JP2023054761A - Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery including the same - Google Patents

Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery including the same Download PDF

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花穂 玉井(宇佐美)
Tamai, (Usami) Kaho
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Abstract

To provide a nonaqueous electrolyte and a nonaqueous electrolyte battery excellent in the capacity retention rate on repeated charging/discharging and the gas suppression upon high temperature charge storage.SOLUTION: The nonaqueous electrolyte contains a compound represented by the following general formula (1). (In general formula (1), R1 and R2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and X represents a divalent hydrocarbon group comprising a ring together with a -O-Si-O- bond. However, the hydrogen atom possessed by the carbon of X may be substituted with a halogen atom.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水系電解液及び該非水系電解液を含む非水系電解液電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte.

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる民生用の電源から自動車用等の駆動用車載電源まで広範な用途に、リチウム二次電池等の非水系電解液電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高くなっており、特に、高容量、低温使用特性、高温保存特性、サイクル特性、過充電時安全性等の種々の電池特性の改善が要望されている。これらの特性を改善するための手段として、正極や負極の活物質や、非水系電解液を始めとする様々な電池の構成要素について、数多くの技術が検討されている。 2. Description of the Related Art Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries are being put to practical use in a wide range of applications, from so-called consumer power sources such as mobile phones and laptop computers to vehicle power sources for driving automobiles and the like. However, in recent years, the demand for higher performance of non-aqueous electrolyte batteries has been increasing. improvement is desired. As a means for improving these characteristics, many techniques have been studied for various battery components including positive and negative electrode active materials and non-aqueous electrolyte solutions.

例えば、特許文献1には、非水系電解液に特定のシラン化合物を添加することでサイクル特性を改善する検討が開示されている。特許文献2には、非水系電解液に特定のアルコキシシラン化合物を添加することで、サイクル容量維持率や高温保存時の体積変化を改善する検討が開示されている。特許文献3には、非水系電解液にトリアルコキシシラン化合物を添加することで、サイクル後の抵抗増加率や容量維持率を改善する検討が開示されている。特許文献4及び5には、非水系電解液にビニルトリアルコキシシラン化合物を添加することで、電池の膨れや内部抵抗を改善する検討が開示されている。特許文献6~9には、非水系電解液に炭素-炭素不飽和結合を有するシラン化合物を添加することで、充電保存後の容量維持率、ガス、低温抵抗等を改善する検討が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a study of improving cycle characteristics by adding a specific silane compound to a non-aqueous electrolytic solution. Patent Literature 2 discloses a study of adding a specific alkoxysilane compound to a non-aqueous electrolytic solution to improve cycle capacity retention rate and volume change during high-temperature storage. Patent Document 3 discloses a study of improving the resistance increase rate and the capacity retention rate after cycles by adding a trialkoxysilane compound to a non-aqueous electrolytic solution. Patent Literatures 4 and 5 disclose a study to improve battery swelling and internal resistance by adding a vinyltrialkoxysilane compound to a non-aqueous electrolytic solution. Patent Documents 6 to 9 disclose studies to improve the capacity retention rate, gas, low temperature resistance, etc. after charging and storage by adding a silane compound having a carbon-carbon unsaturated bond to a non-aqueous electrolyte. there is

米国特許出願公開第2020/0388876号公報U.S. Patent Application Publication No. 2020/0388876 国際公開第2018/028392号公報International Publication No. 2018/028392 米国特許出願公開第2019/0288336号公報U.S. Patent Application Publication No. 2019/0288336 特開2013-175409号公報JP 2013-175409 A 特開2013-175410号公報JP 2013-175410 A 国際公開第2017-138452号公報International Publication No. 2017-138452 国際公開第2017-138453号公報International Publication No. 2017-138453 国際公開第2019-117101号公報International Publication No. 2019-117101 国際公開第2019-111983号公報International Publication No. 2019-111983

本発明者らが上記文献に記載の方法を検討したところ、非水系電解液電池の繰り返し充放電時の容量維持率が十分でないという課題があることを見出した。 When the inventors of the present invention examined the method described in the above document, they found that there was a problem that the capacity retention rate during repeated charging and discharging of the non-aqueous electrolyte battery was not sufficient.

そこで、本発明は、非水系電解液電池の繰り返し充放電時の容量維持率を向上させる非水系電解液及び電池を提供することを課題とする。また、本電解液を用いて電池とした際の高温保存時のガス発生量を抑制でき、とりわけ、本電解液と特定の正極材を用いて電池とした際の、高温保存時のガス発生量を抑制できる非水系電解液及び電池を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolytic solution and a battery that improve the capacity retention rate during repeated charging and discharging of the non-aqueous electrolytic solution battery. In addition, it is possible to suppress the amount of gas generated during high-temperature storage when a battery is made using the present electrolytic solution. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolytic solution and a battery that can suppress the

本発明者等は上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、一般式(1)で表される化合物を含有する非水系電解液を用いることにより上記の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。 In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors have made intensive studies and found that the above objects can be achieved by using a non-aqueous electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1). completed.

即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
[1]下記一般式(1)で表される化合物を含有する非水系電解液。

Figure 2023054761000001
(一般式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、Xは-O-Si-O-結合とともに環を構成する2価の炭化水素基を表す。ただし、Xの炭素が有する水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。) That is, the gist of the present invention resides in the following.
[1] A non-aqueous electrolytic solution containing a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2023054761000001
(In general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and X represents a divalent hydrocarbon group forming a ring together with the --O--Si--O-- bond. However, the hydrogen atom of the carbon of X may be substituted with a halogen atom.)

[2]前記一般式(1)のXにおいて、-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3である、[1]に記載の上記非水系電解液。 [2] The non-aqueous electrolytic solution according to [1], wherein X in the general formula (1) has 2 or 3 carbon atoms forming a ring together with the -O-Si-O- bond.

[3]前記一般式(1)で表される化合物の含有量の合計が、非水系電解液の全量に対して0.001質量%以上30質量%以下である、[1]又は[2]に記載の上記非水系電解液。 [3] The total content of the compound represented by the general formula (1) is 0.001% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution [1] or [2] The non-aqueous electrolytic solution described in .

[4]正極及び負極と、非水系電解液とを備える非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、[1]~[3]のいずれか一つに記載の上記非水系電解液である、非水系電解液電池。 [4] A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is the non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [3]. A non-aqueous electrolyte battery.

[5]前記負極が、負極活物質を含み、該負極活物質が金属Si又はSi酸化物を含む、[4]に記載の上記非水系電解液電池。 [5] The non-aqueous electrolyte battery according to [4], wherein the negative electrode contains a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains metal Si or Si oxide.

[6]前記正極が正極活物質を含み、該正極活物質が下記組成式(2)で表される金属酸化物である、[4]又は[5]に記載の上記非水系電解液電池。 [6] The non-aqueous electrolyte battery according to [4] or [5], wherein the positive electrode contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material is a metal oxide represented by the following compositional formula (2).

Lia1Nib1Coc1d1・・・(2)
(上記式(2)中、a1、b1、c1及びd1は、0.90≦a1≦1.10、0.40≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50の数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 (2)
(In the above formula (2), a1, b1, c1 and d1 are 0.90 ≤ a1 ≤ 1.10, 0.40 ≤ b1 ≤ 0.98, 0.01 ≤ c1 < 0.50, 0.01 ≤ d1 < 0.50 and satisfies b1 + c1 + d1 = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)

本発明によれば、繰り返し充放電時の容量維持率に優れる非水系電解液及び電池を提供できる。また、高温保存時のガス発生量の抑制に優れる非水系電解液及び電池を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte solution and battery which are excellent in the capacity|capacitance retention rate at the time of repeated charging/discharging can be provided. In addition, it is possible to provide a non-aqueous electrolytic solution and a battery that are excellent in suppressing the amount of gas generated during high-temperature storage.

以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、以下に記載する説明は本発明の実施形態の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail. However, the description given below is an example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents. In addition, the present invention can be arbitrarily changed and implemented without departing from the gist thereof.

[1.非水系電解液]
[1-1.一般式(1)で表される化合物]
本発明の実施形態に係る非水系電解液は、一般式(1)で表される化合物を含有する。本発明の実施形態に係る非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有することが好ましい。
[1. Non-aqueous electrolyte]
[1-1. Compound represented by general formula (1)]
A non-aqueous electrolytic solution according to an embodiment of the present invention contains a compound represented by general formula (1). The non-aqueous electrolytic solution according to the embodiment of the present invention preferably contains an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving the same, as in general non-aqueous electrolytic solutions.

Figure 2023054761000002
(一般式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、Xは-O-Si-O-結合とともに環を構成する2価の炭化水素基を表す。ただし、Xの炭素が有する水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。)
Figure 2023054761000002
(In general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and X represents a divalent hydrocarbon group forming a ring together with the --O--Si--O-- bond. However, the hydrogen atom of the carbon of X may be substituted with a halogen atom.)

(R
一般式(1)中、Rは水素原子又は炭化水素基を表す。一般式(1)で表される化合物の電極上での副反応を抑える観点で、炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基の炭素数は好ましくは1~12であり、さらに好ましくは1~6であり、特に好ましくは1~4である。上述の炭化水素基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができるため好ましい。
( R1 )
In general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. From the viewpoint of suppressing the side reaction of the compound represented by the general formula (1) on the electrode, it is preferably a hydrocarbon group. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1-12, more preferably 1-6, and particularly preferably 1-4. With the above-described hydrocarbon group, the compound represented by the general formula (1) tends to localize near the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be further enhanced. Therefore, it is preferable.

炭化水素基としては、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基等が挙げられる。なかでも一般式(1)で表される化合物の電極上での副反応を抑える観点でアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基が好ましく、特に好ましくは、アルキル基及びアルケニル基である。 Specific examples of hydrocarbon groups include alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, and aralkyl groups. Among them, an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group are preferable, and an alkyl group and an alkenyl group are particularly preferable, from the viewpoint of suppressing a side reaction of the compound represented by the general formula (1) on the electrode.

アルキル基としては、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基及び環状構造を有するアルキル基が挙げられる。なかでも、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができる観点で、直鎖状アルキル基であることが好ましい。 Alkyl groups include linear alkyl groups, branched alkyl groups and alkyl groups having a cyclic structure. Among them, the compound represented by the general formula (1) can suitably form an insulating film on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be enhanced. It is preferably a group.

直鎖状アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-へプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、及びn-ドデシル基等の炭素数1~12の直鎖状アルキル基が挙げられる。なかでも、炭素数1~6の直鎖状アルキル基が好ましく、特に好ましくは、炭素数1~4の直鎖状アルキル基である。 Specific examples of linear alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n -nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group and other linear alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms. Among them, straight-chain alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms are preferred, and straight-chain alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferred.

分岐状アルキル基としては、具体例には、メチルエチル基、メチルプロピル基、メチルブチル基、メチルペンチル基、メチルヘキシル基、メチルへプチル基、メチルオクチル基、メチルノニル基、メチルデシル基、メチルウンデシル基;ジメチルエチル基(tert-ブチル基)、ジメチルプロピル基、ジメチルブチル基、ジメチルペンチル基、ジメチルヘキシル基、ジメチルへプチル基、ジメチルオクチル基;トリメチルヘキシル基、トリメチルへプチル基;エチルペンチル基、エチルヘキシル基、エチルへプチル基、エチルオクチル基;プロピルヘキシル基、プロピルへプチル基;及びブチルヘキシル基等の炭素数1~12の分岐状アルキル基が挙げられる。なかでも、メチルエチル基、メチルプロピル基、メチルブチル基、メチルペンチル基、ジメチルエチル基(tert-ブチル基)、ジメチルプロピル基及びジメチルブチル基等の炭素数1~6の分岐状アルキル基が好ましく、特に好ましくは、メチルエチル基、メチルプロピル基及びジメチルエチル基(tert-ブチル基)等の炭素数1~4の分岐状アルキル基である。なお、前記分岐アルキル基の例において、分岐の位置は任意である。 Specific examples of branched alkyl groups include methylethyl, methylpropyl, methylbutyl, methylpentyl, methylhexyl, methylheptyl, methyloctyl, methylnonyl, methyldecyl, and methylundecyl groups. ; dimethylethyl group (tert-butyl group), dimethylpropyl group, dimethylbutyl group, dimethylpentyl group, dimethylhexyl group, dimethylheptyl group, dimethyloctyl group; trimethylhexyl group, trimethylheptyl group; ethylpentyl group, ethylhexyl propylhexyl group, propylheptyl group; and butylhexyl group. Among them, branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methylethyl group, methylpropyl group, methylbutyl group, methylpentyl group, dimethylethyl group (tert-butyl group), dimethylpropyl group and dimethylbutyl group are preferable. Particularly preferred are branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methylethyl group, methylpropyl group and dimethylethyl group (tert-butyl group). In addition, in the examples of the branched alkyl group, the position of the branch is arbitrary.

環状構造を有するアルキル基としては、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基及びメチルシクロヘキシルメチル基等の炭素数3~12の環状構造を有するアルキル基が挙げられる。なかでも、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、シクロシクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基及びメチルシクロヘキシルメチル基等の炭素数3~8の環状構造を有するアルキル基が好ましく、特に好ましくは、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基及びメチルシクロヘキシルメチル基等の炭素数6~8の環状構造を有するアルキル基である。 Specific examples of alkyl groups having a cyclic structure include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, Examples thereof include alkyl groups having a cyclic structure having 3 to 12 carbon atoms such as methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, ethylcyclohexyl group and methylcyclohexylmethyl group. Among them, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclocyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, ethylcyclohexyl and methylcyclohexylmethyl Alkyl groups having a cyclic structure having 3 to 8 carbon atoms are preferred, and particularly preferred are cyclohexyl, cyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, methylcyclohexyl, dimethylcyclohexyl, ethylcyclohexyl and methylcyclohexylmethyl groups. It is an alkyl group having a cyclic structure with 6 to 8 carbon atoms.

上述のアルキル基の中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基、メチルエチル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、及びn-ヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、メチルエチル基、n-ブチル基、及びtert-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基がより好ましく、メチル基及びエチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。これらのアルキル基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができるため好ましい。 Among the alkyl groups mentioned above, those having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, methylethyl group, n-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group and n-hexyl group Alkyl groups are preferred, and alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, methylethyl, n-butyl, and tert-butyl are more preferred, and methyl and ethyl are preferred. More preferably, a methyl group is particularly preferred. With these alkyl groups, the compound represented by the general formula (1) tends to be localized in the vicinity of the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be further enhanced. preferable.

アルケニル基として、具体的には、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、メタリル基、2-ブテニル基、3-メチル2-ブテニル基、3-ブテニル基、及び4-ペンテニル基等の炭素数2~12のアルケニル基が挙げられる。なかでも、好ましくは、ビニル基、アリル基、メタリル基、及び2-ブテニル基等の炭素数2~6のアルケニル基であり、より好ましくは、ビニル基、アリル基、及びメタリル基の炭素数2~4のアルケニル基であり、さらに好ましくは、ビニル基及びアリル基であり、特に好ましくはビニル基である。上述のアルケニル基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができるため好ましい。 Specific examples of alkenyl groups include vinyl groups, allyl groups, isopropenyl groups, methallyl groups, 2-butenyl groups, 3-methyl 2-butenyl groups, 3-butenyl groups, and 4-pentenyl groups having 2 carbon atoms. -12 alkenyl groups are included. Among them, preferred are alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as vinyl, allyl, methallyl and 2-butenyl groups, and more preferred are vinyl, allyl and methallyl groups having 2 carbon atoms. It is an alkenyl group of 1 to 4, more preferably a vinyl group or an allyl group, and most preferably a vinyl group. The above-mentioned alkenyl group is preferable because the compound represented by the general formula (1) can suitably form an insulating film on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be enhanced. .

アルキニル基として、具体的には、エチニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、4-ペンチニル基、及び5-ヘキシニル基等の炭素数2~12のアルキニル基が挙げられる。なかでも、好ましくは、エチニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、及び3-ブチニル基等の炭素数2~6のアルキニル基であり、特に好ましくは、エチニル基、2-プロピニル基である。上述のアルキニル基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができるため好ましい。 Specific examples of alkynyl groups include alkynyl groups having 2 to 12 carbon atoms such as ethynyl, 2-propynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 4-pentynyl, and 5-hexynyl groups. . Among them, preferred are alkynyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as ethynyl, 2-propynyl, 2-butynyl and 3-butynyl, and particularly preferred are ethynyl and 2-propynyl. . The above-mentioned alkynyl group is preferable because the compound represented by the general formula (1) can suitably form an insulating film on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be enhanced. .

アリール基としては、具体的には、フェニル基、トリル基、及びメシチル等の炭素数6~12のアリール基が挙げられる。なかでも、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができる観点から、フェニル基、及びトリル基等の炭素数6~7のアリール基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。 Specific examples of aryl groups include aryl groups having 6 to 12 carbon atoms such as phenyl, tolyl, and mesityl. Among them, the compound represented by the general formula (1) tends to be localized in the vicinity of the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and from the viewpoint that the effect can be further enhanced, a phenyl group, and an aryl group having 6 to 7 carbon atoms such as a tolyl group is preferred, and a phenyl group is particularly preferred.

アラルキル基としては、フェニルメチル基(ベンジル基)、フェニルエチル基(フェネチル基)、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等の炭素数7~12のアラルキル基が挙げられる。なかでも、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができる観点から、ベンジル基及びフェネチル基等の炭素数7~8のアラルキル基が好ましく、ベンジル基が特に好ましい。 The aralkyl group includes aralkyl groups having 7 to 12 carbon atoms such as phenylmethyl group (benzyl group), phenylethyl group (phenethyl group), phenylpropyl group and phenylbutyl group. Among them, the compound represented by the general formula (1) tends to be localized in the vicinity of the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and from the viewpoint that the effect can be further enhanced, a benzyl group and An aralkyl group having 7 to 8 carbon atoms such as a phenethyl group is preferred, and a benzyl group is particularly preferred.

上述の炭化水素基の中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、メチルエチル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基、及び、ビニル基、アリル基、メタリル基、2-ブテニル基等の炭素数2~4のアルケニル基が好ましく、その中でもメチル基、エチル基、ビニル基がより好ましく、メチル基及びビニル基が特に好ましい。上述の炭化水素基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができるため好ましい。 Among the above hydrocarbon groups, alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, methylethyl group, n-butyl group and tert-butyl group, vinyl group, allyl group, Alkenyl groups having 2 to 4 carbon atoms such as methallyl group and 2-butenyl group are preferred, among them, methyl group, ethyl group and vinyl group are more preferred, and methyl group and vinyl group are particularly preferred. With the above hydrocarbon group, the compound represented by the general formula (1) can suitably form an insulating film on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be enhanced. preferable.

(R
一般式(1)中、Rは水素原子又は炭化水素基を表す。一般式(1)で表される化合物の電極上での副反応を抑える観点で、Rは炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基の炭素数は好ましくは1~12であり、さらに好ましくは1~6であり、特に好ましくは1~4である。上述の炭化水素基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができるため好ましい。RとRは同一であってもよく、異なっていてもよい。
( R2 )
In general formula (1), R2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group. From the viewpoint of suppressing the side reaction of the compound represented by the general formula (1) on the electrode, R 2 is preferably a hydrocarbon group. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1-12, more preferably 1-6, and particularly preferably 1-4. With the above-described hydrocarbon group, the compound represented by the general formula (1) tends to localize near the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be further enhanced. Therefore, it is preferable. R 1 and R 2 may be the same or different.

炭化水素基としては、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基等が挙げられる。なかでも一般式(1)で表される化合物の電極上での副反応を抑える観点でアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基が好ましく、アルキル基及びアルケニル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。 Specific examples of hydrocarbon groups include alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, and aralkyl groups. Among them, alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups are preferable, alkyl groups and alkenyl groups are more preferable, and alkyl groups are particularly preferable, from the viewpoint of suppressing side reactions of the compound represented by the general formula (1) on the electrode.

アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及びアラルキル基の具体例及び好ましい例についてはR1に示すものと同様である。 Specific examples and preferred examples of the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group and aralkyl group are the same as those shown for R 1 .

上述の炭化水素基の中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基、メチルエチル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、及びn-ヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、メチルエチル基、n-ブチル基、及びtert-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基がより好ましく、メチル基及びエチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。これらの炭化水素基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができるため好ましい。 Among the above hydrocarbon groups, C 1-6 groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, methylethyl group, n-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group and n-hexyl group An alkyl group of is preferred, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a methylethyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group, a methyl group and an ethyl group is more preferred, and a methyl group is particularly preferred. With these hydrocarbon groups, the compound represented by the general formula (1) tends to localize near the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be further enhanced. Therefore, it is preferable.

(X)
一般式(1)中、Xは-O-Si-O-結合とともに環を構成する2価の炭化水素基を表す。炭化水素基の炭素数は、1~10であることが好ましく、2~6であることが更に好ましい。上述の炭化水素基であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面近傍へ一般式(1)で表される化合物が局在化する傾向にあり、その作用効果をより高めることができるため好ましい。Xの炭素が有する水素原子のうち少なくとも一つがハロゲン原子で置換されていてもよい。ハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。また、Xにおいて、-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3であることが好ましく、3であることが特に好ましい。
(X)
In general formula (1), X represents a divalent hydrocarbon group forming a ring together with an --O--Si--O-- bond. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1-10, more preferably 2-6. With the above-described hydrocarbon group, the compound represented by the general formula (1) tends to localize near the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect can be further enhanced. Therefore, it is preferable. At least one of the hydrogen atoms of the carbon atoms of X may be substituted with a halogen atom. Specific examples of the halogen atom include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, preferably fluorine atom. In X, the number of carbon atoms forming a ring together with the --O--Si--O-- bond is preferably 2 or 3, particularly preferably 3.

2価の炭化水素基の具体例としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等の2価の炭化水素基、及びこれら炭化水素基の水素原子のうち少なくとも一つがハロゲン原子で置換された2価の炭化水素基が挙げられ、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等の2価の炭化水素基であることが好ましい。上述の化合物であると、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができるため好ましい。 Specific examples of the divalent hydrocarbon group include divalent hydrocarbon groups such as an alkylene group, an alkenylene group, and an alkynylene group, and divalent hydrocarbon groups in which at least one of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups is substituted with a halogen atom. is preferably a divalent hydrocarbon group such as an alkylene group, an alkenylene group, or an alkynylene group. The compounds described above are preferable because the compound represented by the general formula (1) can form an insulating film on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and can enhance the effect thereof.

アルキレン基としては、具体的には、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、及び環状構造を有するアルキレン基が挙げられる。 The alkylene group specifically includes a linear alkylene group, a branched alkylene group, and an alkylene group having a cyclic structure.

直鎖状アルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基及びデシレン基等が挙げられる。 Specific examples of linear alkylene groups include methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, nonylene and decylene groups.

分岐状アルキレン基の具体例としては、メチルエチレン基、メチルプロピレン基、メチルブチレン基、メチルペンチレン基、メチルヘキシレン基、メチルへプチレン基、メチルオクチレン基、メチルノニレン基;ジメチルエチレン基、ジメチルプロピレン基、ジメチルブチレン基、ジメチルペンチレン基、ジメチルヘキシレン基、ジメチルへプチレン基、ジメチルオクチレン基;トリメチルエチレン基、トリメチルプロピレン基、トリメチルブチレン基、トリメチルペンチレン基、トリメチルヘキシレン基、トリメチルへプチレン基;テトラメチルエチレン基、テトラメチルプロピレン基、テトラメチルブチレン基、テトラメチルペンチレン基、テトラメチルへキシレン基等が挙げられる。なお、前記分岐アルキル基の例において、分岐の位置は任意である。 Specific examples of branched alkylene groups include a methylethylene group, a methylpropylene group, a methylbutylene group, a methylpentylene group, a methylhexylene group, a methylheptylene group, a methyloctylene group, a methylnonylene group; a dimethylethylene group, a dimethyl Propylene group, dimethylbutylene group, dimethylpentylene group, dimethylhexylene group, dimethylheptylene group, dimethyloctylene group; trimethylethylene group, trimethylpropylene group, trimethylbutylene group, trimethylpentylene group, trimethylhexylene group, trimethyl heptylene group; tetramethylethylene group, tetramethylpropylene group, tetramethylbutylene group, tetramethylpentylene group, tetramethylhexylene group and the like. In addition, in the examples of the branched alkyl group, the position of the branch is arbitrary.

環状構造を有するアルキレン基の具体例としては、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、エチレン基又はプロピレン基等の直鎖状アルキレン基の炭素原子を構成要素とする環状構造を含有するアルキレン基、エチレン基又はプロピレン基等の直鎖状アルキレン基の炭素-炭素結合を構成要素とする環状構造を含有するアルキレン基、等が挙げられる。 Specific examples of the alkylene group having a cyclic structure include cyclopentylene, cyclohexylene, ethylene, propylene, and other straight-chain alkylene groups having carbon atoms as constituents, and alkylene groups containing cyclic structures. An alkylene group containing a cyclic structure having a carbon-carbon bond of a linear alkylene group such as an ethylene group or a propylene group as a constituent, and the like.

アルケニレン基としては、具体的には、ビニレン基、プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基等が挙げられる。 Specific examples of alkenylene groups include vinylene, propenylene, 1-butenylene, 2-butenylene, butadienylene, pentenylene, hexenylene, heptenylene, and octenylene groups.

上述の炭化水素基の中でも、エチレン基、プロピレン基、メチルエチレン基、メチルプロピレン基、ジメチルエチレン基、ジメチルプロピレン基、トリメチルエチレン基、トリメチルプロピレン基、テトラメチルエチレン基等の-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素の数が2又は3であるアルキレン基が好ましく、プロピレン基、メチルプロピレン基、ジメチルプロピレン基、トリメチルプロピレン基等の-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素の数が3であるアルキレン基等が更に好ましい。上述のアルキレン基であると、-O-Si-O-結合を含む環構造が5員環又は6員環(特に好適には6員環)を形成し、正極活物質及び/又は負極活物質の表面に一般式(1)で表される化合物が好適に絶縁性被膜を形成でき、その作用効果を高めることができるため好ましい。また、本電解液と特定の正極材とを用いて電池とした際の高温保存時のガスを一層抑制することができる観点からは、炭化水素基の中でも、直鎖状アルキレン基が好ましい。 Among the above hydrocarbon groups, -O-Si-O such as ethylene group, propylene group, methylethylene group, methylpropylene group, dimethylethylene group, dimethylpropylene group, trimethylethylene group, trimethylpropylene group, tetramethylethylene group, etc. - An alkylene group having 2 or 3 carbon atoms forming a ring together with a bond is preferable, and forms a ring together with a -O-Si-O- bond such as a propylene group, a methylpropylene group, a dimethylpropylene group, a trimethylpropylene group, etc. An alkylene group having 3 carbon atoms and the like are more preferable. In the above-described alkylene group, the ring structure containing the -O-Si-O- bond forms a 5-membered ring or a 6-membered ring (particularly preferably a 6-membered ring), and the positive electrode active material and / or the negative electrode active material The compound represented by the general formula (1) can suitably form an insulating film on the surface of (1), and can enhance its action and effect. In addition, among the hydrocarbon groups, a straight-chain alkylene group is preferable from the viewpoint of further suppressing gas during high-temperature storage when a battery is produced using the present electrolytic solution and a specific positive electrode material.

一般式(1)で表される化合物の電極上での副反応を抑える観点では、上述のアルキレン基の水素原子の少なくとも一つがフッ素原子で置換されていることも好ましい。尚、フッ素原子の置換位置は任意である。フッ素原子で置換されたアルキレン基の具体例としては、フルオロエチレン基、トリフルオロメチルエチレン基、1,2-ビス(トリフルオロメチル)エチレン基、1,1,2,2-テトラキス(トリフルオロメチル)エチレン基、2-フルオロプロピレン基、2,2-ジフルオロプロピレン基、1-トリフルオロメチルプロピレン基、1,3-ビス(トリフルオロメチル)プロピレン基等が挙げられる。 From the viewpoint of suppressing the side reaction on the electrode of the compound represented by the general formula (1), it is also preferable that at least one of the hydrogen atoms of the above-described alkylene group is substituted with a fluorine atom. Incidentally, the substitution position of the fluorine atom is arbitrary. Specific examples of the alkylene group substituted with a fluorine atom include a fluoroethylene group, a trifluoromethylethylene group, a 1,2-bis(trifluoromethyl)ethylene group, 1,1,2,2-tetrakis(trifluoromethyl ) ethylene group, 2-fluoropropylene group, 2,2-difluoropropylene group, 1-trifluoromethylpropylene group, 1,3-bis(trifluoromethyl)propylene group and the like.

(R、R及びXの組み合わせ)
一般式(1)で表される化合物のうち、R、R及びXの組み合わせとしては、Rがアルキル基、又はアルケニル基であり、Rがアルキル基であり、Xがアルキレン基であることが好ましく、Rがメチル基又はビニル基であり、Rがメチル基であり、Xがプロピレン基、メチルプロピレン基又はジメチルプロピレン基であることが特に好ましい。上記組み合わせであることにより、非水系電解液二次電池としたときの繰り返し充放電時の容量維持率を向上させる効果が大きい。
(combination of R 1 , R 2 and X)
Among the compounds represented by the general formula (1), as the combination of R 1 , R 2 and X, R 1 is an alkyl group or an alkenyl group, R 2 is an alkyl group, and X is an alkylene group. It is particularly preferred that R 1 is a methyl group or a vinyl group, R 2 is a methyl group, and X is a propylene group, a methylpropylene group or a dimethylpropylene group. Due to the above combination, the effect of improving the capacity retention rate during repeated charging and discharging when a non-aqueous electrolyte secondary battery is formed is large.

本電解液と特定の正極材とを用いて電池とした際の高温保存時のガスを抑制する観点では、Rがアルケニル基であり、Rがアルキル基であり、Xがアルキレン基である化合物が好ましく、Rがビニル基であり、Rがメチル基であり、Xがプロピレン基、メチルプロピレン基、ジメチルプロピレン基である化合物が特に好ましい。 From the viewpoint of suppressing gas during high-temperature storage when the present electrolyte solution and a specific positive electrode material are used to form a battery, R 1 is an alkenyl group, R 2 is an alkyl group, and X is an alkylene group. Compounds are preferred, particularly preferred are compounds in which R 1 is a vinyl group, R 2 is a methyl group and X is a propylene, methylpropylene or dimethylpropylene group.

(一般式(1)で表される化合物の例示)
以下に、前記一般式(1)で表される化合物を具体的に例示する。なお、本実施形態に係る一般式(1)で表される化合物は、以下に例示された式(B1-1)~式(B1-195)で表される化合物に何ら制限されることはない。
(Examples of compounds represented by general formula (1))
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) are shown below. The compound represented by general formula (1) according to the present embodiment is not limited to the compounds represented by formulas (B1-1) to (B1-195) exemplified below. .

Figure 2023054761000003
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Figure 2023054761000004
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Figure 2023054761000005
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Figure 2023054761000006
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Figure 2023054761000007
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Figure 2023054761000008
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Figure 2023054761000009
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Figure 2023054761000010
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Figure 2023054761000011
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Figure 2023054761000012
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Figure 2023054761000013
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Figure 2023054761000014
Figure 2023054761000014

Figure 2023054761000015
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上記化合物の中でも、Xが-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3である化合物(B-1~B-50、B-54~B-110、B-114~B-170、B-174~B-195)が好ましく、Rがアルキル基又はアルケニル基であり、Rがアルキル基であり、Xが-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3である化合物(B-1~B-50、B-54~B-110、B-114~B-120、B-181~B-186、B-194)がより好ましく、Rがアルキル基又はアルケニル基であり、Rがアルキル基であり、Xが-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3であるアルキレン基である化合物(B-1~B-19、B-40~B-46、B-49~B-50、B-61~B-79、B-100~B-106、B-109~B-110、B-181~B-186、B-194)が更に好ましく、Rがメチル基又はビニル基であり、Rがメチル基であり、Xがプロピレン基、メチルプロピレン基又はジメチルプロピレン基である化合物(B-1~B-7、B-61~B-67)が特に好ましい。上記化合物であることにより、非水系電解液二次電池としたときの繰り返し充放電時の容量維持率を向上させる効果が大きい。 Among the above compounds, compounds in which X has 2 or 3 carbon atoms forming a ring together with the -O-Si-O- bond (B-1 to B-50, B-54 to B-110, B-114 to B-170, B-174 to B-195) are preferred, R 1 is an alkyl group or an alkenyl group, R 2 is an alkyl group, and X is a carbon that forms a ring together with the —O—Si—O— bond. Compounds with a number of 2 or 3 (B-1 to B-50, B-54 to B-110, B-114 to B-120, B-181 to B-186, B-194) are more preferred, and R A compound (B - 1 ~ B-19, B-40 ~ B-46, B-49 ~ B-50, B-61 ~ B-79, B-100 ~ B-106, B-109 ~ B-110, B-181 ~ B -186, B-194) are more preferred, and compounds (B- 1 to B-7, B-61 to B-67) are particularly preferred. By being the above compound, the effect of improving the capacity retention rate during repeated charging and discharging when a non-aqueous electrolyte secondary battery is formed is large.

更に、本電解液と特定の正極材とを用いて電池とした際の高温保存時のガスを抑制する観点では、Rがアルケニル基であり、Rがアルキル基であり、Xが-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3であるアルキレン基である化合物(B-61~B-79、B-100~B-106、B-109~B-110、B-181~B-186)が好ましく、Rがビニル基であり、Rがメチル基であり、Xがプロピレン基、メチルプロピレン基、ジメチルプロピレン基である化合物(B-61~B-67)が特に好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of suppressing gas during high-temperature storage when a battery is made using the present electrolytic solution and a specific positive electrode material, R 1 is an alkenyl group, R 2 is an alkyl group, and X is —O Compounds (B-61 to B-79, B-100 to B-106, B-109 to B-110, B -181 to B-186) are preferred, and compounds (B-61 to B-67) in which R 1 is a vinyl group, R 2 is a methyl group, and X is a propylene group, a methylpropylene group, or a dimethylpropylene group is particularly preferred.

本発明の実施形態で用いる一般式(1)で表される化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、一般式(1)で表される化合物の含有量は特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、前記一般式(1)で表される化合物の含有量の合計が、非水系電解液の全量に対して、0.001質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましく、0.02質量%以上であることがさらに好ましく、0.05質量%以上であることが特に好ましく、0.1質量%以上であることが最も好ましい。前記範囲内であることにより、正極活物質及び/又は負極活物質の表面上に好適な被膜が形成され、電解液構成成分の副反応の抑制効果が発現される。 The compounds represented by the general formula (1) used in the embodiment of the present invention may be used singly, or two or more may be used in any combination and ratio. In addition, the content of the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but the content of the compound represented by the general formula (1) The total is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and even more preferably 0.02% by mass or more, relative to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution. , is particularly preferably 0.05% by mass or more, and most preferably 0.1% by mass or more. Within the above range, a suitable film is formed on the surface of the positive electrode active material and/or the negative electrode active material, and the effect of suppressing side reactions of constituent components of the electrolytic solution is exhibited.

一方、前記一般式(1)で表される化合物の含有量の合計が、非水系電解液の全量に対して、30質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましく、1.5質量%以下であることが特に好ましく、1質量%以下であることが最も好ましい。前記範囲内であることにより、過度に負極被膜が形成されないため、リチウムイオンの透過性が確保できることで、入出力特性や充放電レート特性が好適な範囲となる。 On the other hand, the total content of the compounds represented by the general formula (1) is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, relative to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution. , more preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, particularly preferably 1.5% by mass or less, and most preferably 1% by mass or less. Within the above range, the negative electrode film is not excessively formed, and the permeability of lithium ions can be ensured, so that the input/output characteristics and the charge/discharge rate characteristics are within a suitable range.

一般式(1)で表される化合物の製造方法は特に限定されず、公知の方法を組み合わせて製造できる。例えば、ジハロゲン化シランと2価アルコールの反応、及びジアルコキシシランと2価アルコールによる反応による方法等が挙げられる。 The method for producing the compound represented by formula (1) is not particularly limited, and it can be produced by combining known methods. For example, a method of reacting a dihalogenated silane and a dihydric alcohol, and a method of reacting a dialkoxysilane and a dihydric alcohol, and the like can be mentioned.

一般式(1)で表される化合物を含有する非水系電解液の調製は、公知の手法で行えばよく、特に限定されない。例えば、別途合成した(1)で表される化合物を非水系電解液に添加する方法や、別途合成した一般式(1)で表される化合物を溶媒中に添加した後に電解質塩を溶解させて非水系電解液とする方法、後述する活物質や極板、セパレータ等の電池構成要素中に一般式(1)で表される化合物を混合して電池要素(電池素子)を構築しておき、非水系電解液を注液して非水系電解液二次電池などのエネルギーデバイスを組み立てる際に一般式(1)で表される化合物を非水系電解液に溶解させる方法、非水系電解液或いは非水系電解液二次電池内で、一般式(1)で表される化合物を発生し得る化合物を予め非水系電解液或いは非水系電解液二次電池内に混合させておいて一般式(1)で表される化合物を含む電解液を得る方法等が挙げられる。本発明においては、いずれの手法を用いてもよい。 Preparation of the non-aqueous electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1) may be performed by a known method, and is not particularly limited. For example, a method of adding a separately synthesized compound represented by (1) to a non-aqueous electrolytic solution, or a method of adding a separately synthesized compound represented by general formula (1) into a solvent and then dissolving the electrolyte salt. A method of using a non-aqueous electrolytic solution, a battery element (battery element) is constructed by mixing a compound represented by the general formula (1) into a battery component such as an active material, an electrode plate, a separator, etc., which will be described later, A method of dissolving a compound represented by the general formula (1) in a non-aqueous electrolyte when assembling an energy device such as a non-aqueous electrolyte secondary battery by injecting a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte or a non-aqueous electrolyte In the aqueous electrolyte secondary battery, a compound capable of generating the compound represented by general formula (1) is mixed in advance in the non-aqueous electrolyte or in the non-aqueous electrolyte secondary battery, and the general formula (1) and a method for obtaining an electrolytic solution containing a compound represented by the above. Either method may be used in the present invention.

また、上記の非水系電解液、及び非水系電解液二次電池中における一般式(1)で表される化合物の含有量を測定する手法としては、特に制限がなく、公知の手法であれば任意に用いることができる。具体的には、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー、H及び13C核磁気共鳴分光法(以下、「NMR」と称する場合がある。)等が挙げられる。 In addition, the method for measuring the content of the compound represented by the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited, and is a known method. It can be used arbitrarily. Specific examples include gas chromatography, liquid chromatography, 1 H and 13 C nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter sometimes referred to as “NMR”), and the like.

一般式(1)で表される化合物を含有する非水系電解液により本願発明の効果が得られる理由については、以下のように推測される。一般式(1)で表される化合物は、反応性部位であるSi-O結合を有するため、負極活物質と反応し、負極表面を好適に改質することで負極活物質の劣化を抑制し、繰り返し充放電時の容量維持率に向上に寄与すると考えられる。更に、一般式(1)で表される化合物は、-O-Si-O-結合部位が炭化水素基で連結された構造を有するため、電極表面上で反応して分子間架橋体を形成し、電極表面を保護する被膜として作用すると考えられる。この保護被膜によって過剰な溶媒分解が抑制され、繰り返し充放電時の容量維持率の向上、及び溶媒分解によるガス発生の抑制に寄与すると考えられる。ヘキサメチルシクロトリシロキサン等の、環構造内にSi-O結合を3つ以上有する化合物であると、分子間架橋体の耐久性が低いため、繰り返し充放電時の容量維持率改善効果が得られない。また、-O-Si-O-結合と2価の炭化水素基で構成される環状構造(一般式(1)に一つ含まれている環状構造)を二つ以上有する化合物であると、電極表面上に分子間架橋体が比較的多く形成される傾向にあるため、一般式(1)で表される化合物を使用する場合ほどの繰り返し充放電時の容量維持率の向上効果は期待できない。一般式(1)で表される化合物を用いた場合には、分子環架橋体の耐久性及び量が好適に制御された分子間架橋体が形成され、繰り返し充放電時の容量維持率が顕著に向上すると考える。 The reason why the effect of the present invention is obtained by the non-aqueous electrolyte solution containing the compound represented by the general formula (1) is presumed as follows. Since the compound represented by the general formula (1) has a Si—O bond, which is a reactive site, it reacts with the negative electrode active material to suitably modify the surface of the negative electrode, thereby suppressing deterioration of the negative electrode active material. , is considered to contribute to the improvement of the capacity retention rate during repeated charging and discharging. Furthermore, since the compound represented by the general formula (1) has a structure in which —O—Si—O— bonding sites are linked by hydrocarbon groups, it reacts on the electrode surface to form an intermolecular crosslinked body. , is thought to act as a coating that protects the electrode surface. Excessive solvent decomposition is suppressed by this protective coating, which is thought to contribute to improvement of the capacity retention rate during repeated charging and discharging and suppression of gas generation due to solvent decomposition. A compound having three or more Si—O bonds in the ring structure, such as hexamethylcyclotrisiloxane, has low durability of the intermolecular crosslinked body, so that the effect of improving the capacity retention rate during repeated charging and discharging can be obtained. do not have. Further, if the compound has two or more cyclic structures (one cyclic structure included in the general formula (1)) composed of —O—Si—O— bonds and divalent hydrocarbon groups, the electrode Since a relatively large amount of intermolecular crosslinks tends to be formed on the surface, the effect of improving the capacity retention rate during repeated charging and discharging cannot be expected as much as in the case of using the compound represented by the general formula (1). When the compound represented by the general formula (1) is used, an intermolecular crosslinked body is formed in which the durability and amount of the molecular ring crosslinked body are suitably controlled, and the capacity retention rate during repeated charging and discharging is remarkable. I think it will improve to

一般式(1)で表される化合物は、分子内に、ケイ素―炭素結合部位、及びケイ素―酸素結合部位を有する。ケイ素原子の電気陰性度は炭素原子及び酸素原子よりも小さいために、ケイ素―炭素結合、及びケイ素―酸素結合の極性は偏っている。電子密度の高い部位が特定の正極表面上の電子不足部位と相互作用し、正極表面を安定化することで、正極由来のガスが抑制されると考えられる。一般式(1)で表される化合物の中でも、Rがアルケニル基等の炭素-炭素不飽和結合を有する炭化水素基である化合物であると、より好適に正極表面に作用できるために、優れたガス抑制効果を得られると推定している。 The compound represented by general formula (1) has a silicon-carbon bonding site and a silicon-oxygen bonding site in the molecule. Since the electronegativity of silicon atoms is lower than that of carbon atoms and oxygen atoms, the polarities of silicon-carbon bonds and silicon-oxygen bonds are biased. It is believed that the electron-dense sites interact with specific electron-deficient sites on the surface of the positive electrode to stabilize the surface of the positive electrode, thereby suppressing gas from the positive electrode. Among the compounds represented by the general formula (1), compounds in which R 1 is a hydrocarbon group having a carbon-carbon unsaturated bond such as an alkenyl group are excellent because they can more preferably act on the surface of the positive electrode. It is estimated that a gas suppression effect can be obtained.

[1-2.電解質]
<リチウム塩>
非水系電解液における電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いられることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。
[1-2. Electrolytes]
<Lithium salt>
A lithium salt is usually used as the electrolyte in the non-aqueous electrolytic solution. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose, and any lithium salt can be used. Specific examples include the following.

例えば、フルオロホウ酸リチウム塩、フルオロリン酸リチウム塩、タングステン酸リチウム塩、カルボン酸リチウム塩、スルホン酸リチウム塩、リチウムイミド塩、リチウムメチド塩、リチウムオキサラート塩、及び含フッ素有機リチウム塩等が挙げられる。 Examples include lithium fluoroborate, lithium fluorophosphate, lithium tungstate, lithium carboxylate, lithium sulfonate, lithium imide, lithium methide, lithium oxalate, and fluorine-containing organic lithium salts. .

中でも、フルオロホウ酸リチウム塩としてLiBF;フルオロリン酸リチウム塩としてLiPF、LiPOF、LiPO;スルホン酸リチウム塩としてLiFSO、CHSOLi;リチウムイミド塩としてLiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド;リチウムメチド塩として、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO;リチウムオキサラート塩として、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等が、低温出力特性やハイレート充放電特性、インピーダンス特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点からより好ましい。さらに好ましくは、LiPF、LiN(FSO、リチウムビス(オキサラト)ボレート及びLiFSOであり、特に好ましくはLiPFである。また、上記電解質塩は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 LiPF 6 , Li 2 PO 3 F and LiPO 2 F 2 as lithium fluorophosphate salts; LiFSO 3 and CH 3 SO 3 Li as lithium sulfonate salts; LiN ( FSO 2 ) 2 , LiN(FSO 2 )(CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide; as lithium methide salts, LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 ; as lithium oxalate salts, Lithium difluorooxalatoborate, lithium bis(oxalato)borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate, etc. It is more preferable from the viewpoint of improving properties, high-temperature storage properties, cycle properties, and the like. More preferred are LiPF 6 , LiN(FSO 2 ) 2 , lithium bis(oxalato)borate and LiFSO 3 , and LiPF 6 is particularly preferred. Moreover, the said electrolyte salt may be used independently, or may use 2 or more types together.

2種類以上の電解質塩の組み合わせとして、特段の制限はないが、LiPF及びLiN(FSO;LiPF及びLiBF;LiPF及びLiN(CFSO;LiBF及びLiN(FSO;LiBF及びLiPF及びLiN(FSOが挙げられる。なかでも、LiPF及びLiN(FSO;LiPF及びLiBF;LiBF、LiPF及びLiN(FSOが好ましい。
非水系電解液中の電解質の含有量(2種以上の場合は合計含有量)は、特に制限はないが、非水系電解液の全量に対して、通常8質量%以上、好ましくは8.5質量%以上、より好ましくは9質量%以上であり、また、通常18質量%以下、好ましくは17質量%以下、より好ましくは16質量%以下である。電解質の含有量が上記範囲内であると、電気伝導率が電池動作に適正となるため、十分な出力特性が得られる傾向にある。
The combination of two or more electrolyte salts is not particularly limited, but LiPF 6 and LiN(FSO 2 ) 2 ; LiPF 6 and LiBF 4 ; LiPF 6 and LiN(CF 3 SO 2 ) 2 ; LiBF 4 and LiN ( FSO 2 ) 2 ; LiBF 4 and LiPF 6 and LiN(FSO 2 ) 2 . Among them, LiPF 6 and LiN(FSO 2 ) 2 ; LiPF 6 and LiBF 4 ; LiBF 4 , LiPF 6 and LiN(FSO 2 ) 2 are preferred.
The content of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte (the total content in the case of two or more types) is not particularly limited, but is usually 8% by mass or more, preferably 8.5%, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. % by mass or more, more preferably 9% by mass or more, and usually 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, more preferably 16% by mass or less. When the content of the electrolyte is within the above range, the electrical conductivity is appropriate for battery operation, and there is a tendency to obtain sufficient output characteristics.

[1-3.非水系溶媒]
発明の一実施形態に係る非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様、通常はその主成分として、上述した電解質を溶解する非水系溶媒を含有する。用いられる非水系溶媒は上述した電解質を溶解すれば特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、エーテル系化合物、及びスルホン系化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。有機溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
[1-3. Non-aqueous solvent]
A non-aqueous electrolytic solution according to an embodiment of the invention normally contains, as its main component, a non-aqueous solvent that dissolves the above-described electrolyte, like a general non-aqueous electrolytic solution. The non-aqueous solvent to be used is not particularly limited as long as it dissolves the electrolyte described above, and known organic solvents can be used. Examples of organic solvents include, but are not limited to, saturated cyclic carbonates, chain carbonates, chain carboxylic acid esters, cyclic carboxylic acid esters, ether compounds, and sulfone compounds. An organic solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

2種以上の有機溶媒の組み合わせとして、特段の制限はないが、飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネート、飽和環状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル及び鎖状カーボネート、並びに飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステルが挙げられる。なかでも、飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネート、並びに飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステルが好ましい。 The combination of two or more organic solvents is not particularly limited, but saturated cyclic carbonate and chain carbonate, saturated cyclic carbonate and chain carboxylic acid ester, cyclic carboxylic acid ester and chain carbonate, saturated cyclic carbonate, chain linear carbonates and chain carboxylic acid esters. Of these, saturated cyclic carbonates and chain carbonates, and saturated cyclic carbonates, chain carbonates and chain carboxylic acid esters are preferred.

[1-3-1.飽和環状カーボネート]
飽和環状カーボネートとしては、例えば、炭素数2~4のアルキレン基を有するものが挙げられ、リチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から炭素数2~3の飽和環状カーボネートが好ましく用いられる。
[1-3-1. saturated cyclic carbonate]
Examples of saturated cyclic carbonates include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and saturated cyclic carbonates having 2 to 3 carbon atoms are preferably used from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from an improvement in the degree of dissociation of lithium ions. be done.

飽和環状カーボネートとしては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましく、酸化・還元されにくいエチレンカーボネートがより好ましい。飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Specific examples of saturated cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Among them, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferable, and ethylene carbonate which is difficult to be oxidized/reduced is more preferable. Saturated cyclic carbonates may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上であり、一方、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。飽和環状カーボネートの含有量をこの範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなり、非水系電解液の酸化・還元耐性が向上し、負極に対する安定性、高温保存時の安定性が向上する傾向にある。 The content of the saturated cyclic carbonate is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the invention according to the present embodiment. The content is preferably 5% by volume or more, and is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, and more preferably 80% by volume or less. By setting the content of the saturated cyclic carbonate within this range, it is possible to avoid a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte, and the large current discharge characteristics and cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery. is within a good range, the oxidation/reduction resistance of the non-aqueous electrolytic solution is improved, and the stability to the negative electrode and the stability during high-temperature storage tend to be improved.

なお、本実施形態における体積%とは25℃、1気圧における体積を意味する。 In addition, volume % in this embodiment means the volume at 25 degreeC and 1 atmospheric pressure.

[1-3-2.鎖状カーボネート]
鎖状カーボネートとしては、例えば、炭素数3~7のものが用いられ、電解液の粘度を適切な範囲に調整するために、炭素数3~5の鎖状カーボネートが好ましく用いられる。
[1-3-2. chain carbonate]
As the chain carbonate, for example, one having 3 to 7 carbon atoms is used, and a chain carbonate having 3 to 5 carbon atoms is preferably used in order to adjust the viscosity of the electrolytic solution within an appropriate range.

鎖状カーボネートとしては、具体的には、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネートが挙げられる。特に好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート又はエチルメチルカーボネートである。 Specific examples of chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate and methyl-n-propyl carbonate. Particularly preferred are dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある。)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、当該複数のフッ素原子は同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。 Chain carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated chain carbonate”) can also be preferably used. The number of fluorine atoms in the fluorinated linear carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but it is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, the plurality of fluorine atoms may be bonded to the same carbon or to different carbons.

フッ素化鎖状カーボネートとしては、フルオロメチルメチルカーボネート等のフッ素化ジメチルカーボネート誘導体;2-フルオロエチルメチルカーボネート等のフッ素化エチルメチルカーボネート誘導体;エチル-(2-フルオロエチル)カーボネート等のフッ素化ジエチルカーボネート誘導体;等が挙げられる。 Fluorinated linear carbonates include fluorinated dimethyl carbonate derivatives such as fluoromethylmethyl carbonate; fluorinated ethylmethyl carbonate derivatives such as 2-fluoroethylmethyl carbonate; and fluorinated diethyl carbonates such as ethyl-(2-fluoroethyl) carbonate. derivatives; and the like.

鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 A chain carbonate may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

鎖状カーボネートの含有量は特に限定されないが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上であり、好ましくは20体積%以上、より好ましくは25体積%以上であり、また、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。鎖状カーボネートの含有量を上記範囲とすることによって、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の出力特性を良好な範囲としやすくなる。 Although the content of the chain carbonate is not particularly limited, it is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, more preferably 25% by volume or more, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte, Also, it is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less. By setting the content of the chain carbonate in the above range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte is set in an appropriate range, the decrease in ionic conductivity is suppressed, and the output characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are kept in a good range. It becomes easier to

さらに、特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の含有量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることができる。 Furthermore, by combining a specific linear carbonate with a specific content of ethylene carbonate, the battery performance can be significantly improved.

例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上、好ましくは20体積%以上、また、通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、ジメチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下であり、エチルメチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、高温安定性に優れ、ガス発生が抑制される傾向がある。
また、特定の鎖状カーボネートとしてエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上、好ましくは20体積%以上、また、通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、エチルメチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下であり、ジエチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、高温安定性に優れ、ガス発生が抑制される傾向がある。
For example, when dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are selected as specific chain carbonates, the content of ethylene carbonate is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the invention according to the present embodiment are not significantly impaired. It is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, based on the total amount of the non-aqueous solvent in the aqueous electrolyte. It is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the aqueous electrolyte, and the content of ethyl methyl carbonate is It is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, relative to the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolytic solution. By setting the content within the above range, there is a tendency that high-temperature stability is excellent and gas generation is suppressed.
In addition, when ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate are selected as the specific chain carbonate, the content of ethylene carbonate is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the invention according to the present embodiment are not significantly impaired. It is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the aqueous electrolyte, and the content of ethyl methyl carbonate is It is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte. It is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, relative to the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolytic solution. By setting the content within the above range, there is a tendency that high-temperature stability is excellent and gas generation is suppressed.

[1-3-3.鎖状カルボン酸エステル]
鎖状カルボン酸エステルとしては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、及びピバル酸メチルが挙げられる。なかでも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル又は酢酸ブチルが電池特性向上の点から好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カルボン酸エステル(例えば、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル等)も好適に使える。
[1-3-3. Chain carboxylic acid ester]
Examples of chain carboxylic acid esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl valerate, methyl isobutyrate, and isobutyric acid. Ethyl, and methyl pivalate. Among them, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics. Chain carboxylic acid esters (eg, methyl trifluoroacetate, ethyl trifluoroacetate, etc.) obtained by substituting a portion of the hydrogen atoms of the above compounds with fluorine are also suitable for use.

鎖状カルボン酸エステルの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、鎖状カルボン酸エステルの含有量は、通常70体積%以下、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。 The content of the chain carboxylic acid ester is generally 1% by volume or more, preferably 5% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolytic solution. Within this range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolytic solution is improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolytic solution battery are easily improved. Moreover, the content of the chain carboxylic acid ester is usually 70% by volume or less, preferably 50% by volume or less, and more preferably 40% by volume or less. By setting the upper limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be adjusted to an appropriate range, a decrease in electrical conductivity can be avoided, an increase in negative electrode resistance can be suppressed, and a large current discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be achieved. It becomes easier to bring the characteristics into a favorable range.

[1-3-4.環状カルボン酸エステル]
環状カルボン酸エステルとしては、γ-ブチロラクトン、及びγ-バレロラクトンが挙げられる。これらの中でも、γ-ブチロラクトンがより好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カルボン酸エステルも好適に使える。
[1-3-4. Cyclic carboxylic acid ester]
Cyclic carboxylic acid esters include γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Among these, γ-butyrolactone is more preferred. A cyclic carboxylic acid ester obtained by substituting a portion of the hydrogen atoms of the above compounds with fluorine is also suitable for use.

環状カルボン酸エステルの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの含有量は、通常70体積%以下、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。 The content of the cyclic carboxylic acid ester is generally 1% by volume or more, preferably 5% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, relative to the total amount of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolytic solution. Within this range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolytic solution is improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolytic solution secondary battery are easily improved. Moreover, the content of the cyclic carboxylic acid ester is usually 70% by volume or less, preferably 50% by volume or less, and more preferably 40% by volume or less. By setting the upper limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be adjusted to an appropriate range, a decrease in electrical conductivity can be avoided, an increase in negative electrode resistance can be suppressed, and a large current discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be achieved. It becomes easier to bring the characteristics into a favorable range.

[1-3-5.エーテル系化合物]
エーテル系化合物としては、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の炭素数3~10の鎖状エーテル、及びテトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、2-メチル-1,3-ジオキサン、4-メチル-1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン等炭素数3~6の環状エーテルが好ましい。なお、上述のエーテル系化合物の一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい。
[1-3-5. Ether-based compound]
Ether-based compounds include chain ethers having 3 to 10 carbon atoms such as dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and tetrahydrofuran. , 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1,4-dioxane and other cyclic compounds having 3 to 6 carbon atoms Ethers are preferred. A portion of the hydrogen atoms in the above ether-based compound may be substituted with fluorine.

なかでも、炭素数3~10の鎖状エーテルとしては、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させ、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンが好ましく、炭素数3~6の環状エーテルとしては、高いイオン電導度を与えることから、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン等が好ましい。 Among them, as chain ethers having 3 to 10 carbon atoms, dimethoxymethane, diethoxy Methane and ethoxymethoxymethane are preferred, and cyclic ethers having 3 to 6 carbon atoms are preferably tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, etc., since they give high ion conductivity.

エーテル系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは2体積%以上、より好ましくは3体積%以上、また、通常30体積%以下、好ましくは25体積%以下、より好ましくは20体積%以下である。エーテル系化合物の含有量が上記の範囲内であれば、エーテル系化合物によるリチウムイオン解離度の向上と非水系電解液の粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすい。また、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エーテルがリチウムイオンと共に共挿入される現象を抑制できることから、入出力特性や充放電レート特性を適正な範囲とすることができる。 The content of the ether-based compound is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the invention according to the present embodiment. It is preferably 2% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, and usually 30% by volume or less, preferably 25% by volume or less, more preferably 20% by volume or less. When the content of the ether-based compound is within the above range, it is easy to secure the effect of improving the degree of dissociation of lithium ions by the ether-based compound and the effect of improving the ionic conductivity derived from the viscosity reduction of the non-aqueous electrolytic solution. In addition, when the negative electrode active material is a carbonaceous material, the phenomenon of co-insertion of the chain ether together with the lithium ions can be suppressed, so that the input/output characteristics and charge/discharge rate characteristics can be set within appropriate ranges.

[1-3-6.スルホン系化合物]
スルホン系化合物としては、特に制限されず、環状スルホンであってもよく、鎖状スルホンであってもよい。環状スルホンの場合、炭素数が通常3~6、好ましくは3~5であり、鎖状スルホンの場合、炭素数が通常2~6、好ましくは2~5である。また、スルホン系化合物1分子中のスルホニル基の数は、特に制限されないが、通常1又は2である。
[1-3-6. Sulfone compound]
The sulfone-based compound is not particularly limited, and may be a cyclic sulfone or a chain sulfone. Cyclic sulfones generally have 3 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, and chain sulfones generally have 2 to 6 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms. Although the number of sulfonyl groups in one molecule of the sulfone compound is not particularly limited, it is usually one or two.

環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類等;ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。 Cyclic sulfones include trimethylenesulfones, tetramethylenesulfones, hexamethylenesulfones, etc., which are monosulfone compounds; and trimethylenedisulfones, tetramethylenedisulfones, hexamethylenedisulfones, etc., which are disulfone compounds. Among them, tetramethylenesulfones, tetramethylenedisulfones, hexamethylenesulfones, and hexamethylenedisulfones are more preferable, and tetramethylenesulfones (sulfolanes) are particularly preferable from the viewpoint of dielectric constant and viscosity.

スルホラン類としては、スルホラン及びスルホラン誘導体が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子、アルキル基又はフッ素置換アルキル基で置換されたものが好ましい。 As sulfolanes, sulfolane and sulfolane derivatives are preferred. As the sulfolane derivative, one in which one or more of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the sulfolane ring is substituted with a fluorine atom, an alkyl group or a fluorine-substituted alkyl group is preferred.

中でも、2-メチルスルホラン、3-メチルスルホラン、2-フルオロスルホラン、3-フルオロスルホラン、2,3-ジフルオロスルホラン、2-トリフルオロメチルスルホラン又は3-トリフルオロメチルスルホラン等が、イオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。 Among them, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2-trifluoromethylsulfolane, 3-trifluoromethylsulfolane and the like have high ionic conductivity. It is preferable in terms of high input/output.

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン等が挙げられる。なかでも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン又はモノフルオロメチルメチルスルホンが電解液の高温保存安定性が向上する点で好ましい。 Chain sulfones include dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, monofluoromethylmethylsulfone, difluoromethylmethylsulfone, trifluoromethylmethylsulfone, pentafluoroethylmethylsulfone and the like. Among these, dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, and monofluoromethylmethylsulfone are preferable because they improve the high-temperature storage stability of the electrolytic solution.

スルホン系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常0.3体積%以上、好ましくは0.5体積%以上、より好ましくは1体積%以上であり、また、通常40体積%以下、好ましくは35体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。スルホン系化合物の含有量が上記範囲内であれば、高温保存安定性に優れた電解液が得られる傾向にある。 The content of the sulfone-based compound is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the invention according to the present embodiment. Above, it is preferably 0.5% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, and is usually 40% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less. If the content of the sulfone-based compound is within the above range, there is a tendency to obtain an electrolytic solution with excellent high-temperature storage stability.

[1-4.助剤]
本発明の非水系電解液には、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の助剤を含有していてもよい。助剤としては、従来公知のものを任意に用いることができる。なお、助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[1-4. Auxiliary agent]
The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may contain various auxiliary agents as long as they do not significantly impair the effects of the present invention. As the auxiliary agent, any conventionally known one can be used. In addition, an auxiliary agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

非水系電解液に含有していてもよい助剤としては、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート、イソシアネート基を有する有機化合物、イソシアヌル酸骨格を有する有機化合物、リン含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、シアノ基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、酸無水物、芳香族化合物、三重結合含有化合物、エーテル結合を有する環状化合物、ホスファゼン化合物、シュウ酸塩、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩等が例示できる。例えば、国際公開公報第2015/111676号に記載の化合物等が挙げられる。エーテル結合を有する環状化合物は、非水系電解液において助剤として用いることもできるし、「1-3.非水系溶媒」で示したとおり非水溶媒としても用いることができるものも含まれる。エーテル結合を有する環状化合物を助剤として用いる場合は、4質量%未満の量で用いる。ホウ酸塩、シュウ酸塩、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、及びアルキル硫酸塩は、非水系電解液において助剤として用いることもできるし、「1-2.電解質」で示したとおり電解質として用いることができるものも含まれる。これら化合物を助剤として用いる場合は、3質量%未満で用いる。 Examples of auxiliary agents that may be contained in the non-aqueous electrolytic solution include cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, fluorine-containing cyclic carbonates, organic compounds having an isocyanate group, organic compounds having an isocyanuric acid skeleton, phosphorus-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds, fluorine-free carboxylic acid esters, cyano group-containing organic compounds, silicon-containing compounds, acid anhydrides, aromatic compounds, triple bond-containing compounds, ether bond-containing cyclic compounds, phosphazene compounds, oxalic acid Salts, phosphates having P═O bond and PF bond, salts having FSO 2 skeleton, alkyl sulfates and the like can be exemplified. Examples thereof include compounds described in International Publication No. 2015/111676. A cyclic compound having an ether bond can be used as an auxiliary agent in a non-aqueous electrolytic solution, and includes those that can also be used as a non-aqueous solvent as shown in "1-3. Non-aqueous solvent". When a cyclic compound having an ether bond is used as an auxiliary agent, it is used in an amount of less than 4% by mass. Borate, oxalate, phosphate with P=O bond and PF bond, salt with FSO2 skeleton, and alkyl sulfate can also be used as auxiliaries in the non-aqueous electrolyte, As shown in "1-2. Electrolyte", those that can be used as electrolytes are also included. When these compounds are used as auxiliaries, they are used at less than 3% by mass.

(助剤の含有量)
助剤は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。非水系電解液が助剤を含有する場合、助剤の含有量(2種以上の場合は合計量)は、非水系電解液全量に対し、通常1.0×10-3質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常5質量%以下であり、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。助剤の含有量がこの範囲内であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この効果を奏する原理については定かではないが、この比率で助剤を含有することで、電極上での電解液成分の副反応を最小限に抑えられるためと考えられる。
(Auxiliary content)
Auxiliaries may be used singly or in combination of two or more in any desired ratio. When the non-aqueous electrolytic solution contains an auxiliary agent, the content of the auxiliary agent (the total amount in the case of two or more types) is usually 1.0 × 10 -3 mass% or more with respect to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution. , preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. If the content of the auxiliary agent is within this range, the battery characteristics, particularly the durability characteristics, can be remarkably improved. Although the principle of this effect is not clear, it is thought that the side reaction of the electrolytic solution components on the electrode can be minimized by containing the auxiliary agent at this ratio.

(電解質と助剤との質量比:助剤/LiPF
非水系電解液が助剤及びLiPFを含有する場合において、LiPFの含有量に対する助剤(2種以上の場合は合計量)の含有量の質量比(助剤[g]/LiPF[g])は、通常0.00005以上、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上、最も好ましくは0.05以上、通常0.5以下、好ましくは0.45以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.35以下、さらにより好ましくは0.30以下、殊更に好ましくは0.25以下、特に好ましくは0.20以下、最も好ましくは0.15以下である。該質量比がこの範囲であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この効果を奏する原理については定かではないが、この比率で助剤及びLiPFを含有することで、電池系内でのLiPFの分解副反応が最小限に抑えられるためと考えられる。
(Mass ratio of electrolyte and auxiliary agent: auxiliary agent/LiPF 6 )
When the non-aqueous electrolyte contains an auxiliary agent and LiPF 6 , the mass ratio of the content of the auxiliary agent (the total amount when two or more types are used) to the content of LiPF 6 (auxiliary [g]/LiPF 6 [ g]) is usually 0.00005 or more, preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more, most preferably 0.05 or more, Usually 0.5 or less, preferably 0.45 or less, more preferably 0.4 or less, still more preferably 0.35 or less, still more preferably 0.30 or less, even more preferably 0.25 or less, particularly preferably 0.20 or less, most preferably 0.15 or less. When the mass ratio is within this range, battery characteristics, particularly durability characteristics, can be remarkably improved. Although the principle of this effect is not clear, it is believed that the content of the auxiliary agent and LiPF 6 in this ratio minimizes the decomposition side reaction of LiPF 6 in the battery system.

なかでも、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート、イソシアネート基を有する有機化合物、イソシアヌル酸骨格を有する有機化合物、硫黄含有有機化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、シアノ基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、酸無水物、シュウ酸塩、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、又はFSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩が好ましい。 Among them, a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a fluorine-containing cyclic carbonate, an organic compound having an isocyanate group, an organic compound having an isocyanuric acid skeleton, a sulfur-containing organic compound, a fluorine-free carboxylic acid ester, and a cyano group Preferred are organic compounds, silicon-containing compounds, acid anhydrides, oxalates, phosphates having P═O and PF bonds, salts having an FSO 2 skeleton, and alkyl sulfates.

また、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート及びフッ素含有環状カーボネートから選択される1種以上を用いることで、負極被膜の耐久性が高まり、サイクル特性を向上させることができる点で好ましい。 In addition, the use of one or more selected from cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond and fluorine-containing cyclic carbonates is preferable in that the durability of the negative electrode coating can be increased and the cycle characteristics can be improved.

炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート及びフッ素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる化合物の合計含有量は、非水系電解液100質量%中(非水系電解液の全量に対して)、通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。2種以上併用する場合は、総含有量が上記範囲を満たすことが好ましい。 The total content of compounds selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate is usually 0 in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte (with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte). 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.2% by mass or more, and usually 10% by mass or less , preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less. When two or more are used in combination, the total content preferably satisfies the above range.

また、非水系電解液は、助剤として、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩、又はシュウ酸塩を含んでいてもよく、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成する観点から、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩、及びシュウ酸塩からなる群より選ばれる化合物を1種以上含有することが好ましく、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩及び/又はFSO骨格を有する塩を含有することがより好ましい。 In addition, the non-aqueous electrolytic solution may contain, as an auxiliary agent, a phosphate having a P=O bond and a PF bond, a salt having an FSO2 skeleton, an alkyl sulfate, or an oxalate. Phosphates having P═O bonds and PF bonds, salts having an FSO 2 skeleton, alkyl sulfates, and oxalates, from the viewpoint of suitably forming a composite film with the compound represented by formula (1) It preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of, and more preferably contains a phosphate having a P═O bond and a PF bond and/or a salt having an FSO 2 skeleton.

P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩、及びシュウ酸塩からなる群より選ばれる化合物の合計含有量は、非水系電解液100質量%中(非水系電解液の全量に対して)、通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。2種以上併用する場合は、総含有量が上記範囲を満たすことが好ましい。 The total content of compounds selected from the group consisting of phosphates having P=O bonds and PF bonds, salts having an FSO 2 skeleton, alkyl sulfates, and oxalates is 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. Medium (relative to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution) is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 0.2% by mass % by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. When two or more are used in combination, the total content preferably satisfies the above range.

以下、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩、FSO骨格を有する塩、アルキル硫酸塩及びシュウ酸塩について、詳述する。 Below, cyclic carbonates having carbon-carbon unsaturated bonds, fluorine-containing cyclic carbonates, phosphates having P=O bonds and PF bonds, salts having an FSO2 skeleton, alkyl sulfates and oxalates are described in detail. describe.

(炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート)
炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」ともいう)としては、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を有する環状カーボネートであれば特に制限されない。本明細書において、芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含されることとする。
(Cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond)
The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter also referred to as "unsaturated cyclic carbonate") is not particularly limited as long as it has a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. In this specification, cyclic carbonates having an aromatic ring are also included in unsaturated cyclic carbonates.

不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート類;ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート等の芳香環もしくは炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類;等が挙げられる。 Examples of unsaturated cyclic carbonates include vinylene carbonates such as vinylene carbonate and vinyl vinylene carbonate; aromatic rings such as vinylethylene carbonate, ethynylethylene carbonate and phenylethylene carbonate, or substituted compounds having a carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond; ethylene carbonates substituted with a group; and the like.

特に、安定な界面保護被膜形成の観点から、ビニレンカーボネート類が好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートがより好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがさらに好ましく、ビニレンカーボネートが特に好ましい。 In particular, from the viewpoint of forming a stable interface protective film, vinylene carbonates are preferred, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate and ethynylethylene carbonate are more preferred, vinylene carbonate and vinylethylene carbonate are still more preferred, and vinylene carbonate is particularly preferred.

(フッ素含有環状カーボネート)
フッ素含有環状カーボネートは、環状のカーボネート構造を有し、かつフッ素原子を含有するものであれば特に制限されない。
(fluorine-containing cyclic carbonate)
The fluorine-containing cyclic carbonate is not particularly limited as long as it has a cyclic carbonate structure and contains a fluorine atom.

フッ素含有環状カーボネートとしては、炭素数2以上6以下のアルキレン基を有する環状カーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネートのフッ素化物(以下、「フッ素化エチレンカーボネート」と記載する場合がある)、及びその誘導体が挙げられる。エチレンカーボネートのフッ素化物の誘導体としては、アルキル基(例えば、炭素数1以上4以下のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられる。中でもフッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネート、及びその誘導体が好ましい。 Examples of fluorine-containing cyclic carbonates include fluorinated cyclic carbonates having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and derivatives thereof. For example, fluorinated ethylene carbonate (hereinafter referred to as "fluorinated ethylene carbonate") ), and derivatives thereof. Derivatives of fluorinated ethylene carbonate include fluorinated ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Among them, fluorinated ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof are preferable.

フッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネート及びその誘導体としては、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロエチレンカーボネート、4-フルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-メチルエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロ-5-メチルエチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-エチレンカーボネート等が挙げられる。 Fluorinated ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof include monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4, 5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4-fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4-(fluoromethyl)-ethylene carbonate and the like.

特に、電解液に高イオン伝導性を与え、かつ安定な界面保護被膜形成の観点から、フッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネートが好ましく、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロエチレンカーボネートがより好ましく、モノフルオロエチレンカーボネートがさらに好ましい。 In particular, from the viewpoint of imparting high ionic conductivity to the electrolytic solution and forming a stable interface protective film, fluorinated ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms is preferable, such as monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-Difluoroethylene carbonate is more preferred, and monofluoroethylene carbonate is even more preferred.

(P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩)
P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩としては、分子内にP=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩であれば特に制限されない。
(Phosphate with P=O bond and PF bond)
The phosphate having a P=O bond and a PF bond is not particularly limited as long as it has a P=O bond and a PF bond in the molecule.

P-F結合を有するリン酸塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられ、なかでもリチウムが好ましい。 Examples of counter cations of phosphates having a PF bond include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, with lithium being preferred.

P=O結合を有するフルオロリン酸塩としては、
LiPOF等のモノフルオロリン酸塩;
LiPO、NaPO、KPO等のジフルオロリン酸塩;
等が挙げられる。
As a fluorophosphate having a P=O bond,
monofluorophosphates such as Li2PO3F ;
difluorophosphates such as LiPO2F2 , NaPO2F2 , KPO2F2 ;
etc.

特に、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成する観点から、ジフルオロリン酸塩が好ましく、ジフルオロリン酸リチウムがより好ましい。 In particular, difluorophosphate is preferable, and lithium difluorophosphate is more preferable, from the viewpoint of suitably forming a composite film with the compound represented by the general formula (1).

フルオロリン酸塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。フルオロリン酸塩の含有量(2種以上の場合は合計量)は、非水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。フルオロリン酸塩の含有量がこの範囲内であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えることができる。 A fluorophosphate may be used singly or two or more may be used in any combination and ratio. The content of the fluorophosphate (the total amount in the case of two or more types) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. It is preferably 0.1% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. If the content of the fluorophosphate is within this range, it is possible to suitably form a composite coating with the compound represented by the general formula (1) and to minimize side reactions of the additive on the electrode. can.

上記一般式(1)で表される化合物とP=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比は、一般式(1)で表される化合物/P=O結合を有するP=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩で、通常1/100以上であり、好ましくは10/100以上、より好ましくは20/100以上、更に好ましくは25/100以上であり、通常10000/100以下であり、好ましくは500/100以下、より好ましくは100/100、特に好ましくは80/100以下、最も好ましくは40/100以下である。該質量比がこの範囲であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えることができる。 The mass ratio of the compound represented by the general formula (1) and the phosphate having a P=O bond and a PF bond (the total amount if two or more types) is represented by the general formula (1) Compound/Phosphate having P=O bond and PF bond having P=O bond, usually 1/100 or more, preferably 10/100 or more, more preferably 20/100 or more, still more preferably It is 25/100 or more, usually 10000/100 or less, preferably 500/100 or less, more preferably 100/100, particularly preferably 80/100 or less, and most preferably 40/100 or less. When the mass ratio is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and side reactions of the additive on the electrode can be minimized.

非水系電解液中においてLiPFを有する場合において、LiPFの含有量に対するP=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比(フルオロリン酸塩/LiPF)は、通常0.00005以上、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上、通常1.0以下、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.35以下である。該質量比がこの範囲であれば、非水系電解液二次電池内でのLiPFの分解副反応が最小限に抑えられる。 When LiPF 6 is contained in the non-aqueous electrolyte, the mass ratio of phosphate having P=O bond and PF bond (total amount if two or more types) to LiPF 6 content (fluorophosphoric acid salt/LiPF 6 ) is usually 0.00005 or more, preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more, usually 1.0 or less, It is preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less, and still more preferably 0.35 or less. If the mass ratio is within this range, the decomposition side reaction of LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte secondary battery can be minimized.

なお、P=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩の含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により行う。通常、NMR分析を行うが、溶媒のピークにより他の化合物の帰属が困難であるような場合は、イオンクロマトグラフィ(IC)分析も行う。 The content of phosphate having P=O bond and PF bond is determined by nuclear magnetic resonance (NMR) analysis. NMR analysis is usually performed, but ion chromatography (IC) analysis is also performed when it is difficult to assign other compounds due to solvent peaks.

(FSO骨格を有する塩)
本実施形態で用いるFSO骨格を有する塩としては、分子内にFSO骨格を有する塩であれば特に制限されない。
(Salt with FSO 2 backbone)
The salt having an FSO2 skeleton used in this embodiment is not particularly limited as long as it has an FSO2 skeleton in its molecule.

FSO骨格を有する塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられ、なかでもリチウムが好ましい。 Counter cations of salts having an FSO 2 skeleton include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, among which lithium is preferred.

例えば、FSOLi、FSONa、FSOK、FSO(CHN、FSO(CN、FSO(n-CN等のフルオロスルホン酸塩類;
LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、等のフルオロスルホニルイミド塩類;
LiC(FSO等のフルオロスルホニルメチド塩類;
等が挙げられる。
For example, fluorosulfones such as FSO 3 Li, FSO 3 Na, FSO 3 K, FSO 3 (CH 3 ) 4 N, FSO 3 (C 2 H 5 ) 4 N, FSO 3 (nC 4 H 9 ) 4 N acid salts;
fluorosulfonylimide salts such as LiN( FSO2 ) 2 , LiN( FSO2 )( CF3SO2 ) ;
fluorosulfonylmethide salts such as LiC( FSO2 ) 3 ;
etc.

特に、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成する観点から、フルオロスルホン酸塩が好ましく、フルオロスルホン酸リチウムがより好ましい。 In particular, fluorosulfonate is preferable, and lithium fluorosulfonate is more preferable, from the viewpoint of suitably forming a composite film with the compound represented by the general formula (1).

FSO骨格を有する塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。FSO骨格を有する塩の含有量(2種以上の場合は合計量)は、非水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。FSO2骨格を有する塩の含有量がこの範囲内であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えることができる。 Salts having an FSO 2 skeleton may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio. The content of the salt having an FSO 2 skeleton (the total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte. , more preferably 0.1% by mass or more, and may be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. If the content of the salt having the FSO2 skeleton is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film are preferably formed to minimize side reactions of the additive on the electrode. can be done.

上記一般式(1)で表される化合物とFSO骨格を有する塩(2種以上の場合は合計量)の質量比は、一般式(1)で表される化合物/FSO骨格を有する塩で、通常1/100以上であり、好ましくは10/100以上、より好ましくは20/100以上、更に好ましくは25/100以上であり、通常10000/100以下であり、好ましくは500/100以下、より好ましくは100/100、特に好ましくは80/100以下、最も好ましくは40/100以下である。該質量比がこの範囲であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられる。 The mass ratio of the compound represented by the general formula (1) and the salt having the FSO 2 skeleton (the total amount when two or more kinds are present) is the compound represented by the general formula (1)/the salt having the FSO 2 skeleton is usually 1/100 or more, preferably 10/100 or more, more preferably 20/100 or more, still more preferably 25/100 or more, usually 10000/100 or less, preferably 500/100 or less, It is more preferably 100/100, particularly preferably 80/100 or less, and most preferably 40/100 or less. When the mass ratio is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and side reactions of the additive on the electrode can be minimized.

非水系電解液中においてLiPFを有する場合において、LiPFの含有量に対するFSO骨格を有する塩(2種以上の場合は合計量)の質量比(FSO骨格を有する塩/LiPF)は、通常0.00005以上、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上、通常1.0以下、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.35以下である。該質量比がこの範囲であれば、非水系電解液二次電池内でのLiPFの分解副反応が最小限に抑えられる。 When LiPF 6 is present in the non-aqueous electrolytic solution, the mass ratio (salt having FSO 2 skeleton/LiPF 6 ) of salt having FSO 2 skeleton ( total amount if two or more kinds) to content of LiPF 6 is , usually 0.00005 or more, preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more, usually 1.0 or less, preferably 0.5 or less , more preferably 0.4 or less, and still more preferably 0.35 or less. If the mass ratio is within this range, the decomposition side reaction of LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte secondary battery can be minimized.

なお、FSO骨格を有する塩の含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により行う。通常、NMR分析を行うが、溶媒のピークにより他の化合物の帰属が困難であるような場合は、イオンクロマトグラフィ(IC)分析も行う。 The content of the salt having the FSO 2 skeleton is determined by nuclear magnetic resonance (NMR) analysis. NMR analysis is usually performed, but ion chromatography (IC) analysis is also performed when it is difficult to assign other compounds due to solvent peaks.

(アルキル硫酸塩)
本実施形態で用いるアルキル硫酸塩としては、分子内にアルキル硫酸骨格を有する塩であれば特に制限されない。
(alkyl sulfate)
The alkyl sulfate used in the present embodiment is not particularly limited as long as it has an alkyl sulfate skeleton in the molecule.

アルキル硫酸塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられ、なかでもリチウムが好ましい。 Counter cations of alkyl sulfates include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, with lithium being preferred.

例えば、リチウムメチルサルフェート〔LMS〕、リチウムエチルサルフェート〔LES〕、リチウム 2,2,2-トリフルオロエチルサルフェート〔LFES〕等のモノアルキル硫酸塩等が挙げられる。 Examples thereof include monoalkyl sulfates such as lithium methyl sulfate [LMS], lithium ethyl sulfate [LES], lithium 2,2,2-trifluoroethyl sulfate [LFES] and the like.

特に、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成する観点から、リチウムメチルサルフェート〔LMS〕、リチウムエチルサルフェート〔LES〕が好ましく、リチウムメチルサルフェート〔LMS〕がより好ましい。 In particular, lithium methyl sulfate [LMS] and lithium ethyl sulfate [LES] are preferable, and lithium methyl sulfate [LMS] is more preferable, from the viewpoint of suitably forming a composite film with the compound represented by the general formula (1).

アルキル硫酸塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。アルキル硫酸塩の含有量(2種以上の場合は合計量)は、非水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。アルキル硫酸塩の含有量がこの範囲内であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられる。 One alkyl sulfate may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. The content of the alkyl sulfate (total amount if two or more types) is 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. is 0.1% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. If the content of the alkylsulfate is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and side reactions of the additive on the electrode can be minimized.

上記一般式(1)で表される化合物とアルキル硫酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比は、一般式(1)で表される化合物/アルキル硫酸塩で、通常1/100以上であり、好ましくは10/100以上、より好ましくは20/100以上、更に好ましくは25/100以上であり、通常10000/100以下であり、好ましくは500/100以下、より好ましくは100/100、特に好ましくは80/100以下、最も好ましくは40/100以下である。該質量比がこの範囲であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられる。 The mass ratio of the compound represented by the general formula (1) and the alkyl sulfate (the total amount when two or more are used) is compound represented by the general formula (1)/alkyl sulfate, which is usually 1/100. or more, preferably 10/100 or more, more preferably 20/100 or more, still more preferably 25/100 or more, usually 10000/100 or less, preferably 500/100 or less, more preferably 100/100 , particularly preferably 80/100 or less, most preferably 40/100 or less. When the mass ratio is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and side reactions of the additive on the electrode can be minimized.

非水系電解液中においてLiPFを有する場合において、LiPFの含有量に対するアルキル硫酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比(アルキル硫酸塩/LiPF)は、通常0.00005以上、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上、通常1.0以下、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.35以下である。該質量比がこの範囲であれば、非水系電解液二次電池内でのLiPFの分解副反応が最小限に抑えられる。 When LiPF 6 is present in the non-aqueous electrolytic solution, the mass ratio (alkyl sulfate/LiPF 6 ) of the alkyl sulfate (total amount if two or more kinds) to the content of LiPF 6 is usually 0.00005 or more. , preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more, usually 1.0 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.025 or more. 4 or less, more preferably 0.35 or less. If the mass ratio is within this range, the decomposition side reaction of LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte secondary battery can be minimized.

なお、アルキル硫酸塩の含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により行う。通常、NMR分析を行うが、溶媒のピークにより他の化合物の帰属が困難であるような場合は、イオンクロマトグラフィ(IC)分析も行う。 The content of alkyl sulfate is determined by nuclear magnetic resonance (NMR) analysis. NMR analysis is usually performed, but ion chromatography (IC) analysis is also performed when it is difficult to assign other compounds due to solvent peaks.

(シュウ酸塩)
シュウ酸塩としては、分子内に少なくとも1つのシュウ酸骨格を有する化合物であれば、特に制限されない。
(oxalate)
The oxalate is not particularly limited as long as it is a compound having at least one oxalic acid skeleton in the molecule.

シュウ酸塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられ、なかでもリチウムが好ましい。 Counter cations of oxalates include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, with lithium being preferred.

例えば、リチウムビス(オキサラート)ボレート、リチウムジフルオロオキサラートボレート等のオキサラートボレート塩類;
リチウムテトラフルオロオキサラートホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラート)ホスフェート、リチウムトリス(オキサラート)ホスフェート等のオキサラートホスフェート塩類;
等が挙げられる。
oxalate borate salts such as lithium bis(oxalate) borate, lithium difluorooxalate borate;
oxalate phosphate salts such as lithium tetrafluorooxalate phosphate, lithium difluorobis(oxalate) phosphate, lithium tris(oxalate) phosphate;
etc.

特に、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成する観点から、オキサラートボレート塩類が好ましく、リチウムビス(オキサラート)ボレートがより好ましい。 In particular, oxalate borate salts are preferable, and lithium bis(oxalate)borate is more preferable, from the viewpoint of suitably forming a composite film with the compound represented by the general formula (1).

シュウ酸塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。シュウ酸塩の含有量(2種以上の場合は合計量)は、非水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。シュウ酸塩の含有量がこの範囲内であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられる。 One type of oxalate may be used alone, or two or more types may be used together in any combination and ratio. The content of oxalate (the total amount when two or more types are used) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. is 0.1% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. If the content of oxalate is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.

上記一般式(1)で表される化合物とシュウ酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比は、一般式(1)で表される化合物/シュウ酸塩で、通常1/100以上であり、好ましくは10/100以上、より好ましくは20/100以上、更に好ましくは25/100以上であり、通常10000/100以下であり、好ましくは500/100以下、より好ましくは100/100、特に好ましくは80/100以下、最も好ましくは40/100以下である。該質量比がこの範囲であれば、一般式(1)で表される化合物と複合被膜を好適に形成し、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられる。 The mass ratio of the compound represented by the general formula (1) and the oxalate (the total amount in the case of two or more types) is usually 1/100, which is the compound represented by the general formula (1)/oxalate. or more, preferably 10/100 or more, more preferably 20/100 or more, still more preferably 25/100 or more, usually 10000/100 or less, preferably 500/100 or less, more preferably 100/100 , particularly preferably 80/100 or less, most preferably 40/100 or less. When the mass ratio is within this range, the compound represented by the general formula (1) and the composite film can be suitably formed, and side reactions of the additive on the electrode can be minimized.

非水系電解液中においてLiPFを有する場合において、LiPFの含有量に対するシュウ酸塩(2種以上の場合は合計量)の質量比(シュウ酸塩/LiPF)は、通常0.00005以上、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上、特に好ましくは0.025以上、通常1.0以下、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.35以下である。該質量比がこの範囲であれば、非水系電解液二次電池内でのLiPFの分解副反応が最小限に抑えられる。 When LiPF 6 is contained in the non-aqueous electrolytic solution, the mass ratio (oxalate/LiPF 6 ) of oxalate (total amount if two or more kinds) to the content of LiPF 6 is usually 0.00005 or more. , preferably 0.001 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, particularly preferably 0.025 or more, usually 1.0 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.025 or more. 4 or less, more preferably 0.35 or less. If the mass ratio is within this range, the decomposition side reaction of LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte secondary battery can be minimized.

なお、シュウ酸塩の含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析により行う。通常、NMR分析を行うが、溶媒のピークにより他の化合物の帰属が困難であるような場合は、イオンクロマトグラフィ(IC)分析も行う。 The oxalate content is determined by nuclear magnetic resonance (NMR) analysis. NMR analysis is usually performed, but ion chromatography (IC) analysis is also performed when it is difficult to assign other compounds due to solvent peaks.

[2.非水系電解液二次電池]
本発明の一実施態様である非水系電解液二次電池は、金属イオンを吸蔵及び放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵及び放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池であって、非水系電解液を備える。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
A non-aqueous electrolyte secondary battery, which is one embodiment of the present invention, comprises a positive electrode having a positive electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions, and a negative electrode having a negative electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte.

[2-1.非水系電解液]
非水系電解液としては、上述の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上述の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
[2-1. Non-aqueous electrolyte]
As the non-aqueous electrolytic solution, the non-aqueous electrolytic solution described above is used. It should be noted that other non-aqueous electrolytic solutions may be mixed with the above-described non-aqueous electrolytic solution without departing from the scope of the present invention.

[2-2.正極]
正極は、金属イオン(たとえば、リチウムイオン)を吸蔵及び放出可能なものであればよく、特に制限されない。正極は、通常、正極活物質を集電体表面の少なくとも一部に有する。
[2-2. positive electrode]
The positive electrode is not particularly limited as long as it can occlude and release metal ions (for example, lithium ions). The positive electrode generally has a positive electrode active material on at least part of the current collector surface.

[2-2-1.正極活物質]
正極活物質としては、金属イオン(たとえば、リチウムイオン)を吸蔵及び放出可能なものであればよく、特に限定されないが、リチウム遷移金属系化合物が好ましい。以下に、正極に使用される正極活物質(リチウム遷移金属系化合物)について述べる。
[2-2-1. Positive electrode active material]
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release metal ions (for example, lithium ions), but lithium transition metal compounds are preferred. The positive electrode active material (lithium transition metal compound) used for the positive electrode is described below.

[2-2-1-1.リチウム遷移金属系化合物]
リチウム遷移金属系化合物とは、リチウムイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、硫化物やリン酸塩化合物、ケイ酸化合物、ホウ酸化合物、リチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる。なかでも、リン酸塩化合物、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、リチウム遷移金属複合酸化物がより好ましい。
[2-2-1-1. Lithium transition metal compound]
A lithium transition metal compound is a compound having a structure capable of desorbing and inserting lithium ions. things, etc. Among them, phosphate compounds and lithium transition metal composite oxides are preferred, and lithium transition metal composite oxides are more preferred.

リチウム遷移金属複合酸化物としては、三次元的拡散が可能なスピネル構造や、リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造に属するものが挙げられる。 Lithium-transition metal composite oxides include those belonging to a spinel structure that enables three-dimensional diffusion and those that belong to a layered structure that enables two-dimensional diffusion of lithium ions.

スピネル構造を有するものは、一般的に下記組成式(4)で表される。 Those having a spinel structure are generally represented by the following compositional formula (4).

Lix’M’・・・(4)
(式(4)中、x’は1≦x’≦1.5であり、M’は少なくとも1種の遷移金属元素を表す。)
Lix'M'2O4 ( 4 )
(In formula (4), x' is 1≤x'≤1.5, and M' represents at least one transition metal element.)

具体的にはLiMn、LiCoMnO、LiNi0.5Mn1.5、LiCoVOなどが挙げられる。 Specific examples include LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 and LiCoVO 4 .

層状構造を有するものは、一般的に下記組成式(5)で表される。 Those having a layered structure are generally represented by the following compositional formula (5).

Li1+xMO・・・(5)
(式(5)中、xは-0.1≦x≦0.5であり、Mは少なくとも1種の遷移金属元素を表す。)
Li 1+x MO 2 (5)
(In formula (5), x is −0.1≦x≦0.5, and M represents at least one transition metal element.)

具体的にはLiCoO、LiNiO、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1.05Ni0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1などが挙げられる。 Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0 .33O2 , Li1.05Ni0.33Co0.33Mn0.33O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , Li1.05Ni0.5Co0 . _ _ _ _ _ _ 2Mn0.3O2 , LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 and the like . _ _

なかでも、電池容量を向上させる観点から、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、下記組成式(6)で示される遷移金属複合酸化物であることがより好ましい。 Among them, from the viewpoint of improving the battery capacity, a lithium-transition metal composite oxide having a layered structure is preferable, and a transition metal composite oxide represented by the following compositional formula (6) is more preferable.

LiNi・・・(6)
(式(6)中、a、b、及びcはそれぞれ、0.90≦a≦1.10、0.30≦b≦0.98、0.01≦c≦0.5を満たす数値を示し、b+c=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
LiaNibMcO2 ( 6 )
(In formula (6), a, b, and c are numerical values satisfying 0.90 ≤ a ≤ 1.10, 0.30 ≤ b ≤ 0.98, and 0.01 ≤ c ≤ 0.5. , b + c = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)

特に、リチウム遷移金属複合酸化物の構造安定性の観点から、下記組成式(2)で示される遷移金属酸化物であることが好ましい。組成式(2)で示される遷移金属化合物では、Ni原子の価数が高いために結晶構造が不安定化しやすい。一般式(1)で表される化合物は、分子内に、極性の偏ったケイ素―炭素結合部位、及びケイ素―酸素結合部位を有する。一般式(1)で表される化合物の電子密度の高い部位が、組成式(2)で示される遷移金属化合物の電子不足部位と相互作用し、正極表面を安定化することで、正極由来のガスが抑制されると考えられる。一般式(1)で表される化合物の中でも、Rがアルケニル基等の炭素-炭素不飽和結合を有する炭化水素基である化合物であると、より好適に正極表面に作用できるために、優れたガス抑制効果を得られると推定している。 In particular, from the viewpoint of structural stability of the lithium-transition metal composite oxide, transition metal oxides represented by the following compositional formula (2) are preferred. In the transition metal compound represented by the compositional formula (2), the crystal structure is likely to be destabilized due to the high valence of Ni atoms. The compound represented by the general formula (1) has a polar silicon-carbon bonding site and a silicon-oxygen bonding site in the molecule. The electron-dense site of the compound represented by the general formula (1) interacts with the electron-deficient site of the transition metal compound represented by the compositional formula (2) to stabilize the surface of the positive electrode. It is believed that gas is suppressed. Among the compounds represented by the general formula (1), compounds in which R 1 is a hydrocarbon group having a carbon-carbon unsaturated bond such as an alkenyl group are excellent because they can more preferably act on the surface of the positive electrode. It is estimated that a gas suppression effect can be obtained.

Lia1Nib1Coc1d1・・・(2)
(式(2)中、a1、b1、c1及びd1はそれぞれ、0.90≦a1≦1.10、0.40≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50を満たす数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 (2)
(In formula (2), a1, b1, c1 and d1 are respectively 0.90 ≤ a1 ≤ 1.10, 0.40 ≤ b1 ≤ 0.98, 0.01 ≤ c1 < 0.50, 0.01 Shows a numerical value that satisfies ≤ d1 < 0.50 and satisfies b1 + c1 + d1 = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)

組成式(2)において、a1で示される数値は、0.92≦a1≦1.08を満たすことが好ましく、0.95≦a1≦1.05を満たすことがより好ましい。b1で示される数値は、0.45≦b1≦0.90を満たすことが好ましく、0.50≦b1≦0.80を満たすことがより好ましい。c1で示される数値は、0.05≦c1≦0.55を満たすことが好ましく、0.10≦c1≦0.50を満たすことがより好ましい。d1で示される数値は、0.02≦d1≦0.60を満たすことが好ましく、0.05≦d1≦0.55を満たすことがより好ましく、0.10≦d1≦0.50を満たすことがさらに好ましい。c1及びd1で示される数値は、0.10≦c1+d1≦0.55を満たすことが好ましく、0.20≦c1+d1≦0.50を満たすことがより好ましい。組成式(2)で表されるリチウム遷移金属酸化物の好適な具体例としては、例えば、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.05、Li1.0Ni0.70Co0.15Mn0.15、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.50Co0.20Mn0.30、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1等が挙げられる。 In composition formula (2), the numerical value represented by a1 preferably satisfies 0.92≦a1≦1.08, and more preferably satisfies 0.95≦a1≦1.05. The numerical value represented by b1 preferably satisfies 0.45≦b1≦0.90, and more preferably satisfies 0.50≦b1≦0.80. The numerical value represented by c1 preferably satisfies 0.05≦c1≦0.55, and more preferably satisfies 0.10≦c1≦0.50. The numerical value represented by d1 preferably satisfies 0.02≦d1≦0.60, more preferably satisfies 0.05≦d1≦0.55, and satisfies 0.10≦d1≦0.50. is more preferred. The numerical values represented by c1 and d1 preferably satisfy 0.10≦c1+d1≦0.55, more preferably 0.20≦c1+d1≦0.50. Preferred specific examples of the lithium transition metal oxide represented by the compositional formula (2) include LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 and LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 . 05O2 , Li1.0Ni0.70Co0.15Mn0.15O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , Li1.05Ni0.50Co0.20 _ _ _ _ _ _ _ Mn 0.30 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 and the like.

各組成式中、MはMn又はAlを含むことが好ましく、Mnを含むことがより好ましい。リチウム遷移金属酸化物の構造安定性が高まり、繰り返し充放電した際の構造劣化が抑制されるためである。 In each composition formula, M preferably contains Mn or Al, more preferably Mn. This is because the structural stability of the lithium transition metal oxide is enhanced, and structural deterioration during repeated charging and discharging is suppressed.

[2-2-1-2.異元素導入]
また、リチウム遷移金属複合酸化物は、上述の組成式に含まれる元素以外の元素(異元素)が導入されてもよい。
[2-2-1-2. Foreign element introduction]
Further, the lithium-transition metal composite oxide may contain an element (foreign element) other than the elements included in the above composition formula.

[2-2-1-3.表面被覆]
上記正極活物質の表面に、正極活物質とは異なる組成の物質(表面付着物質)が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
[2-2-1-3. surface coating]
A positive electrode active material having a different composition (surface adhering substance) attached to the surface of the positive electrode active material may be used. Examples of the surface adhering substance include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。 These surface-attaching substances can be attached to the surface of the positive electrode active material by, for example, a method of dissolving or suspending them in a solvent, impregnating and adding them to the positive electrode active material, and drying the material.

表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して、好ましくは1μmol/g以上であり、また、10μmol/g以上が好ましく、通常1mmol/g以下で用いられる。 The amount of the surface-adhering substance is preferably 1 μmol/g or more, preferably 10 μmol/g or more, and usually 1 mmol/g or less, relative to the positive electrode active material.

本明細書においては、正極活物質の表面に、上記表面付着物質が付着したものも「正極活物質」という。 In the present specification, a positive electrode active material having the above-described surface-attached substance attached to its surface is also referred to as a "positive electrode active material."

[2-2-1-4.ブレンド]
なお、これらの正極活物質は一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[2-2-1-4. blend]
In addition, these positive electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

[2-2-2.正極の構成と製造方法]
以下に、正極の構成と製造方法について述べる。本実施形態において、正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を、水系溶媒又は有機系溶媒等の液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成する塗布法により正極を得ることができる。また、例えば、上述の正極活物質をロール成形してシート電極としてもよいし、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。
[2-2-2. Configuration and Manufacturing Method of Positive Electrode]
The configuration and manufacturing method of the positive electrode will be described below. In this embodiment, the positive electrode using the positive electrode active material can be manufactured by a conventional method. That is, a positive electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive material, a thickening agent, and the like are dry-mixed to form a sheet, which is crimped to a positive electrode current collector, or these materials are mixed with a water-based The positive electrode is formed by a coating method in which a positive electrode active material layer is formed on the current collector by dissolving or dispersing the slurry in a liquid medium such as a solvent or an organic solvent to form a slurry, applying the slurry to the current collector, and drying the slurry. Obtainable. Further, for example, the positive electrode active material described above may be roll-molded into a sheet electrode, or may be compression-molded into a pellet electrode.

以下、正極集電体に順次スラリーの塗布及び乾燥する場合について説明する。 A case where the slurry is sequentially applied to the positive electrode current collector and dried will be described below.

[2-2-2-1.活物質含有量]
正極活物質層中、正極活物質の含有量は、通常80質量%以上、99.5質量%以下である。
[2-2-2-1. Active material content]
The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 80% by mass or more and 99.5% by mass or less.

[2-2-2-2.導電材]
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素系材料;等が挙げられる。導電材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上50質量%以下含有するように用いられる。
[2-2-2-2. Conductive material]
Any known conductive material can be used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon black such as acetylene black; carbon-based materials such as amorphous carbon such as needle coke; One type of conductive material may be used alone, or two or more types may be used together in any combination and ratio. The conductive material is used so as to be contained in the positive electrode active material layer generally in an amount of 0.01% by mass or more and 50% by mass or less.

[2-2-2-3.結着剤]
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、例えば、塗布法により正極活物質層を形成する場合は、スラリー用の液体媒体に対して溶解又は分散される材料であれば、その種類は特に制限されないが、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等からポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニド等のCN基含有ポリマーなどが好ましい。
[2-2-2-3. Binder]
As the binder used for producing the positive electrode active material layer, for example, when the positive electrode active material layer is formed by a coating method, if it is a material that is dissolved or dispersed in the liquid medium for slurry, the type is Although not particularly limited, fluorine-based resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc. from weather resistance, chemical resistance, heat resistance, flame retardancy, etc.; CN group-containing such as polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide Polymers and the like are preferred.

また、上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体なども使用できる。なお、結着剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Mixtures, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers, etc. of the above polymers can also be used. In addition, a binder may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

また、結着剤として樹脂を用いる場合、その樹脂の重量平均分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1万以上300万以下である。分子量がこの範囲であると電極の強度が向上し、電極の形成を好適に行うことができる。 When a resin is used as the binder, the weight-average molecular weight of the resin is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. When the molecular weight is within this range, the strength of the electrode is improved, and the electrode can be suitably formed.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上80質量%以下である。 The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more and 80% by mass or less.

[2-2-2-4.集電体]
正極集電体の材質としては特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料が挙げられる。中でもアルミニウムが好ましい。
[2-2-2-4. current collector]
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum. Among them, aluminum is preferable.

集電体の形状としては、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらのうち、金属箔又は金属薄膜が好ましい。なお、金属薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。 Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punched metal, and foamed metal. Among these, a metal foil or a metal thin film is preferable. Incidentally, the metal thin film may be appropriately formed in a mesh shape.

正極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常
1μm以上、1mm以下である。
When the shape of the current collector of the positive electrode is plate-like, film-like, or the like, the thickness of the current collector is arbitrary, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

[2-2-2-5.正極板の厚さ]
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、正極板の厚さから集電体の厚さを差し引いた正極活物質層の厚さは、集電体の片面に対して通常10μm以上、
500μm以下である。
[2-2-2-5. Thickness of positive electrode plate]
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the positive electrode active material layer obtained by subtracting the thickness of the current collector from the thickness of the positive electrode plate is On the other hand, usually 10 μm or more,
500 μm or less.

[2-2-2-6.電極密度]
塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。集電体上に存在している正極活物質層の密度は、通常1.5g/cm以上4.5g/cm以下である。
[2-2-2-6. Electrode density]
The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably densified by hand pressing, roller pressing, or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer present on the current collector is usually 1.5 g/cm 3 or more and 4.5 g/cm 3 or less.

[2-2-2-7.正極板の表面被覆]
また、上記正極板は、その表面に、正極板とは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよく、当該物質としては、正極活物質の表面に付着していてもよい表面付着物質と同じ物質が用いられる。
[2-2-2-7. Surface coating of positive electrode plate]
In addition, the positive electrode plate may be one in which a substance having a composition different from that of the positive electrode plate is attached to the surface of the positive electrode plate. The same substances are used.

[2-3.負極]
負極は、金属イオン(たとえば、リチウムイオン)を吸蔵及び放出可能なものであればよく、特に限定されないが、負極活物質を集電体表面の少なくとも一部に有するものが好ましい。
[2-3. negative electrode]
The negative electrode is not particularly limited as long as it can occlude and release metal ions (for example, lithium ions), but preferably has a negative electrode active material on at least part of the current collector surface.

[2-3-1.負極活物質]
負極に使用される負極活物質としては、電気化学的に金属イオン(たとえば、リチウムイオン)を吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素系材料、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくはLiと合金化可能な半金属元素を含有する材料(本明細書において、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料、などということがある。)、リチウム含有金属複合酸化物材料、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素系材料、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料、及びLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料と炭素系材料との混合物を使用するのが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[2-3-1. Negative electrode active material]
The negative electrode active material used for the negative electrode is not particularly limited as long as it can electrochemically intercalate and deintercalate metal ions (for example, lithium ions). Specific examples include a carbonaceous material, a material containing a metal element capable of being alloyed with Li and/or a metalloid element capable of being alloyed with Li (in this specification, a metal element capable of being alloyed with Li and/or materials containing metalloid elements, etc.), lithium-containing metal composite oxide materials, mixtures thereof, and the like. Among these, in terms of good cycle characteristics and safety and excellent continuous charging characteristics, carbon-based materials, materials containing metal elements and / or metalloid elements that can be alloyed with Li, and alloys with Li It is preferred to use mixtures of materials containing possible metallic and/or semi-metallic elements and carbonaceous materials. These may be used singly or in combination of two or more.

[2-3-1-1.炭素系材料]
炭素系材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素、炭素被覆黒鉛、黒鉛被覆黒鉛及び樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。なかでも、天然黒鉛が好ましい。炭素質材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[2-3-1-1. carbon-based materials]
Carbon-based materials include natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon-coated graphite, graphite-coated graphite, and resin-coated graphite. Among them, natural graphite is preferable. One type of carbonaceous material may be used alone, or two or more types may be used together in any combination and ratio.

天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び/又はこれらの黒鉛に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性又は充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛粒子が特に好ましい。 Examples of natural graphite include scale-like graphite, scale-like graphite, and/or graphite particles obtained by subjecting these graphites to a treatment such as spheroidization and densification. Among these, spherical or ellipsoidal graphite particles subjected to a spheroidization treatment are particularly preferable from the viewpoint of the packing properties of the particles and the charge/discharge rate characteristics.

黒鉛粒子の平均粒子径(d50)は、通常1μm以上、100μm以下である。 The average particle size (d50) of graphite particles is usually 1 μm or more and 100 μm or less.

[2-3-1-2.炭素質材料の物性]
負極活物質としての炭素質材料は、以下の(1)~(4)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1つを満たしていることが好ましく、複数を同時に満たすことが特に好ましい。
[2-3-1-2. Physical properties of carbonaceous materials]
The carbonaceous material as the negative electrode active material preferably satisfies at least one of the physical properties, shape, and other characteristics shown in the following (1) to (4), and particularly preferably satisfies a plurality of them at the same time. .

(1)X線回折パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)は、通常0.335nm以上0.360nm以下である。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、通常1.0nm以上である。
(1) X-ray diffraction parameter The d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) determined by X-ray diffraction of the carbonaceous material according to the Gakushin method is usually 0.335 nm or more and 0.360 nm or less. In addition, the crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is usually 1.0 nm or more.

(2)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上、100μm以下である。
(2) Volume-Based Average Particle Size The volume-based average particle size of the carbonaceous material is the volume-based average particle size (median diameter) determined by the laser diffraction/scattering method, and is usually 1 μm or more and 100 μm or less.

(3)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上、1.5以下である。
(3) Raman R value and Raman half-value width The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured using an argon ion laser Raman spectroscopy, and is usually 0.01 or more and 1.5 or less.

また、炭素質材料の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm-1以上、100cm-1以下である。 The Raman half-value width of the carbonaceous material near 1580 cm −1 is not particularly limited, but is usually 10 cm −1 or more and 100 cm −1 or less.

(4)BET比表面積
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m・g-1以上100m・g-1以下である。
負極活物質中に性質の異なる炭素質材料が2種以上含有していてもよい。ここでいう性質とは、X線回折パラメータ、体積基準平均粒径、ラマンR値、ラマン半値幅及びBET比表面積を意味する。
(4) BET Specific Surface Area The BET specific surface area of the carbonaceous material is the value of the specific surface area measured using the BET method, and is usually 0.1 m 2 ·g −1 or more and 100 m 2 ·g −1 or less.
Two or more carbonaceous materials having different properties may be contained in the negative electrode active material. The properties here mean X-ray diffraction parameters, volume-based average particle size, Raman R value, Raman half width and BET specific surface area.

好ましい例としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないこと、ラマンR値が異なる炭素系材料を2種以上含有すること、及びX線パラメータが異なる炭素系材料を2種以上含有すること等が挙げられる。 Preferred examples include that the volume-based particle size distribution is not bilaterally symmetrical about the median diameter, that two or more carbonaceous materials having different Raman R values are contained, and that carbonaceous materials having different X-ray parameters are used. Containing 2 or more types, etc. are mentioned.

[2-3-1-3.Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料]
Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料は、従来公知のいずれのものも使用可能であるが、容量とサイクル寿命の点から、例えば、Sb、Si、Sn、Al、As、及びZnからなる群より選ばれる金属及び/若しくは半金属元素の単体又はその化合物であることが好ましい。また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料が2種類以上の元素を含有する場合、当該材料は、これらの金属の合金からなる合金材料であってもよい。
[2-3-1-3. A material containing a metal element and/or a metalloid element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li]
Any conventionally known material containing a metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li can be used. , As, and Zn. In addition, when the material containing a metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li contains two or more elements, the material may be an alloy material made of an alloy of these metals.

また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素の材料としては、酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。これらは、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を2種以上含有していてもよい。 In addition, oxides, nitrides, carbides, and the like can be cited as materials of the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li. These may contain two or more kinds of metal elements and/or metalloid elements that can be alloyed with Li.

なかでも、金属Si(以下、Siと記載する場合がある)又はSi含有無機化合物が高容量化の点で、好ましい。 Among them, metal Si (hereinafter sometimes referred to as Si) or Si-containing inorganic compounds are preferable from the viewpoint of increasing the capacity.

また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素の材料は、後述する負極の製造時で既にLiと合金化されていてもよい。 In addition, the material of the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li may already be alloyed with Li at the time of manufacturing the negative electrode, which will be described later.

本明細書では、Si又はSi含有無機化合物を総称してSi化合物と呼ぶ。Si化合物としては、具体的には、SiO(0≦x≦2)等が挙げられる。Liと合金化された金属化合物としては、具体的には、LiSi(0<y≦4.4)、LiSiO2+z(0<z≦2)等が挙げられる。Si化合物としてSi酸化物(SiOx1、0<x1≦2)が、黒鉛と比較して理論容量が大きい点で好ましく、又は非晶質SiもしくはナノサイズのSi結晶が、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能である点で好ましい。 In this specification, Si or Si-containing inorganic compounds are collectively referred to as Si compounds. Specific examples of Si compounds include SiO x (0≦x≦2). Specific examples of metal compounds alloyed with Li include Li y Si (0<y≦4.4), Li 2 SiO 2+z (0<z≦2), and the like. Si oxide (SiO x1 , 0<x1 ≤ 2) is preferable as the Si compound because it has a larger theoretical capacity than graphite, or amorphous Si or nano-sized Si crystals are preferred as alkali ions such as lithium ions. is easy to enter and exit, and it is possible to obtain a high capacity.

Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料が粒子である場合、その平均粒子径(d50)は、サイクル寿命の観点から、通常0.01μm以上、10μm以下である。 When the material containing the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li is particles, the average particle diameter (d50) is usually 0.01 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint of cycle life.

[2-3-1-4.Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子と黒鉛粒子との混合物]
負極活物質として用いられるLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子と黒鉛粒子との混合物は、前述のLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子と前述の黒鉛粒子が互いに独立した材料の粒子の状態で混合されている混合体でもよいし、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子が黒鉛粒子の表面又は内部に存在している複合体でもよい。
[2-3-1-4. A mixture of particles of a material containing a metallic element and/or semi-metallic element that can be alloyed with Li and graphite particles]
A mixture of graphite particles and particles of a material containing a metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li used as a negative electrode active material contains the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li. It may be a mixture in which the particles of the material containing and the graphite particles are mixed in the state of particles of the material independent of each other, or a material containing a metal element and / or metalloid element that can be alloyed with Li. A composite in which the particles are present on the surface or inside the graphite particles may also be used.

Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子と黒鉛粒子の合計に対するLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の粒子の含有割合は、通常1質量%以上、99質量%以下であり、好ましくは1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは2質量%以上10質量%以下である。 The content ratio of the particles of the material containing the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li to the total of the particles of the material containing the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li and the graphite particles , Usually 1% by mass or more and 99% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, still more preferably 2% by mass or more and 10% by mass % or less.

[2-3-1-5.リチウム含有金属複合酸化物材料]
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタンを含むリチウム含有金属複合酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する場合がある)がより好ましく、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物が出力抵抗を大きく低減するので特に好ましい。
[2-3-1-5. Lithium-containing metal composite oxide material]
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. A material is preferable, and a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter sometimes abbreviated as "lithium-titanium composite oxide") is more preferable, and lithium-titanium composite oxide having a spinel structure greatly reduces the output resistance, so it is particularly preferable.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウム及び/又はチタンが、他の金属元素、例えば、Al、Ga、Cu及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されていてもよい。 Also, lithium and/or titanium in the lithium-titanium composite oxide may be substituted with other metal elements such as at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, Cu and Zn.

リチウムチタン複合酸化物として、Li4/3Ti5/3、LiTi及びLi4/5Ti11/5が好ましい。また、リチウム及び/又はチタンの一部が他の元素で置換されたリチウムチタン複合酸化物として、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましい。 Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , Li 1 Ti 2 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 are preferable as the lithium titanium composite oxide. Li4/ 3Ti4 / 3Al1 / 3O4 , for example, is preferable as the lithium-titanium composite oxide in which part of lithium and/or titanium is replaced with another element.

[2-3-2.負極の構成と製造方法]
負極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いてもよい。例えば、負極活物質に、結着剤、水系溶媒又は有機系溶媒等の液体媒体、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスして負極活物質層を形成することによって作製することができる。また、負極活物質を形成する材料をスパッタリングすることにより、集電体上に負極活物質層を形成することによっても作製することができる。
[2-3-2. Structure and Manufacturing Method of Negative Electrode]
Any known method may be used to manufacture the negative electrode as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. For example, to the negative electrode active material, a binder, a liquid medium such as an aqueous solvent or an organic solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. are added to form a slurry, which is applied to the current collector. can be produced by drying and then pressing to form a negative electrode active material layer. It can also be produced by forming a negative electrode active material layer on a current collector by sputtering a material that forms the negative electrode active material.

[2-3-2-1.活物質含有量]
負極活物質の、負極活物質層中の含有量は、通常80質量%以上、99.5質量%以下である。
[2-3-2-1. Active material content]
The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is usually 80% by mass or more and 99.5% by mass or less.

[2-3-2-2.電極密度]
塗布、乾燥によって得られた負極活物質層は、負極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。 負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質層の密度は、通常1g・cm-3以上、2.2g・cm-3以下である。
[2-3-2-2. Electrode density]
The negative electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably densified by hand pressing, roller pressing, or the like in order to increase the filling density of the negative electrode active material. The electrode structure when the negative electrode active material is formed into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material layer present on the current collector is usually 1 g cm -3 or more and 2.2 g cm -3 or less. is.

[2-3-2-3.増粘剤]
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコールおよびこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[2-3-2-3. Thickener]
Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, but specific examples include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上、5質量%以下である。 When a thickener is used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.

[2-3-2-4.結着剤]
負極活物質を結着する結着剤としては、非水系電解液や電極製造時に用いる液体媒体に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
[2-3-2-4. Binder]
The binder that binds the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolytic solution and the liquid medium used in electrode production.

具体例としては、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル-ブタジエンゴム)、エチレン-プロピレンゴム等のゴム状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体等のフッ素系高分子等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Specific examples include rubber-like polymers such as SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), ethylene-propylene rubber; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, Examples thereof include fluorine-based polymers such as tetrafluoroethylene-ethylene copolymers. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

負極活物質に対する結着剤の割合は、通常0.1質量%以上20質量%以下である。 The ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 20% by mass or less.

特に、結着剤がSBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対する結着剤の割合は、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。また、結着剤がポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する結着剤の割合は、好ましくは1質量%以上、15質量%以下である。 In particular, when the binder contains a rubber-like polymer represented by SBR as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less. . Further, when the binder contains a fluorine-based polymer represented by polyvinylidene fluoride as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less. .

[2-3-2-5.集電体]
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
[2-3-2-5. current collector]
As the current collector for holding the negative electrode active material, any known current collector can be used. Examples of the current collector for the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Copper is particularly preferable in terms of ease of processing and cost.

集電体の形状としては、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらのうち、金属箔又は金属薄膜が好ましい。なお、金属箔及び金属薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。 Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punched metal, and foamed metal. Among these, a metal foil or a metal thin film is preferable. Incidentally, the metal foil and the metal thin film may be appropriately formed in a mesh shape.

負極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上、1mm以下である。 When the shape of the current collector of the negative electrode is plate-like, film-like, or the like, the thickness of the current collector is arbitrary, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

[2-3-2-6.負極板の厚さ]
負極(「負極板」ともいう。)の厚さは用いられる正極に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、負極材の厚さから集電体厚さを差し引いた負極活物質層の厚さは通常15μm以上、300μm以下である。
[2-3-2-6. Thickness of negative electrode plate]
The thickness of the negative electrode (also referred to as “negative plate”) is designed according to the positive electrode to be used, and is not particularly limited. The thickness of is usually 15 μm or more and 300 μm or less.

[2-3-2-7.負極板の表面被覆]
また、負極板は、その表面に、負極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
[2-3-2-7. Surface coating of negative electrode plate]
Further, the negative electrode plate may have a surface adhered with a substance having a composition different from that of the negative electrode active material (surface adhering substance). Examples of the surface adhering substance include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.

[2-4.セパレータ]
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
[2-4. Separator]
A separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the separator is usually impregnated with the non-aqueous electrolytic solution.

セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。 The material and shape of the separator are not particularly limited, and known materials can be arbitrarily adopted as long as they do not significantly impair the effects of the present invention.

[2-5.電池設計]
[2-5-1.電極群]
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合は、通常40%以上、90%以下である。
[2-5. battery design]
[2-5-1. Electrode group]
The electrode group has a laminate structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed between the separators, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound with the separator interposed therebetween. Either is fine. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery is usually 40% or more and 90% or less.

[2-5-2.集電構造]
電極群が前述の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減する構造も好適に用いられる。電極群が前述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
[2-5-2. Current collection structure]
When the electrode group has the above-described laminated structure, a structure in which the metal core portions of the electrode layers are bundled and welded to a terminal is preferably used. A structure in which a plurality of terminals are provided in an electrode to reduce resistance is also preferably used. When the electrode group has the wound structure described above, the internal resistance can be reduced by providing a plurality of lead structures for each of the positive electrode and the negative electrode and bundling them around the terminal.

[2-5-3.保護素子]
保護素子として、過大電流等による発熱とともに抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)素子、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
[2-5-3. Protective element]
Protective elements include PTC (Positive Temperature Coefficient) elements whose resistance increases as heat is generated by excessive current, thermal fuses, thermistors, and valves that cut off the current flowing through the circuit due to a sudden increase in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation. (current cut-off valve) or the like can be used. It is preferable to select the protective element under the condition that it does not operate under normal high-current use, and it is more preferable to design such that abnormal heat generation and thermal runaway do not occur even without the protective element.

[2-5-4.外装体]
非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体(外装ケース)内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。
[2-5-4. exterior body]
A non-aqueous electrolyte secondary battery is generally configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body (exterior case). There is no restriction on this exterior body, and any known one can be employed as long as it does not significantly impair the effects of the present invention.

外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に限定されるものではないが、軽量化の観点から、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の金属又はラミネートフィルムが好適に用いられる。 The material of the exterior case is not particularly limited as long as it is stable with respect to the non-aqueous electrolytic solution used, but from the viewpoint of weight reduction, aluminum or aluminum alloy metal or laminate film is preferably used.

上記金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、又は、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。 The exterior case using the above metals has a sealed structure by welding the metals together by laser welding, resistance welding, or ultrasonic welding, or a crimped structure using the above metals via a resin gasket. There are things to do.

[2-5-5.形状]
また、外装ケースの形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
[2-5-5. shape]
Moreover, the shape of the exterior case is also arbitrary, and may be cylindrical, rectangular, laminated, coin-shaped, large-sized, or the like.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。本実施例及び比較例に使用した化合物を以下表1に示す。一般式(1)で表される化合物1~3は下記合成例に示す方法によって合成したものを用いた。化合物4はシグマアルドリッチ製試薬、化合物5及び6は東京化成製試薬を用いた。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The compounds used in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below. Compounds 1 to 3 represented by the general formula (1) were synthesized by the method shown in Synthesis Examples below. Compound 4 was a Sigma-Aldrich reagent, and compounds 5 and 6 were Tokyo Kasei reagents.

Figure 2023054761000016
Figure 2023054761000016

<一般式(1)で表される化合物の合成>
本実施例で用いる一般式(1)で表される化合物1~3は、下記の方法により合成した。
<Synthesis of compound represented by general formula (1)>
Compounds 1 to 3 represented by general formula (1) used in this example were synthesized by the following method.

<合成例>
以下の合成例における各種分析方法は以下の通りである。
<Synthesis example>
Various analysis methods in the following synthesis examples are as follows.

[核磁気共鳴(NMR)分析]
H、13C-NMRは、Bruker社製400 Ultrashieldを用いて、それぞれ400、101MHzにて測定した。サンプルを重クロロホルム(CDCl)に溶解させ、測定した。
[Nuclear magnetic resonance (NMR) analysis]
1 H and 13 C-NMR were measured at 400 and 101 MHz, respectively, using a Bruker 400 Ultrashield. Samples were dissolved in deuterated chloroform (CDCl 3 ) and measured.

[ガスクロマトグラフィ(GC)分析]
サンプル100μLを1mLの有機溶媒(ジエチルエーテル)に溶解させた。得られた溶液をGC分析装置(島津製作所製GC-2025)にて分析した。条件は以下の通りとした。
カラム: DB-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm、アジレント・テクノロジー社製)
検出器:FID
温度:40℃→280℃、10℃/minで昇温した。
純度は、ピークの面積%から求めた。
[Gas chromatography (GC) analysis]
100 μL of sample was dissolved in 1 mL of organic solvent (diethyl ether). The resulting solution was analyzed with a GC analyzer (GC-2025 manufactured by Shimadzu Corporation). The conditions were as follows.
Column: DB-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 μm, manufactured by Agilent Technologies)
Detector: FID
Temperature: 40°C→280°C, increased at 10°C/min.
Purity was determined from peak area %.

<合成例1> 化合物1(2,2,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサシリナン)の合成
2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(5.00g,48.0mmol)をジエチルエーテル(300mL)に溶解させ、トリエチルアミン(14.6mL,106mmol)を加えた。氷冷下撹拌しながらジクロロジメチルシラン(5.79mL,48.0mmol)のジエチルエーテル(50mL)溶液を2時間かけて滴下した。室温で2時間攪拌した後、析出物を濾別した。溶媒留去した後、蒸留精製することにより2,2,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサシリナン(2.54g,15.8mmol)を取得した。GC分析により見積もられた純度は98%であった。H-NMR、13C-NMRの分析結果は以下の通りであった。
H-NMR(400MHz,CDCl3):δ=3.66(s,4H),0.96(s,6H),0.20(s,6H)
13C-NMR(101MHz,CDCl3):δ=73.6,35.2,21.9,-2.6
<Synthesis Example 1> Synthesis of compound 1 (2,2,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxasilinane) 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (5.00 g, 48.0 mmol) was dissolved in diethyl ether (300 mL) and triethylamine (14.6 mL, 106 mmol) was added. A solution of dichlorodimethylsilane (5.79 mL, 48.0 mmol) in diethyl ether (50 mL) was added dropwise over 2 hours while stirring under ice cooling. After stirring for 2 hours at room temperature, the precipitate was filtered off. After distilling off the solvent, purification by distillation gave 2,2,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxasilinane (2.54 g, 15.8 mmol). Purity estimated by GC analysis was 98%. The analysis results of 1 H-NMR and 13 C-NMR were as follows.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 3.66 (s, 4H), 0.96 (s, 6H), 0.20 (s, 6H)
13 C-NMR (101 MHz, CDCl3): δ = 73.6, 35.2, 21.9, -2.6

<合成例2>化合物2(2,5,5-トリメチル-2-ビニル-1,3,2-ジオキサシリナン)の合成
2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール(5.00g,48.0mmol)をジエチルエーテル(300mL)に溶解させ、トリエチルアミン(14.6mL,106mmol)を加えた。氷冷下撹拌しながらジクロロメチルビニルシラン(6.21mL,48.0mmol)のジエチルエーテル(50mL)溶液を約1時間かけて滴下した。室温で5時間攪拌した後、析出物を濾別した。溶媒留去した後、蒸留精製することにより2,5,5-トリメチル-2-ビニル-1,3,2-ジオキサシリナン(2.67g,15.5mmol)を取得した。GC分析により見積もられた純度は98%であった。H-NMR、13C-NMRの分析結果は以下の通りであった。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ=6.14-6.08(m,1H),6.03-5.93(m,2H),3.74(d,J=10.8Hz,2H),3.64(d,J=11.0Hz,2H),1.07(s,3H),0.87(s,3H),0.27(s,3H)
13C-NMR(101MHz,CDCl):δ=135.6,133.1,73.8,35.2,22.0,21.8,-3.8
<Synthesis Example 2> Synthesis of compound 2 (2,5,5-trimethyl-2-vinyl-1,3,2-dioxasilinane) 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (5.00 g, 48.0 mmol ) was dissolved in diethyl ether (300 mL) and triethylamine (14.6 mL, 106 mmol) was added. A solution of dichloromethylvinylsilane (6.21 mL, 48.0 mmol) in diethyl ether (50 mL) was added dropwise over about 1 hour while stirring under ice cooling. After stirring at room temperature for 5 hours, the precipitate was filtered off. After distilling off the solvent, purification by distillation gave 2,5,5-trimethyl-2-vinyl-1,3,2-dioxasilinane (2.67 g, 15.5 mmol). Purity estimated by GC analysis was 98%. The analysis results of 1 H-NMR and 13 C-NMR were as follows.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 6.14-6.08 (m, 1H), 6.03-5.93 (m, 2H), 3.74 (d, J = 10.8Hz , 2H), 3.64 (d, J = 11.0 Hz, 2H), 1.07 (s, 3H), 0.87 (s, 3H), 0.27 (s, 3H)
13 C-NMR (101 MHz, CDCl 3 ): δ=135.6, 133.1, 73.8, 35.2, 22.0, 21.8, −3.8

<合成例3> 化合物3(2-メチル-2-ビニル-1,3,2-ジオキサシリナン)の合成
1,3-プロパンジオール(6.00g,78.8mmol)をジエチルエーテル(500mL)に溶解させ、トリエチルアミン(24mL,173mmol)を加えた。氷冷下撹拌しながら、ジクロロメチルビニルシラン(10.2mL,78.8mmol)のジエチルエーテル(50mL)溶液を滴下した。室温で2時間攪拌した後、反応液を濾過し、ろ液を濃縮した。得られた粗体を蒸留精製することにより、2-メチル-2-ビニル-1,3,2-ジオキサシリナン(3.58g,24.8mmol)を取得した。GC分析により、見積もられた純度は94%であった。H-NMR、13C-NMRの分析結果は以下の通りであった。
H-NMR(400MHz,CDCl3):δ=6.14-6.00(m,2H),5.94(dd,J=19.6,5.1Hz,1H),4.10-4.08(m,4H),2.03-1.96(m,1H),1.82-1.75(m,1H),0.25(s,3H)
13C-NMR(101MHz,CDCl3):δ=135.4,133.9,64.0,31.7,-3.0
<Synthesis Example 3> Synthesis of compound 3 (2-methyl-2-vinyl-1,3,2-dioxasilinane) 1,3-propanediol (6.00 g, 78.8 mmol) was dissolved in diethyl ether (500 mL). , triethylamine (24 mL, 173 mmol) was added. A solution of dichloromethylvinylsilane (10.2 mL, 78.8 mmol) in diethyl ether (50 mL) was added dropwise while stirring under ice cooling. After stirring at room temperature for 2 hours, the reaction was filtered and the filtrate was concentrated. By purifying the resulting crude product by distillation, 2-methyl-2-vinyl-1,3,2-dioxasilinane (3.58 g, 24.8 mmol) was obtained. GC analysis gave an estimated purity of 94%. The analysis results of 1 H-NMR and 13 C-NMR were as follows.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 6.14-6.00 (m, 2H), 5.94 (dd, J = 19.6, 5.1 Hz, 1H), 4.10-4. 08 (m, 4H), 2.03-1.96 (m, 1H), 1.82-1.75 (m, 1H), 0.25 (s, 3H)
13 C-NMR (101 MHz, CDCl3): δ = 135.4, 133.9, 64.0, 31.7, -3.0

<実施例1-1~1-3、比較例1-1~1-3>
[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)の混合物(体積比EC:DMC:EMC=3:4:3)に、電解質として十分に乾燥させたLiPFを1.0mol/L(12.2質量%;非水系電解液中の濃度として)溶解させた。この電解液100質量部に対してビニレンカーボネート1質量部を加えることにより、基準電解液1を調製した。下記表2に記載の含有量で化合物1、2及び4を加えて非水系電解液を調製した。なお、表中の「含有量(質量部)」は、基準電解液1を100質量部とした時の含有量である
<Examples 1-1 to 1-3, Comparative Examples 1-1 to 1-3>
[Preparation of non-aqueous electrolytic solution]
In a dry argon atmosphere, a mixture of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio EC:DMC:EMC=3:4:3) was added with sufficiently dried LiPF as an electrolyte. 6 was dissolved at 1.0 mol/L (12.2% by mass; as the concentration in the non-aqueous electrolytic solution). A reference electrolytic solution 1 was prepared by adding 1 part by mass of vinylene carbonate to 100 parts by mass of this electrolytic solution. Compounds 1, 2 and 4 were added in the amounts shown in Table 2 below to prepare non-aqueous electrolytic solutions. The "content (parts by mass)" in the table is the content when the reference electrolyte solution 1 is 100 parts by mass.

[ハーフセルの作製]
負極として銅箔上にSiOがスパッタリングされたSiO薄膜、対極として十分量の金属リチウム箔、非水系電解液及びポリエチレン製のセパレータを用いて、SiO薄膜、非水系電解液、セパレータ、金属リチウム箔の順に積層した。こうして得られた電池素子を2032コイン型電池用缶体に収め、カシメ機でかしめることにより、コイン型のハーフセルを作成した。
[Fabrication of half-cell]
Using a SiO thin film in which SiO is sputtered on a copper foil as a negative electrode, a sufficient amount of metallic lithium foil as a counter electrode, a non-aqueous electrolytic solution and a separator made of polyethylene, SiO thin film, non-aqueous electrolytic solution, separator, metallic lithium foil Layered in order. The thus-obtained battery element was placed in a 2032 coin-type battery case, and crimped with a crimping machine to prepare a coin-type half cell.

[慣らし運転]
得られたハーフセルを、25℃において、0.05Cに相当する定電流で5mVまで充電後、5mVの定電圧で電流値が0.01Cになるまで充電を実施し、0.1Cの定電流で1500mVまで放電した。これを3サイクル行ってハーフセルを安定させ、慣らし運転を完了させた。
[Run-in]
The resulting half-cell was charged at 25° C. at a constant current corresponding to 0.05 C to 5 mV, then charged at a constant voltage of 5 mV until the current value reached 0.01 C, and then charged at a constant current of 0.1 C. It was discharged to 1500mV. This was repeated for 3 cycles to stabilize the half-cell and complete the break-in.

[繰り返し充放電時の容量維持率の評価]
慣らし運転の終了したハーフセルを0.05Cに相当する定電流で5mVまで充電後、5mVの定電圧で電流値が0.01Cになるまで充電を実施し、0.1Cの定電流で1500mVまで放電した。この放電量を1サイクル目の放電容量とした。その後、5mVまでの充電と1500mVまでの放電を150回繰り返した。充放電は30回に1回、上記の条件で行い、その他は0.5Cに相当する定電流で5mVまで充電後、5mVの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し、1Cの定電流で1500mVまで放電する条件で充放電した。151サイクル目の0.1Cでの放電量を151サイクル目の放電容量とした。(151サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100から算出した繰り返し充放電時の容量維持率(%)を下記表2に示す。
[Evaluation of capacity retention rate during repeated charging and discharging]
After the half-cell, which had been run-in, was charged at a constant current corresponding to 0.05 C to 5 mV, then charged at a constant voltage of 5 mV until the current value reached 0.01 C, and discharged at a constant current of 0.1 C to 1500 mV. bottom. This discharge amount was defined as the discharge capacity in the first cycle. After that, charging to 5 mV and discharging to 1500 mV were repeated 150 times. Charge/discharge was performed once every 30 times under the above conditions. Others were charged at a constant current corresponding to 0.5C up to 5mV, and then charged at a constant voltage of 5mV until the current value reached 0.05C. The battery was charged and discharged under the condition of discharging to 1500 mV at a constant current of 1C. The amount of discharge at 0.1 C at the 151st cycle was defined as the discharge capacity at the 151st cycle. Table 2 below shows the capacity retention rate (%) during repeated charging and discharging, calculated from (discharge capacity at 151st cycle)÷(discharge capacity at 1st cycle)×100.

Figure 2023054761000017
Figure 2023054761000017

表2より、一般式(1)で表される化合物を含有する電解液を用いた実施例1-1~1-3は、基準電解液をそのまま用いた比較例1-1及びその他の化合物を含有する電解液を用いた比較例1-2及び1-3に比べて、繰り返し充放電時の容量維持率に優れることがわかる。 From Table 2, Examples 1-1 to 1-3 using the electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1), Comparative Example 1-1 using the reference electrolytic solution as it is and other compounds As compared with Comparative Examples 1-2 and 1-3 using the containing electrolyte, it can be seen that the capacity retention rate during repeated charging and discharging is superior.

<実施例2-1~2-2、比較例2-1~2-2>
[正極の作製]
正極活物質としてリチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物(Li1.0Ni0.5Co0.2Mn0.3)90質量部と、導電材としてアセチレンブラック7質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量部とを、N-メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして正極とした。
<Examples 2-1 to 2-2, Comparative Examples 2-1 to 2-2>
[Preparation of positive electrode]
90 parts by mass of lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (Li 1.0 Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 ) as a positive electrode active material and 7 parts by mass of acetylene black as a conductive material; 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as an adhesive was mixed with a disperser in an N-methylpyrrolidone solvent to form a slurry. This was uniformly coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed to form a positive electrode.

[負極の作製]
天然黒鉛98質量部に、増粘剤及び結着剤として、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)1質量部及びスチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に塗布して乾燥した後、プレスして負極とした。
[Preparation of negative electrode]
To 98 parts by mass of natural graphite, 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by mass of sodium carboxymethylcellulose) and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene rubber concentration of 50% by mass) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The resulting slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed to form a negative electrode.

[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)の混合物(体積比EC:DMC:EMC=3:4:3)に、電解質として十分に乾燥させたLiPFを1.0mol/L(12.2質量%;非水系電解液中の濃度として)溶解させることにより、基準電解液2を調製した。下記表3に記載の含有量で化合物2、3及び5を加えて非水系電解液を調製した。なお、表中の「含有量(質量部)」は、基準電解液2を100質量部とした時の含有量である
[Preparation of non-aqueous electrolytic solution]
In a dry argon atmosphere, a mixture of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio EC:DMC:EMC=3:4:3) was added with sufficiently dried LiPF as an electrolyte. Reference electrolyte solution 2 was prepared by dissolving 6 at 1.0 mol/L (12.2% by mass; concentration in non-aqueous electrolyte solution). Compounds 2, 3 and 5 were added in the amounts shown in Table 3 below to prepare non-aqueous electrolytic solutions. The "content (parts by mass)" in the table is the content when the standard electrolyte solution 2 is 100 parts by mass.

[非水系電解液電池の製造]
上記の正極、負極及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子が突設するように挿入した後、上記調製後の非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、ラミネート型の非水系電解液電池を作製した。
[Manufacture of non-aqueous electrolyte battery]
A battery element was produced by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the separator made of polyethylene in the order of negative electrode, separator, and positive electrode. After inserting this battery element into a bag made of a laminate film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer so that the terminals of the positive electrode and the negative electrode protrude, the non-aqueous electrolytic solution prepared as described above is placed in the bag. It was injected into the inside and vacuum-sealed to fabricate a laminate type non-aqueous electrolyte battery.

<非水系電解液電池の評価>
[初期コンディショニング]
25℃の恒温槽中、上記の方法で作製した非水系電解液電池を、0.025C(1Cとは、充電又は放電に1時間かかる電流値のことを示す。以下同様。)に相当する電流で3.6Vまで定電流充電した後、0.17Cで4.2Vまで定電流-定電圧充電(以下、CC-CV充電と記載)を行った後、0.17Cで2.5Vまで放電した。続いて0.17Cで4.1Vまで定電流-定電圧充電を行った。その後、60℃に24時間保持しエージングを実施した。その後、0.17Cで2.5Vまで放電し、さらに0.17Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、0.2Cで2.5Vまで放電し、0.17Cで3.7Vまで充電させることで初期コンディショニングを行った。
<Evaluation of non-aqueous electrolyte battery>
[Initial conditioning]
In a constant temperature bath at 25 ° C., the non-aqueous electrolyte battery prepared by the above method is exposed to a current equivalent to 0.025 C (1 C indicates a current value that takes 1 hour to charge or discharge. The same applies hereinafter.) After constant-current charging to 3.6V at , constant-current-constant-voltage charging (hereinafter referred to as CC-CV charging) to 4.2V at 0.17C, and then discharging to 2.5V at 0.17C. . Subsequently, constant current-constant voltage charging was performed at 0.17C to 4.1V. After that, aging was performed by holding at 60° C. for 24 hours. After that, discharge to 2.5V at 0.17C, further CC-CV charge to 4.2V at 0.17C, discharge to 2.5V at 0.2C, and then to 3.7V at 0.17C. Initial conditioning was performed by charging.

[充電保存試験]
初期コンディショニング後の非水系電解液電池を再度、0.17Cで4.3VまでCC-CV充電を行った後、60℃、2週間の条件で高温保存を行った。その後、非水系電解液電池を十分に冷却させた後、0.17Cで2.5Vまで放電し、さらに0.17Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、0.2Cで2.5Vまで放電し、0.17Cで3.7Vまで充電させることで非水系電池を安定化させた。エタノール浴中に浸して体積を測定し、保存試験前後の体積変化から発生ガス量を求め、これを「高温充電保存ガス量」とした。下記表3に、比較例2-1の充電保存ガス量を100とした際の高温充電保存ガス量の値を示す。
[Charging storage test]
After the initial conditioning, the non-aqueous electrolyte battery was again charged by CC-CV to 4.3 V at 0.17 C, and then stored at high temperature at 60° C. for 2 weeks. After that, the non-aqueous electrolyte battery was sufficiently cooled, discharged at 0.17C to 2.5V, further CC-CV charged to 4.2V at 0.17C, and then charged at 0.2C to 2.5V. The nonaqueous battery was stabilized by discharging to 5V and charging to 3.7V at 0.17C. The battery was immersed in an ethanol bath to measure the volume, and the amount of generated gas was obtained from the change in volume before and after the storage test. Table 3 below shows the values of the high-temperature charged and stored gas amount when the charged and stored gas amount of Comparative Example 2-1 is set to 100.

Figure 2023054761000018
Figure 2023054761000018

表3より、一般式(1)で表される化合物を含有する電解液を用いた実施例2-1~2-2は、基準電解液2をそのまま用いた比較例2-1及びその他の化合物を含有する電解液を用いた比較例2-2に比べて、高温充電保存後のガス量を抑制することがわかる。一般式(1)で表される化合物の中でも、Rが炭素-炭素不飽和結合を有する炭化水素基である化合物を含有する実施例2-1及び実施例2-2は、特に高温充電保存後のガス抑制効果が高いことが分かる。 From Table 3, Examples 2-1 and 2-2 using the electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1), Comparative Example 2-1 using the reference electrolytic solution 2 as it is and other compounds It can be seen that the amount of gas after high-temperature charging and storage is suppressed as compared with Comparative Example 2-2 using the electrolytic solution containing. Among the compounds represented by the general formula (1), Examples 2-1 and 2-2 containing compounds in which R 1 is a hydrocarbon group having a carbon-carbon unsaturated bond are particularly suitable for high-temperature charge storage. It can be seen that the subsequent gas suppression effect is high.

<実施例3-1~3-2、比較例3-1>
[正極の作製]
正極活物質としてリチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物(Li1.0Ni0.70Co0.15Mn0.15)90質量部と、導電材としてアセチレンブラック7質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量部とを、N-メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして正極とした。
<Examples 3-1 to 3-2, Comparative Example 3-1>
[Preparation of positive electrode]
90 parts by mass of lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide ( Li1.0Ni0.70Co0.15Mn0.15O2 ) as a positive electrode active material , 7 parts by mass of acetylene black as a conductive material, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as an adhesive was mixed with a disperser in an N-methylpyrrolidone solvent to form a slurry. This was uniformly coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed to form a positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質(天然黒鉛:SiO=95:5 重量比率)98質量部に、増粘剤及び結着剤として、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)1質量部及びスチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に塗布して乾燥した後、プレスして負極とした。
[Preparation of negative electrode]
Negative electrode active material (natural graphite: SiO = 95:5 weight ratio) 98 parts by weight, 1 part by weight of aqueous dispersion of carboxymethylcellulose sodium (concentration of carboxymethylcellulose sodium 1% by weight) as a thickener and binder, and 1 part by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber: 50 mass %) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The resulting slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed to form a negative electrode.

[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)の混合物(体積比EC:EMC:DEC=3:4:3)に、電解質として十分に乾燥させたLiPFを1.2mol/L(14.8質量%;非水系電解液中の濃度として)溶解させた。この電解液100質量部に対してビニレンカーボネート2質量部を加えることにより、基準電解液3を調製した。下記表4に記載の含有量で化合物1及び2を加えて非水系電解液を調製した。なお、表中の「含有量(質量部)」は、基準電解液3を100質量部とした時の含有量である
[Preparation of non-aqueous electrolytic solution]
In a dry argon atmosphere, a mixture of ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) (volume ratio EC:EMC:DEC=3:4:3) was added with sufficiently dried LiPF as an electrolyte. 6 was dissolved at 1.2 mol/L (14.8% by mass; concentration in the non-aqueous electrolytic solution). A reference electrolytic solution 3 was prepared by adding 2 parts by mass of vinylene carbonate to 100 parts by mass of this electrolytic solution. Compounds 1 and 2 were added in the amounts shown in Table 4 below to prepare a non-aqueous electrolytic solution. The "content (parts by mass)" in the table is the content when the standard electrolyte solution 3 is 100 parts by mass.

[非水系電解液電池の製造]
上記の正極、負極及びポリオレフィン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子が突設するように挿入した後、上記調製後の非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、ラミネート型の非水系電解液電池を作製した。
[Manufacture of non-aqueous electrolyte battery]
A battery element was produced by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the separator made of polyolefin in the order of negative electrode, separator, and positive electrode. After inserting this battery element into a bag made of a laminate film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer so that the terminals of the positive electrode and the negative electrode protrude, the non-aqueous electrolytic solution prepared as described above is placed in the bag. It was injected into the inside and vacuum-sealed to fabricate a laminate type non-aqueous electrolyte battery.

<非水系電解液電池の評価>
[初期コンディショニング]
25℃の恒温槽中、上記の方法で作製した非水系電解液電池を、0.05Cに相当する電流で3.72Vまで定電流充電した後、0.2Cで2.5Vまで放電した。続いて0.2Cで4.1Vまで定電流-定電圧充電を行った。60℃にて24時間保持しエージングを実施した。25℃まで冷却後、0.2Cで2.5Vまで放電した。その後、0.2Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、0.2Cで2.5Vまで放電することを2回繰り返した。最後に、1.0Cで3.72Vまで充電させることで初期コンディショニングを完了した。
<Evaluation of non-aqueous electrolyte battery>
[Initial conditioning]
In a constant temperature bath at 25°C, the non-aqueous electrolyte battery prepared by the above method was constant current charged to 3.72V at a current corresponding to 0.05C, and then discharged to 2.5V at 0.2C. Subsequently, constant current-constant voltage charging was performed at 0.2C to 4.1V. Aging was carried out by holding at 60° C. for 24 hours. After cooling to 25°C, it was discharged to 2.5V at 0.2C. Thereafter, CC-CV charging to 4.2V at 0.2C and discharging to 2.5V at 0.2C were repeated twice. Finally, initial conditioning was completed by charging to 3.72V at 1.0C.

[繰り返し充放電時の容量維持率の評価]
45℃の恒温槽中、初期コンディショニング後の非水系電解液電池を1.0Cに相当する定電流で2.7Vまで定電流-定電圧放電した。その後、1.0Cに相当する電流で4.2Vまで定電流-定電圧充電した後、1.0Cで2.7Vまで定電流-定電圧放電することを1サイクルとして、これを200サイクル繰り返した。(200サイクル目の放電電流容量)÷(1サイクル目の放電電流容量)×100から算出した繰り返し充放電時の容量維持率(%)を下記表4に示す。
[Evaluation of capacity retention rate during repeated charging and discharging]
In a constant temperature bath at 45° C., the non-aqueous electrolyte battery after the initial conditioning was subjected to constant current-constant voltage discharge to 2.7 V at a constant current corresponding to 1.0C. After that, constant current-constant voltage charging to 4.2 V at a current corresponding to 1.0 C, followed by constant current-constant voltage discharging to 2.7 V at 1.0 C was defined as one cycle, and this was repeated 200 cycles. . Table 4 below shows the capacity retention rate (%) during repeated charge/discharge calculated from (discharge current capacity at 200th cycle)/(discharge current capacity at 1st cycle)×100.

Figure 2023054761000019
Figure 2023054761000019

表4より、一般式(1)で表される化合物を含有する電解液を用いた実施例3-1~3-2は、基準電解液3をそのまま用いた比較例3-1に比べて、繰り返し充放電時の容量維持率が向上することがわかる。 From Table 4, Examples 3-1 and 3-2 using the electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1) are compared to Comparative Example 3-1 using the reference electrolytic solution 3 as it is, It can be seen that the capacity retention rate during repeated charging and discharging is improved.

Claims (6)

下記一般式(1)で表される化合物を含有する非水系電解液。
Figure 2023054761000020
(一般式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に水素原子または炭化水素基であり、Xは-O-Si-O-結合とともに環を構成する2価の炭化水素基を表す。ただし、Xの炭素が有する水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。)
A non-aqueous electrolytic solution containing a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2023054761000020
(In general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and X represents a divalent hydrocarbon group forming a ring together with the --O--Si--O-- bond. However, the hydrogen atom of the carbon of X may be substituted with a halogen atom.)
前記一般式(1)のXにおいて、-O-Si-O-結合とともに環を構成する炭素数が2又は3である、請求項1に記載の非水系電解液。 2. The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein X in the general formula (1) has 2 or 3 carbon atoms forming a ring together with the --O--Si--O-- bond. 前記一般式(1)で表される化合物の含有量の合計が、非水系電解液の全量に対して0.001質量%以上30質量%以下である、請求項1又は2に記載の非水系電解液。 The total content of the compound represented by the general formula (1) is 0.001% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution, non-aqueous system according to claim 1 or 2 Electrolyte. 正極及び負極と、非水系電解液とを備える非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、請求項1又は2に記載の非水系電解液である、非水系電解液電池。 A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is the non-aqueous electrolyte according to claim 1 or 2. 前記負極が、負極活物質を含み、該負極活物質が金属Si又はSi酸化物を含む、請求項4に記載の非水系電解液電池。 5. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the negative electrode contains a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains metal Si or Si oxide. 前記正極が正極活物質を含み、該正極活物質が下記組成式(2)で表される金属酸化物である、請求項4に記載の非水系電解液電池。
Lia1Nib1Coc1d1・・・(2)
(上記式(2)中、a1、b1、c1及びd1は、0.90≦a1≦1.10、0.40≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50の数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
5. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the positive electrode contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material is a metal oxide represented by the following compositional formula (2).
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 (2)
(In the above formula (2), a1, b1, c1 and d1 are 0.90 ≤ a1 ≤ 1.10, 0.40 ≤ b1 ≤ 0.98, 0.01 ≤ c1 < 0.50, 0.01 ≤ d1 < 0.50 and satisfies b1 + c1 + d1 = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)
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