layer laminate type non-aqueous secondary battery was produced. The battery was first charged / discharged by the method described in (3-1) above.

[比較例2]
また、アセトニトリルを含有する電解液の電池と、含有しない電池の性能を比較するため、比較例2として、アセトニトリルを含有しない電解液を調製した。すなわち、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=30/70(V/V)で混合した非水系溶媒に対して、LiPFを1.0mol/Lの濃度で溶解させた電解液を用いて電池を作製し、比較例1,2の電池について、上述の(3−2)に記載の方法により放電容量測定を行った。
[Comparative Example 2]
Moreover, in order to compare the performance of the battery of the electrolytic solution containing acetonitrile and the performance of the battery not containing, as Comparative Example 2, an electrolytic solution containing no acetonitrile was prepared. That is, a battery was prepared using an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol / L in a non-aqueous solvent mixed with ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 30/70 (V / V). The batteries of Comparative Examples 1 and 2 were subjected to discharge capacity measurement by the method described in (3-2) above.

[実施例1,2及び比較例1,2の電解液組成と評価結果]
実施例1,2及び比較例1,2の電解液組成を表1に示し、それぞれの電池評価結果を表2に示す。
[Electrolyte compositions and evaluation results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2]
The electrolytic solution compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1, and the battery evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2017188299
Figure 2017188299

Figure 2017188299
Figure 2017188299

比較例1の電池は、初期充放電効率は他の電池と比肩するものの、保存による電解液中にゲル発生があり、その後、電池特性は急速に劣化する。   Although the battery of Comparative Example 1 has an initial charge / discharge efficiency comparable to that of other batteries, gel generation occurs in the electrolytic solution due to storage, and then the battery characteristics deteriorate rapidly.

尚、実施例1,2及び比較例1は、アセトニトリルを電解液中に含有する電池であり、これと比較するため、比較例2のアセトニトリルを含まない電解液の電池を作製し、評価したが、アセトニトリルを含有する電池(比較例1)と比較して、容量維持率が極端に悪い。   Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are batteries containing acetonitrile in the electrolytic solution. For comparison with this, the battery of the electrolytic solution not containing acetonitrile of Comparative Example 2 was prepared and evaluated. Compared with a battery containing acetonitrile (Comparative Example 1), the capacity retention rate is extremely poor.

以上の結果から、本実施形態に係る電解液を用いた非水系二次電池は、既存電解液並みの高温耐久性能を維持しながら、高い出力特性が実現されていることが検証された。   From the above results, it was verified that the non-aqueous secondary battery using the electrolytic solution according to the present embodiment achieves high output characteristics while maintaining high temperature durability performance comparable to that of the existing electrolytic solution.

本発明の非水系二次電池は、例えば、携帯電話機、携帯オーディオ機器、パーソナルコンピュータ、IC(Integrated Circuit)タグ等の携帯機器;ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の自動車用充電池;住宅用蓄電システム等への適用が可能である。   The non-aqueous secondary battery of the present invention is, for example, a portable device such as a mobile phone, a portable audio device, a personal computer, an IC (Integrated Circuit) tag; a rechargeable battery for a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric vehicle; It can be applied to a residential power storage system.

1 アルミラミネートフィルム
2 電池外装
3 正極リード体
4 負極リード体
5 正極
6 負極
7 セパレータ
8 非水系二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum laminated film 2 Battery exterior 3 Positive electrode lead body 4 Negative electrode lead body 5 Positive electrode 6 Negative electrode 7 Separator 8 Non-aqueous secondary battery

Claims (8)

正極集電体の片面又は両面に、Ni、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する正極活物質層を有する正極と、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極と、
非水系電解液と、
を具備する非水系二次電池であって、
前記非水系電解液は、アセトニトリルを30〜100体積%含む非水系溶媒と、フッ素含有無機リチウム塩とを含有し、かつ
前記非水系二次電池の内部に、ピリジン環を有するポリマーが存在する、
前記非水系二次電池。
A positive electrode having a positive electrode active material layer containing at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co on one or both surfaces of the positive electrode current collector;
A negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
A non-aqueous electrolyte,
A non-aqueous secondary battery comprising:
The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent containing 30 to 100% by volume of acetonitrile and a fluorine-containing inorganic lithium salt, and a polymer having a pyridine ring is present inside the non-aqueous secondary battery.
The non-aqueous secondary battery.
前記フッ素含有無機リチウム塩が、LiPFを含有する、請求項1に記載の非水系二次電池。 The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the fluorine-containing inorganic lithium salt contains LiPF 6 . 前記ポリマーの前記ピリジン環由来のN原子の重量割合が、前記非水系二次電池中に存在する前記非水系電解液の全重量に対して、0.002〜2重量%である、請求項1又は2に記載の非水系二次電池。   The weight ratio of the N atom derived from the pyridine ring of the polymer is 0.002 to 2% by weight with respect to the total weight of the non-aqueous electrolyte solution present in the non-aqueous secondary battery. Or the non-aqueous secondary battery of 2. 前記ポリマーが、前記非水系電解液中、前記正極の表面若しくは内部、又は前記負極の表面若しくは内部に存在している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水系二次電池。   The non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer is present on the surface or inside of the positive electrode or on the surface or inside of the negative electrode in the non-aqueous electrolyte. 前記非水系二次電池がセパレータをさらに具備し、かつ前記ポリマーが、前記セパレータの表面又は内部に存在している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水系二次電池。   The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the nonaqueous secondary battery further includes a separator, and the polymer is present on a surface or inside of the separator. 前記ポリマーが、前記セパレータの前記正極側の表面に存在している、請求項5に記載の非水系二次電池。   The non-aqueous secondary battery according to claim 5, wherein the polymer is present on a surface of the separator on the positive electrode side. 前記ポリマーが、前記正極の表面又は内部に存在している、請求項4に記載の非水系二次電池。   The non-aqueous secondary battery according to claim 4, wherein the polymer is present on the surface or inside of the positive electrode. アセトニトリルを非水系溶媒の全体積に対して30〜100体積%含む前記非水系溶媒と;
フッ素含有無機リチウム塩としてLiPFと;
非水系電解液の全質量に対して0.01〜10質量%の、ピリジン環を有するポリマーと;
を含む前記非水系電解液。
The non-aqueous solvent containing 30 to 100% by volume of acetonitrile with respect to the total volume of the non-aqueous solvent;
LiPF 6 as the fluorine-containing inorganic lithium salt;
0.01 to 10% by mass of a polymer having a pyridine ring with respect to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution;
The non-aqueous electrolyte solution comprising:
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