JP4826128B2 - Secondary battery electrolyte and secondary battery - Google Patents

Secondary battery electrolyte and secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP4826128B2
JP4826128B2 JP2005127988A JP2005127988A JP4826128B2 JP 4826128 B2 JP4826128 B2 JP 4826128B2 JP 2005127988 A JP2005127988 A JP 2005127988A JP 2005127988 A JP2005127988 A JP 2005127988A JP 4826128 B2 JP4826128 B2 JP 4826128B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
mass
secondary battery
dioxolan
fluoro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005127988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006309965A (en
Inventor
博志 堀内
忠彦 窪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2005127988A priority Critical patent/JP4826128B2/en
Publication of JP2006309965A publication Critical patent/JP2006309965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4826128B2 publication Critical patent/JP4826128B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

本発明は、炭酸エステルのフッ化物を含む二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery using the electrolyte and for a secondary battery comprising a fluoride carbonate.

近年、ノート型携帯用コンピュータ,携帯電話,カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ),デジタルカメラ,シリコンオーディオあるいはハードディスクプレーヤーなどの携帯用電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。それに伴い、これらの携帯用電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度を得ることができる二次電池の開発が進められている。高エネルギー密度を得ることができる二次電池としては、例えばリチウム二次電池が知られている。   In recent years, many portable electronic devices such as notebook portable computers, mobile phones, camera-integrated VTRs (video tape recorders), digital cameras, silicon audio, and hard disk players have appeared, and their size and weight have been reduced. Accordingly, as a power source for these portable electronic devices, development of a secondary battery that is lightweight and capable of obtaining a high energy density is in progress. As a secondary battery capable of obtaining a high energy density, for example, a lithium secondary battery is known.

これらのリチウム二次電池では、種々の電池特性を向上させるために、例えば、電解液の改良が行われている。例えば、サイクル特性などの向上させるために、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いることが検討されている(例えば、特許文献1参照)。   In these lithium secondary batteries, in order to improve various battery characteristics, for example, improvement of the electrolytic solution is performed. For example, use of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one has been studied in order to improve cycle characteristics and the like (see, for example, Patent Document 1).

また、過充電時における異常発熱を抑制するために、例えば、芳香族化合物を用いることが検討されている。例えば、特許文献2〜6には、アニソール誘導体、ビフェニル、4,4’−ジメチルビフェニル、3−R−チオフェン、3−クロロチオフェン、フランなどを用いることが検討されている。また、特許文献7には、アルキル基を有する非イオン性芳香族化合物を用いることが検討されている。更に、特許文献8には、2,2−ジフェニルプロパンなどを用いることが検討されている。
特開平7−240232号公報 特開平7−302614号公報 特開2000−156243号公報 特開平9−106835号公報 特開平9−171840号公報 特開平10−321258号公報 特開平10−275632号公報 特開平11−162512号公報
In addition, in order to suppress abnormal heat generation during overcharge, for example, the use of aromatic compounds has been studied. For example, Patent Documents 2 to 6 discuss the use of anisole derivatives, biphenyl, 4,4′-dimethylbiphenyl, 3-R-thiophene, 3-chlorothiophene, furan, and the like. Patent Document 7 discusses the use of a nonionic aromatic compound having an alkyl group. Further, Patent Document 8 discusses the use of 2,2-diphenylpropane and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-240232 JP-A-7-302614 JP 2000-156243 A JP-A-9-106835 JP-A-9-171840 JP-A-10-32258 JP-A-10-275632 Japanese Patent Laid-Open No. 11-162512

ところで、近年においては、これらの二次電池を高温環境下で使用することも多くなっており、高温保存特性あるいは高温サイクル特性などの高温特性についても向上させることができる電解液の開発が切望されていた。   By the way, in recent years, these secondary batteries are often used in a high-temperature environment, and the development of an electrolytic solution that can improve high-temperature characteristics such as high-temperature storage characteristics or high-temperature cycle characteristics is eagerly desired. It was.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、過充電時における安全性を保ちつつ、高温特性を向上させることができる二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic solution for a secondary battery that can improve high-temperature characteristics while maintaining safety during overcharging, and a secondary battery using the same. Is to provide.

本発明による第1の二次電池用電解液は、芳香族化合物としてtert−アルキルベンゼン、シクロアルキルベンゼンおよびm−フェニルシクロヘキシルベンゼンからなる群のうちの少なくとも1種と、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、芳香族化合物の含有量は0.1質量%以上8.0質量%以下であり、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は16.8質量%以上59.5質量%以下のものである。 The first electrolyte for a secondary battery according to the present invention comprises at least one member selected from the group consisting of tert-alkylbenzene, cycloalkylbenzene and m-phenylcyclohexylbenzene as an aromatic compound, and 4-fluoro-1,3-dioxolane. 2-one is contained, the content of the aromatic compound is 0.1% by mass or more and 8.0% by mass or less, and the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is 16. 8 mass% or more and those under 59.5% by mass or.

本発明による第2の二次電池用電解液は、2,4−ジフルオロアニソールと、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、2,4−ジフルオロアニソールの含有量は0.1質量%以上14.7質量%以下であり、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は16.8質量%以上59.5質量%以下のものである。 The second electrolyte for a secondary battery according to the present invention contains 2,4-difluoroanisole and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, and the content of 2,4-difluoroanisole is or less 0.1 wt% or more 14.7% by weight, 4-fluoro-1, the content of 3-dioxolan-2-one is of under 59.5% by mass or more 16.8 wt%.

本発明による第1の二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、電解液は、芳香族化合物としてtert−アルキルベンゼン、シクロアルキルベンゼンおよびm−フェニルシクロヘキシルベンゼンからなる群のうちの少なくとも1種と、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、電解液における芳香族化合物の含有量は0.1質量%以上8.0質量%以下であり、電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は16.8質量%以上59.5質量%以下のものである。 A first secondary battery according to the present invention includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the electrolyte solution is selected from the group consisting of tert-alkylbenzene, cycloalkylbenzene, and m-phenylcyclohexylbenzene as an aromatic compound. And at least one kind of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, and the content of the aromatic compound in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 8.0% by mass or less. 4-fluoro-1 in the liquid, 3-content of dioxolan-2-one is of under 59.5% by mass or more 16.8 wt%.

本発明による第2の二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、電解液は、2,4−ジフルオロアニソールと、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、電解液における2,4−ジフルオロアニソールの含有量は0.1質量%以上14.7質量%以下であり、電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は16.8質量%以上59.5質量%以下のものである。 A second secondary battery according to the present invention includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the electrolyte solution includes 2,4-difluoroanisole and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one. The content of 2,4-difluoroanisole in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 14.7% by mass or less, and the amount of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution is the content is of under 59.5% by mass or more 16.8 wt%.

本発明の二次電池用電解液によれば、tert−アルキルベンゼン、シクロアルキルベンゼンおよびm−フェニルシクロヘキシルベンゼンからなる群のうちの少なくとも1種0.1質量%以上8.0質量%以下、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンを16.8質量%以上59.5質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソールを0.1質量%以上14.7質量%以下、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンを16.8質量%以上59.5質量%以下の範囲内で含むようにしたので、これらが相乗的に作用することにより高温においても化学的安定性を向上させることができる。よって、この電解液を用いた本発明の二次電池にれば、安全性を保ちつつ、高温特性を向上させることができる。 According to the secondary battery electrolyte of the present invention, at least one member selected from the group consisting of tert-alkylbenzene, cycloalkylbenzene, and m-phenylcyclohexylbenzene is 0.1% by mass or more and 8.0% by mass or less, 4- Fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 16.8 % to 59.5 % by mass, or 2,4-difluoroanisole is 0.1% to 14.7 % by mass. % Or less, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained within the range of 16.8 % by mass or more and 59.5 % by mass or less. Can also improve the chemical stability. Thus, lever by the secondary battery of the present invention using the electrolytic solution, while maintaining safety, it is possible to improve the high temperature properties.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の一実施の形態に係る電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩と添加剤とを含んでいる。   The electrolytic solution according to an embodiment of the present invention includes, for example, a solvent, an electrolyte salt dissolved in the solvent, and an additive.

溶媒は、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含んでいる。これにより溶媒の分解反応を抑制することができるようになっている。   The solvent contains 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one. Thereby, the decomposition reaction of the solvent can be suppressed.

溶媒としては、また、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンに加えて、他の溶媒の1種または2種以上を混合して用いてもよい。他の溶媒としては、例えば炭酸エチレン(1,3−ジオキソラン−2−オン)、炭酸プロピレン(4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン)あるいは炭酸ブチレンなどの環式炭酸エステル、または4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5−トリフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4,5,5−テトラフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−フルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンあるいは4−ジフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンなどのハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体、または炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル、炭酸ジ(i−プロピル)、炭酸ジ(n−プロピル)、炭酸ジ(n−ブチル)あるいは炭酸ジ(tert−ブチル)などの鎖式炭酸エステル、またはγ−ブチロラクトンあるいはγ−バレロラクトンなどのラクトン、または酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチルあるいはプロピオン酸エチルなどの鎖式カルボン酸エステル、またはテトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、4−メチル−1,3−ジオキサンあるいは1,3−ベンゾジオキソールなどの環式エーテル、または1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ジグライム、トリグライム,テトラグライムあるいはジエチルエーテルなどの鎖式エーテル、またはエチレンサルファイト,プロパンスルトン, スルホラン,メチルスルホランあるいはジエチルスルフィンなどの硫黄化合物、またはアセトニトリルあるいはプロピオニトリルなどのニトリル類、またはN,N−ジメチルカルバミン酸メチル、N,N−ジエチルカルバミン酸メチルなどの鎖式カルバミン酸エステル、または1,3−ジオキソール−2−オン、4,5−ジフェニル−1,3−ジオキソール−2−オン、4−ビニル−1, 3−ジオキソラン−2−オン、炭酸アリルメチルあるいは炭酸ジアリルなどの不飽和結合を有する炭酸エステルが挙げられる。   As the solvent, in addition to 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, one or more kinds of other solvents may be mixed and used. Other solvents include, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate (1,3-dioxolan-2-one), propylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxolan-2-one) or butylene carbonate, or 4 -Trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4 , 5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4-fluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one Cyclic carbonate derivatives having halogen atoms such as ON or 4-difluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, or dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl carbonate Chain carbonates such as ethyl, di (i-propyl) carbonate, di (n-propyl) carbonate, di (n-butyl) carbonate or di (tert-butyl) carbonate, or γ-butyrolactone or γ-valerolactone Or a chain carboxylic acid ester such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate or ethyl propionate, or tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1 , 3-dioxolane, 1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane or cyclic ethers such as 1,3-benzodioxole, or 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane , Diglyme, triglyme, tetraglyme or diechi Chain ethers such as ether, or sulfur compounds such as ethylene sulfite, propane sultone, sulfolane, methyl sulfolane or diethyl sulfine, or nitriles such as acetonitrile or propionitrile, or methyl N, N-dimethylcarbamate, N, Chain carbamate such as methyl N-diethylcarbamate, or 1,3-dioxol-2-one, 4,5-diphenyl-1,3-dioxol-2-one, 4-vinyl-1,3-dioxolane Examples include carbonates having an unsaturated bond such as 2-one, allylmethyl carbonate, or diallyl carbonate.

中でも、粘度が1mPa・s以下の低粘度溶媒と混合することが好ましい。4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンは、比誘電率が30以上の高誘電率溶媒であるので、1種以上の低粘度溶媒と混合することによりイオン伝導性をより向上させることができるからである。低粘度溶媒としては、上述した溶媒のうち鎖式炭酸エステル、鎖式カルボン酸エステル、鎖式エーテル、または鎖式カルバミン酸エステルが挙げられ、特に炭酸ジメチル,炭酸ジエチルあるいは炭酸メチルエチルが好ましい。   Among these, it is preferable to mix with a low viscosity solvent having a viscosity of 1 mPa · s or less. Since 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 30 or more, the ion conductivity can be further improved by mixing with one or more low viscosity solvents. Because you can. Examples of the low-viscosity solvent include chain carbonate ester, chain carboxylate ester, chain ether, or chain carbamate ester among the above-mentioned solvents, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate or methyl ethyl carbonate is particularly preferable.

電解質塩としては、例えば、LiPF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiAsF6 、LiSbF6 、CF3 SO3 Li、(CF3 SO2 2 NLi、(CF3 SO2 3 CLi、(C2 5 SO2 2 NLi、LiCl、LiBr、LiI、LiB(C6 5 4 、LiPF4 (CF3 2 、LiPF3 (C2 5 3 、LiPF3 (CF3 3 、LiPF3 (iso−C3 7 3 、LiPF5 (iso−C3 7 )、リチウムビスオキサレートボレート(LiB(C2 4 2 )、ジフルオロ[ オキソラト−O,O’] ホウ酸リチウムなどのリチウム塩が挙げられる。 As the electrolyte salt, e.g., LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiSbF 6, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, (CF 3 SO 2) 3 CLi, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi, LiCl, LiBr, LiI, LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (Iso-C 3 F 7 ) 3 , LiPF 5 (iso-C 3 F 7 ), lithium bisoxalate borate (LiB (C 2 O 4 ) 2 ), difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate, etc. Lithium salt.

添加剤としては、芳香族化合物を含んでいる。これにより過充電による温度上昇などが抑制されるようになっている。   As an additive, an aromatic compound is included. Thereby, the temperature rise by overcharge, etc. are suppressed.

芳香族化合物としては、ベンゼン環を1個,2個または3個有するものが好ましい。多いと電解液に溶解し難くなるからである。   As the aromatic compound, those having 1, 2, or 3 benzene rings are preferable. It is because it will become difficult to melt | dissolve in electrolyte solution when there are many.

具体的には、ベンゼン、またはフルオロベンゼンなどのベンゼン誘導体、またはビフェニル、または4−フルオロビフェニル、4−メチルビフェニル、2−フルオロビフェニル、3,3’−ジフルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、2−メチルビフェニル、3−メチルビフェニル、3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジメチルビフェニル、2−フェノキシビフェニルあるいは4−tert−ブチルビフェニルなどのビフェニル誘導体、またはシクロヘキシルベンゼンなどのシクロアルキルベンゼン、またはm−フェニルシクロヘキシルベンゼンなどのシクロアルキルベンゼン誘導体、またはジベンゾフランあるいはその誘導体、またはテルフェニル、または3−シクロヘキシルビフェニル、1,3−ジフェニルシクロヘキサン、3−フェニルビシクロヘキシルあるいは1,3−ジシクロヘキシルベンゼンなどテルフェニルの一部を水素化した化合物、またはジフェニルエーテルあるいはその誘導体、または2−クロロ−p−キシレン、4−クロロ−o−キシレン、4−ブロモ−m−キシレンあるいは2−フルオロ−p−キシレンなどのキシレン誘導体、またはアニソール、または4−クロロアニソール、2,4−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール、4−フルオロアニソール、4−ブロモアニソール、2−クロロアニソール、3−クロロアニソール、3−フルオロアニソールあるいは2,3,5,6−テトラフルオロ−4−メチルアニソールなどアニソール誘導体、またはジメトキシベンゼン、または2−ジメトキシ−4−ブロモベンゼン、1,4−ジメトキシ−2−フルオロベンゼン、1,3−ジメトキシ−5−クロロベンゼン、3,5−ジメトキシ−1−フルオロベンゼン、1,3−ジメトキシ−4−ブロモベンゼン、2,5−ジメトキシ−1−ブロモベンゼンあるいは1,2,4,5−テトラフルオロ−3,6−ジメトキシベンゼンなどのジメトキシベンゼン誘導体、または1,2−ジフェノキシエタン、1−(4−ビフェニルオキシ)−2−フェノキシエタンあるいは1−(2−ビフェニルオキシ)2−フェノキシエタンなどのフェノキシエトキシベンゼンあるいはその誘導体、または1,4−ジフェノキシベンゼンあるいは1,3−ジフェノキシベンゼンなどのジフェノキシベンゼンあるいはその誘導体、またはジフェニルメタン、1,2−ジフェニルエタンあるいは2,2−ジフェニルプロパンなどのジフェニルアルカンあるいはその誘導体、またはtert−ペンチルベンゼン、iso−ペンチルベンゼン、tert−ブチルベンゼンあるいはiso−ブチルベンゼンなどのtert−アルキルベンゼン若しくはiso−アルキルベンゼンが挙げられる。   Specifically, benzene, or a benzene derivative such as fluorobenzene, or biphenyl, or 4-fluorobiphenyl, 4-methylbiphenyl, 2-fluorobiphenyl, 3,3′-difluorobiphenyl, 4,4′-difluorobiphenyl, 2-methylbiphenyl, 3-methylbiphenyl, 3,3′-dimethylbiphenyl, 4,4′-dimethylbiphenyl, biphenyl derivatives such as 2-phenoxybiphenyl or 4-tert-butylbiphenyl, or cycloalkylbenzenes such as cyclohexylbenzene, Or a cycloalkylbenzene derivative such as m-phenylcyclohexylbenzene, or dibenzofuran or a derivative thereof, terphenyl, 3-cyclohexylbiphenyl, 1,3-diphenyl Hexane, 3-phenylbicyclohexyl or 1,3-dicyclohexylbenzene, a compound obtained by hydrogenating a part of terphenyl, diphenyl ether or a derivative thereof, 2-chloro-p-xylene, 4-chloro-o-xylene, 4 -Xylene derivatives such as bromo-m-xylene or 2-fluoro-p-xylene, or anisole, or 4-chloroanisole, 2,4-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole, 4-fluoroanisole, 4-bromo Anisole derivatives such as anisole, 2-chloroanisole, 3-chloroanisole, 3-fluoroanisole or 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methylanisole, or dimethoxybenzene, or 2-dimethoxy-4-bromoben 1,4-dimethoxy-2-fluorobenzene, 1,3-dimethoxy-5-chlorobenzene, 3,5-dimethoxy-1-fluorobenzene, 1,3-dimethoxy-4-bromobenzene, 2,5-dimethoxy -1-bromobenzene or dimethoxybenzene derivatives such as 1,2,4,5-tetrafluoro-3,6-dimethoxybenzene, or 1,2-diphenoxyethane, 1- (4-biphenyloxy) -2-phenoxy Phenoxyethoxybenzene or a derivative thereof such as ethane or 1- (2-biphenyloxy) 2-phenoxyethane, or diphenoxybenzene or a derivative thereof such as 1,4-diphenoxybenzene or 1,3-diphenoxybenzene, or diphenylmethane 1,2-diphenylethane or Include diphenylalkanes such as 2,2-diphenylpropane or derivatives thereof, or tert-alkylbenzenes such as tert-pentylbenzene, iso-pentylbenzene, tert-butylbenzene or iso-butylbenzene, or iso-alkylbenzenes.

中でも、フッ素原子を有するものが好ましい。具体的には、フッ素化したベンゼンあるいはフッ素化したアニソールなどが挙げられ、中でもフルオロベンゼンあるいは2,4−ジフルオロアニソールが好ましい。高い効果が得られるからである。   Among these, those having a fluorine atom are preferable. Specific examples include fluorinated benzene or fluorinated anisole, among which fluorobenzene or 2,4-difluoroanisole is preferred. This is because a high effect can be obtained.

また、シクロアルキルベンゼンあるいはその誘導体、またはtert−アルキルベンゼンも好ましく挙げられ、中でも、シクロヘキシルベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼンあるいはtert−ペンチルベンゼンが好ましい。更に、ビフェニルあるいはテルフェニルも好ましい。   Further, cycloalkylbenzene or a derivative thereof, or tert-alkylbenzene is also preferred, and among them, cyclohexylbenzene, m-phenylcyclohexylbenzene or tert-pentylbenzene is preferred. Furthermore, biphenyl or terphenyl is also preferred.

電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキシラン−2−オンの含有量は、4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内であり、9.1質量%以上68.2質量%以下の範囲内が好ましく、特に16.8質量%以上59.5質量%以下の範囲内であれば望ましい。また、芳香族化合物の含有量は、2,4−ジフルオロアニソールであれば、14.7質量%以下であり、0.8質量%以上であればより好ましい。一方、2,4−ジフルオロアニソール以外の芳香族化合物であれば、8.0質量%以下であり、0.8質量%以上であればより好ましい。芳香族化合物をこの範囲内で含むようにすれば、過充電による温度上昇などをより抑制することができるが、芳香族化合物のみでは高温環境下において分解され易くなってしまうので、4−フルオロ−1,3−ジオキシラン−2−オンをこの範囲内で含むことにより、芳香族化合物の分解を抑制することができるようになるからである。また、過充電による温度上昇などについても更に抑制することができるからである。   The content of 4-fluoro-1,3-dioxiran-2-one in the electrolytic solution is in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, and is 9.1% by mass or more and 68.2% by mass. The following range is preferable, and it is particularly preferable if it is within the range of 16.8% by mass or more and 59.5% by mass or less. Moreover, if the content of the aromatic compound is 2,4-difluoroanisole, it is 14.7% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass or more. On the other hand, if it is an aromatic compound other than 2,4-difluoroanisole, it is 8.0 mass% or less, and more preferably 0.8 mass% or more. If the aromatic compound is included within this range, the temperature rise due to overcharge can be further suppressed, but the aromatic compound alone is likely to be decomposed in a high-temperature environment, so that 4-fluoro- It is because decomposition | disassembly of an aromatic compound can be suppressed now by including 1, 3- dioxirane-2-one in this range. Moreover, it is because the temperature rise by overcharge etc. can be suppressed further.

この電解液は、例えば、次のようにして二次電池に用いられる。   This electrolytic solution is used for a secondary battery as follows, for example.

(第1の二次電池)
図1は、本実施の形態に係る電解液を用いた第1の二次電池の断面構成を表すものである。この二次電池は、負極の容量が、電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12, 13がそれぞれ配置されている。
(First secondary battery)
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a first secondary battery using the electrolytic solution according to the present embodiment. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium as an electrode reactant. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and a wound electrode body 20 in which a belt-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. have. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12, 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed. The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16, and the disk plate 15A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut off. When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20の中心には例えばセンターピン24が挿入されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   For example, a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20. A positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図2は図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材および結着剤を含んでいてもよい。リチウムを吸蔵および放出可能な正極材料としては、例えば、硫化チタン(TiS2 ),硫化モリブデン(MoS2 ),セレン化ニオブ(NbSe2 )あるいは酸化バナジウム(V2 5 )などのリチウムを含有しないカルコゲン化物、またはリチウムを含有するリチウム含有化合物が挙げられる。 The positive electrode active material layer 21B includes, for example, one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material, and a conductive material such as a carbon material and a binder as necessary. An agent may be included. The positive electrode material capable of inserting and extracting lithium does not contain lithium such as titanium sulfide (TiS 2 ), molybdenum sulfide (MoS 2 ), niobium selenide (NbSe 2 ), or vanadium oxide (V 2 O 5 ). Examples include chalcogenides and lithium-containing compounds containing lithium.

中でも、リチウム含有化合物は、高電圧および高エネルギー密度を得ることができるものがあるので好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物、またはリチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物が挙げられ、特にコバルト(Co),ニッケルおよびマンガン(Mn)のうちの少なくとも1種を含むものが好ましい。より高い電圧を得ることができるからである。その化学式は、例えば、Lix MIO2 あるいはLiy MIIPO4 で表される。式中、MIおよびMIIは1種類以上の遷移金属元素を表す。xおよびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常、0.05≦x≦1.10、0.05≦y≦1.10である。 Among these, lithium-containing compounds are preferable because some compounds can obtain a high voltage and a high energy density. Examples of such a lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium and a transition metal element, or a phosphate compound containing lithium and a transition metal element. In particular, cobalt (Co), nickel and manganese (Mn Among these, those containing at least one of them are preferred. This is because a higher voltage can be obtained. The chemical formula is represented by, for example, Li x MIO 2 or Li y MIIPO 4 . In the formula, MI and MII represent one or more transition metal elements. The values of x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and are generally 0.05 ≦ x ≦ 1.10 and 0.05 ≦ y ≦ 1.10.

リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物の具体例としては、リチウムコバルト複合酸化物(Lix CoO2 )、リチウムニッケル複合酸化物(Lix NiO2 )、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(Lix Ni1-z Coz 2 (z<1))、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(Lix Ni1-v-w Cov Mnw 2 (v+w<1))、あるいはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2 4 )などが挙げられる。中でも、ニッケルを含む複合酸化物が好ましい。高い容量を得ることができると共に、優れたサイクル特性も得ることができるからである。リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物の具体例としては、例えばリチウム鉄リン酸化合物(LiFePO4 )あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LiFe1-u Mnu PO4 (u<1))が挙げられる。 Specific examples of the composite oxide containing lithium and a transition metal element include lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel composite oxide (Li x NiO 2 ), and lithium nickel cobalt composite oxide (Li x Ni 1-z Co z O 2 (z <1)), lithium nickel cobalt manganese composite oxide (Li x Ni 1-vw Co v Mn w O 2 (v + w <1)), or lithium manganese having a spinel structure Examples include composite oxide (LiMn 2 O 4 ). Among these, a composite oxide containing nickel is preferable. This is because a high capacity can be obtained and excellent cycle characteristics can also be obtained. Specific examples of the phosphate compound containing lithium and a transition metal element include, for example, a lithium iron phosphate compound (LiFePO 4 ) or a lithium iron manganese phosphate compound (LiFe 1-u Mn u PO 4 (u <1)). Can be mentioned.

結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン,ポリテトラフルオロエチレン,フッ化ビニリデンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体,フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体あるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体が挙げられる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and chlorotrifluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, or vinylidene fluoride and hexafluoro. Examples include a copolymer of propylene and tetrafluoroethylene.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極集電体22Aは、例えば、銅(Cu)箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper (Cu) foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、スズまたはケイ素を構成元素として含む材料が挙げられる。スズおよびケイ素はリチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   The negative electrode active material layer 22B includes, for example, any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material. Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a material containing tin or silicon as a constituent element. This is because tin and silicon have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

このような負極材料としては、具体的には、スズの単体,合金,あるいは化合物、またはケイ素の単体,合金,あるいは化合物、またはこれらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。なお、本発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体,共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   As such a negative electrode material, specifically, a simple substance, an alloy, or a compound of tin, a simple substance, an alloy, or a compound of silicon, or a material having one or more phases thereof at least in part. Is mentioned. In the present invention, alloys include those containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. There are structures in which a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them coexist.

スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛(Zn),インジウム(In),銀(Ag),チタン(Ti),ゲルマニウム(Ge),ビスマス(Bi),アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム,銀,チタン,ゲルマニウム,ビスマス,アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   As an alloy of tin, for example, as a second constituent element other than tin, silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), Examples include those containing at least one selected from the group consisting of germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr). As an alloy of silicon, for example, as a second constituent element other than silicon, among the group consisting of tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium And those containing at least one of the following.

スズの化合物あるいはケイ素の化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the tin compound or silicon compound include those containing oxygen (O) or carbon (C), and may contain the second constituent element described above in addition to tin or silicon.

中でも、この負極材料としては、スズと、コバルトと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)が30質量%以上70質量%以下であるCoSnC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。   Among these, as this negative electrode material, tin, cobalt, and carbon are included as constituent elements, the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and the total of tin and cobalt is A CoSnC-containing material having a cobalt ratio Co / (Sn + Co) of 30% by mass to 70% by mass is preferable. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.

このCoSnC含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素,鉄,ニッケル,クロム,インジウム,ニオブ(Nb),ゲルマニウム,チタン,モリブデン(Mo),アルミニウム,リン(P),ガリウム(Ga)またはビスマスが好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。   This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. As other constituent elements, for example, silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium (Nb), germanium, titanium, molybdenum (Mo), aluminum, phosphorus (P), gallium (Ga) or bismuth is preferable. It may contain more than seeds. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、このCoSnC含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このCoSnC含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。   This CoSnC-containing material has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and this phase preferably has a low crystallinity or an amorphous structure. In this CoSnC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon as a constituent element is bonded to a metal element or a semimetal element as another constituent element. The decrease in cycle characteristics is thought to be due to the aggregation or crystallization of tin or the like, but this is because such aggregation or crystallization can be suppressed by combining carbon with other elements. .

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS)が挙げられる。XPSでは、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、CoSnC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる場合には、CoSnC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。   As a measuring method for examining the bonding state of elements, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be cited. In XPS, the peak of the carbon 1s orbital (C1s) appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of the gold atom 4f orbital (Au4f) is obtained at 84.0 eV if it is graphite. . Moreover, if it is surface contamination carbon, it will appear at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element increases, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the CoSnC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the CoSnC-containing material is a metal element or a half of other constituent elements. Combined with metal elements.

なお、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとCoSnC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、CoSnC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。   In XPS measurement, for example, the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum. Usually, since surface-contaminated carbon exists on the surface, the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, which is used as an energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the C1s peak is obtained as a shape including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material. For example, by analyzing using a commercially available software, the surface contamination The carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material are separated. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また例えば、リチウムと合金を形成可能な他の金属元素または他の半金属元素を構成元素として含む材料を用いることもできる。このような金属元素あるいは半金属元素としては、マグネシウム(Mg),ホウ素(B),アルミニウム,ガリウム,インジウム,ゲルマニウム,鉛(Pb),ビスマス,カドミウム(Cd),銀,亜鉛,ハフニウム(Hf),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y),パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a material containing another metal element or other metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element can also be used. Such metal elements or metalloid elements include magnesium (Mg), boron (B), aluminum, gallium, indium, germanium, lead (Pb), bismuth, cadmium (Cd), silver, zinc, hafnium (Hf). , Zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd), or platinum (Pt).

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また例えば、コークス類,ガラス状炭素類,グラファイト類,難黒鉛化性炭素類,熱分解炭素類,炭素繊維あるいは有機高分子化合物燃焼体などの炭素材料を用いてもよく、また、これらの炭素材料と、上述した負極材料とを共に用いるようにしてもよい。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に少なく、例えば上述した負極材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができ、更に導電剤としても機能するので好ましい。   Examples of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium include cokes, glassy carbons, graphites, non-graphitizable carbons, pyrolytic carbons, carbon fibers, or organic polymer compound combustors. Such carbon materials may be used, and these carbon materials and the negative electrode material described above may be used together. The carbon material has very little change in crystal structure due to insertion and extraction of lithium. For example, when used together with the negative electrode material described above, a high energy density and excellent cycle characteristics can be obtained. It is also preferable because it functions as a conductive agent.

負極活物質層22Bは、また、導電剤,結着剤あるいは粘度調整剤などの充電に寄与しない他の材料を含んでいてもよい。導電剤としては、黒鉛繊維,金属繊維あるいは金属粉末などが挙げられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン,ポリテトラフルオロエチレン,フッ化ビニリデンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体,フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体あるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体,スチレンブタジエンゴム,エチレン−プロピレンゴム,ニトリルゴムあるいはブタジエンゴムなどが挙げられる。粘度調整剤としては、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。   The negative electrode active material layer 22B may also include other materials that do not contribute to charging, such as a conductive agent, a binder, or a viscosity modifier. Examples of the conductive agent include graphite fiber, metal fiber, and metal powder. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and chlorotrifluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, or vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. Examples thereof include a copolymer with tetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, nitrile rubber, or butadiene rubber. Examples of the viscosity modifier include carboxymethylcellulose.

なお、本実施の形態では、正極活物質とリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料との量を調整することにより、正極活物質による充電容量よりも、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料による充電容量の方が大きくなるようにし、完全充電時においても負極22にリチウム金属が析出しなようになっている。 Note that in this embodiment, by adjusting the amount of the positive electrode active material and the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, lithium can be stored and released rather than the charge capacity of the positive electrode active material. possible as towards the charge capacity due to the anode material increases, lithium metal is not a precipitated on the anode 22 even at the time of full charge.

セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多硬質膜により構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。   The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene or the like, or a multi-hard film made of ceramic, and these two or more kinds of porous films are laminated. It may be made the structure.

セパレータ23には、本実施の形態に係る電解液が含浸されている。これにより、過充電時における安全性を保ちつつ、高温特性を向上させることができるようになっている。   The separator 23 is impregnated with the electrolytic solution according to the present embodiment. As a result, the high temperature characteristics can be improved while maintaining safety during overcharge.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、例えば、正極集電体21Aに正極活物質層21Bを形成し正極21を作製する。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質の粉末と導電剤と結着剤とを混合して正極合剤を調製したのち、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとし、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより形成する。また、例えば、正極21と同様にして、負極集電体22Aに負極活物質層22Bを形成し負極22を作製する。   First, for example, the positive electrode active material layer 21B is formed on the positive electrode current collector 21A to produce the positive electrode 21. The positive electrode active material layer 21B is prepared, for example, by mixing a positive electrode active material powder, a conductive agent, and a binder to prepare a positive electrode mixture, and then using the positive electrode mixture in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. The positive electrode mixture slurry is dispersed to form a positive electrode mixture slurry, and the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, dried, and compression molded. Further, for example, in the same manner as the positive electrode 21, the negative electrode active material layer 22 </ b> B is formed on the negative electrode current collector 22 </ b> A to produce the negative electrode 22.

次いで、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。続いて、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図1,2に示した二次電池が完成する。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Subsequently, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, the electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through a gasket 17. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極22に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極22からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極21に吸蔵される。その際、電解液には、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とが上述した割合で含まれているので、過充電による温度上昇などが抑制されると共に、高温特性が改善される。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and inserted in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 22 and inserted in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. At that time, since the electrolyte solution contains 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and the aromatic compound in the above-described ratio, a temperature increase due to overcharge is suppressed, and the like. High temperature characteristics are improved.

このように本実施の形態によれば、電解液に芳香族化合物を8.0質量%以下、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含むようにしたので、これらが相乗的に作用することにより高温においても化学的安定性を向上させることができる。よって、安全性を保ちつつ、高温特性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the electrolyte contains 8.0% by mass or less of aromatic compound and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass. It is included within the following range, or 2,4-difluoroanisole is 14.7% by mass or less, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less. Thus, the chemical stability can be improved even at high temperatures by acting synergistically. Therefore, high temperature characteristics can be improved while maintaining safety.

(第2の二次電池)
第2の二次電池は、負極の構成が異なることを除き、他は第1の二次電池と同様の構成および作用を有しており、同様にして製造することができる。よって、図1および図2を参照し、対応する構成要素には同一の符号を付して同一の部分の説明は省略する。
(Secondary secondary battery)
The second secondary battery has the same configuration and operation as the first secondary battery except that the configuration of the negative electrode is different, and can be manufactured in the same manner. Therefore, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding component and description of the same part is abbreviate | omitted.

負極22は、第1の二次電池と同様に、負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極活物質層22Bは、例えば、スズまたはケイ素を構成元素として含む負極活物質を含有している。具体的には、例えば、スズの単体,合金,あるいは化合物、またはケイ素の単体,合金,あるいは化合物を含有しており、それらの2種以上を含有していてもよい。   Similar to the first secondary battery, the negative electrode 22 has a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A. The negative electrode active material layer 22B contains, for example, a negative electrode active material containing tin or silicon as a constituent element. Specifically, for example, it contains a simple substance, an alloy, or a compound of tin, or a simple substance, an alloy, or a compound of silicon, and may contain two or more of them.

また、負極活物質層22Bは、例えば、気相法,液相法あるいは焼成法、またはそれらの2以上の方法を用いて形成されたものであり、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体22Aの構成元素が負極活物質層22Bに、または負極活物質の構成元素が負極集電体22Aに、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層22Bの膨張・収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。   The negative electrode active material layer 22B is formed using, for example, a vapor phase method, a liquid phase method, a firing method, or two or more of these methods. The negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A are formed. Are preferably alloyed in at least part of the interface. Specifically, it is preferable that the constituent element of the negative electrode current collector 22A is diffused in the negative electrode active material layer 22B, the constituent element of the negative electrode active material is diffused in the negative electrode current collector 22A, or they are mutually diffused at the interface. This is because breakage due to expansion / contraction of the negative electrode active material layer 22B due to charging / discharging can be suppressed, and electronic conductivity between the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A can be improved. .

なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法,スパッタ法,イオンプレーティング法,レーザーアブレーション法,熱化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition )法,プラズマ化学気相成長法あるいは溶射法などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金あるいは無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。焼成法というのは、例えば、粒子状の負極活物質を結着材などと混合して溶剤に分散させ、塗布したのち、結着材などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法,反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が挙げられる。   As the vapor phase method, for example, a physical deposition method or a chemical deposition method can be used. Specifically, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal chemical vapor deposition ( Examples include CVD (Chemical Vapor Deposition), plasma chemical vapor deposition, and thermal spraying. As the liquid phase method, a known method such as electroplating or electroless plating can be used. The firing method is, for example, a method in which a particulate negative electrode active material is mixed with a binder, dispersed in a solvent, applied, and then heat-treated at a temperature higher than the melting point of the binder. A known method can also be used for the firing method, for example, an atmospheric firing method, a reactive firing method, or a hot press firing method.

(第3の二次電池)
第3の二次電池は、負極22の容量が電極反応物質であるリチウムの析出および溶解による容量成分により表される、いわゆるリチウム金属二次電池である。この二次電池は、負極活物質層22Bをリチウム金属により構成したことを除き、他は第1の二次電池と同様の構成を有しており、同様にして製造することができる。従って、図1および図2を参照し、対応する構成要素には同一の符号を付して同一の部分の説明は省略する。
(Third secondary battery)
The third secondary battery is a so-called lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode 22 is represented by a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium as an electrode reactant. This secondary battery has the same configuration as the first secondary battery except that the negative electrode active material layer 22B is made of lithium metal, and can be manufactured in the same manner. Therefore, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding component and description of the same part is abbreviate | omitted.

すなわち、この二次電池は、負極活物質としてリチウム金属を用いており、これにより高いエネルギー密度を得ることができるようになっている。負極活物質層22Bは、組み立て時から既に有するように構成してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成するようにしてもよい。また、負極活物質層22Bを集電体としても利用し、負極集電体22Aを削除するようにしてもよい。   That is, this secondary battery uses lithium metal as a negative electrode active material, and thereby can obtain a high energy density. The negative electrode active material layer 22B may be configured to be already provided from the time of assembly, but may be configured by lithium metal which is not present at the time of assembly and is deposited during charging. Alternatively, the negative electrode active material layer 22B may be used as a current collector, and the negative electrode current collector 22A may be deleted.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極集電体22Aの表面にリチウム金属となって析出する。放電を行うと、例えば、負極活物質層22Bからリチウム金属がリチウムイオンとなって溶出し、電解液を介して正極21に吸蔵される。このようにこの二次電池では、負極22においてリチウム金属の析出および溶解が繰り返されるので、負極22の活性が非常に高くなっているが、本実施の形態では電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とが上述した割合で含まれているので、過充電による温度上昇などが抑制されると共に、高温特性が改善される。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and deposited as lithium metal on the surface of the negative electrode current collector 22A through the electrolytic solution. When the discharge is performed, for example, lithium metal is eluted as lithium ions from the negative electrode active material layer 22B, and is occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Thus, in this secondary battery, the deposition and dissolution of lithium metal are repeated in the negative electrode 22, so that the activity of the negative electrode 22 is very high. In this embodiment, 4-fluoro-1, Since 3-dioxolan-2-one and an aromatic compound are contained in the above-described ratio, a temperature increase due to overcharging is suppressed and high temperature characteristics are improved.

(第4の二次電池)
第4の二次電池は、負極の容量が電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるものである。この二次電池は、負極活物質層22Bの構成が異なることを除き、他は第1の二次電池と同様の構成を有しており、同様にして製造することができる。従って、図1および図2を参照し、対応する構成要素には同一の符号を付して同一の部分の説明は省略する。
(Fourth secondary battery)
In the fourth secondary battery, the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium as an electrode reactant, and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is represented by the sum thereof. This secondary battery has the same configuration as that of the first secondary battery except that the configuration of the negative electrode active material layer 22B is different, and can be manufactured in the same manner. Therefore, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding component and description of the same part is abbreviate | omitted.

負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な1種または2種以上の負極材料を含んでおり、必要に応じて結着剤を含んでいてもよい。このような負極材料としては、例えば、第1の二次電池でも説明した炭素材料や、または、リチウムと合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含む材料が挙げられる。中でも、炭素材料を用いるようにすれば、優れたサイクル特性を得ることができるので好ましい。   The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material, and may include a binder as necessary. As such a negative electrode material, for example, a carbon material described in the first secondary battery, or a material containing a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element can be given. Among these, it is preferable to use a carbon material because excellent cycle characteristics can be obtained.

このリチウムを吸蔵および放出可能な負極材料の量は、この負極材料による充電容量が正極21の充電容量よりも小さくなるように調節されている。これにより、この二次電池では、充電の過程において、開回路電圧(すなわち電池電圧)が過充電電圧よりも低い時点で負極22にリチウム金属が析出し始めるようになっている。   The amount of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is adjusted so that the charge capacity of the negative electrode material is smaller than the charge capacity of the positive electrode 21. As a result, in the secondary battery, lithium metal starts to deposit on the negative electrode 22 at the time when the open circuit voltage (that is, the battery voltage) is lower than the overcharge voltage in the charging process.

なお、過充電電圧というのは、電池が過充電状態になった時の開回路電圧を指し、例えば、日本蓄電池工業会(電池工業会)の定めた指針の一つである「リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン」(SBA G1101)に記載され定義される「完全充電」された電池の開回路電圧よりも高い電圧を指す。また換言すれば、各電池の公称容量を求める際に用いた充電方法、標準充電方法、もしくは推奨充電方法を用いて充電した後の開回路電圧よりも高い電圧を指す。例えば、開回路電圧が4.2Vの時に完全充電となる場合には、開回路電圧が0V以上4.2V以下の範囲内の一部においてリチウムを吸蔵および放出可能な負極材料の表面にリチウム金属が析出している。従って、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出可能な負極材料とリチウム金属との両方が負極活物質として機能し、リチウムを吸蔵および放出可能な負極材料はリチウム金属が析出する際の基材となっている。これによりこの二次電池では、いわゆるリチウムイオン二次電池と、いわゆるリチウム金属二次電池との両方の特性を得ることができるようになっている。すなわち、高いエネルギー密度を得ることができると共に、サイクル特性および急速充電特性を向上させることができるようになっている。   The overcharge voltage refers to the open circuit voltage when the battery is overcharged. For example, the “lithium secondary battery” is one of the guidelines established by the Japan Storage Battery Industry Association (Battery Industry Association). Refers to a voltage that is higher than the open circuit voltage of a “fully charged” battery as defined and defined in the “Safety Evaluation Criteria Guidelines” (SBA G1101). In other words, it refers to a voltage higher than the open circuit voltage after charging using the charging method, standard charging method, or recommended charging method used when determining the nominal capacity of each battery. For example, when full charge occurs when the open circuit voltage is 4.2 V, lithium metal is formed on the surface of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in a part of the open circuit voltage in the range of 0 V to 4.2 V. Is deposited. Therefore, in this secondary battery, both the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium and lithium metal function as the negative electrode active material, and the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is a base material on which the lithium metal is deposited. It has become. Thereby, in this secondary battery, the characteristics of both a so-called lithium ion secondary battery and a so-called lithium metal secondary battery can be obtained. That is, high energy density can be obtained, and cycle characteristics and quick charge characteristics can be improved.

この二次電池では、充電を行うと、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、まず、負極22に含まれるリチウムを吸蔵および放出可能な負極材料に吸蔵される。更に充電を続けると、開回路電圧が過充電電圧よりも低い状態において、リチウムを吸蔵および放出可能な負極材料の表面にリチウム金属が析出し始める。そののち、充電を終了するまで負極22にはリチウム金属が析出し続ける。次いで、放電を行うと、まず、負極22に析出したリチウム金属がイオンとなって溶出し、電解液を介して、正極21に吸蔵される。更に放電を続けると、負極22中のリチウムを吸蔵および放出可能な負極材料からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極21に吸蔵される。このようにこの二次電池でも、負極22においてリチウム金属の析出および溶解が繰り返されるので、負極22の活性が非常に高くなっているが、本実施の形態では電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とが上述した割合で含まれているので、過充電による温度上昇などが抑制されると共に、高温特性が改善される。   In the secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode 21 and are first inserted into the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium contained in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. When charging is further continued, lithium metal begins to deposit on the surface of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in a state where the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage. After that, lithium metal continues to deposit on the negative electrode 22 until charging is completed. Next, when discharging is performed, first, lithium metal deposited on the negative electrode 22 is eluted as ions, and is occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. When the discharge is further continued, lithium ions are released from the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in the negative electrode 22 and inserted into the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Thus, in this secondary battery as well, since the deposition and dissolution of lithium metal are repeated in the negative electrode 22, the activity of the negative electrode 22 is very high, but in this embodiment, 4-fluoro-1, Since 3-dioxolan-2-one and an aromatic compound are contained in the above-described ratio, a temperature increase due to overcharging is suppressed and high temperature characteristics are improved.

(第5の二次電池)
図3は、第5の二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものである。
(Fifth secondary battery)
FIG. 3 shows the configuration of the fifth secondary battery. This secondary battery is a so-called laminate film type, and has a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached accommodated in a film-shaped exterior member 40.

正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム,銅,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム,アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. For example, the exterior member 40 is disposed so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム,ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 40 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図4は、図3に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面構造を表すものである。電極巻回体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。   FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The electrode winding body 30 is obtained by laminating a positive electrode 33 and a negative electrode 34 via a separator 35 and an electrolyte layer 36 and winding them, and the outermost periphery is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A,正極活物質層33B,負極集電体34A,負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、上述した第1ないし第4の二次電池における正極集電体21A,正極活物質層21B,負極集電体22A,負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. The configuration of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 is the same as that of the positive electrode current collector 21A, positive electrode active This is the same as the material layer 21B, the negative electrode current collector 22A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36は、本実施の形態に係る電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物あるいはアクリレート系高分子化合物、またはポリフッ化ビニリデンあるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ化ビニリデンの重合体が挙げられ、これらのうちのいずれか1種または2種以上が混合して用いられる。特に、酸化還元安定性の観点からは、フッ化ビニリデンの重合体などのフッ素系高分子化合物を用いることが望ましい。   The electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution according to the present embodiment and a polymer compound that serves as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. A gel electrolyte is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. Examples of the polymer compound include, for example, an ether polymer compound such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, an ester polymer compound such as polymethacrylate, or an acrylate polymer compound, or polyvinylidene fluoride or vinylidene fluoride. Examples thereof include polymers of vinylidene fluoride such as a copolymer with hexafluoropropylene, and any one of these or a mixture of two or more thereof is used. In particular, from the viewpoint of redox stability, it is desirable to use a fluorine-based polymer compound such as a vinylidene fluoride polymer.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。次いで、正極集電体33Aに正極リード31を取り付けると共に、負極集電体34Aに負極リード32を取り付ける。続いて、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。そののち、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図3,4に示した二次電池が完成する。   First, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. Next, the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode current collector 33A, and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode current collector 34A. Subsequently, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by bonding. After that, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edge portions of the exterior members 40 are sealed and sealed by thermal fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 is completed.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入したのち、外装部材40の開口部を熱融着して密封する。そののち、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成し、図3,4に示した二次電池を組み立てる。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and wound. Rotate and adhere the protective tape 37 to the outermost periphery to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-sealed to form a bag shape, and is stored inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the interior of the exterior member 40 Then, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed. Thereafter, heat is applied to polymerize the monomer to obtain a polymer compound, thereby forming the gel electrolyte layer 36, and assembling the secondary battery shown in FIGS.

この二次電池の作用は、上述した第1ないし第4の二次電池と同様である。   The operation of this secondary battery is the same as that of the first to fourth secondary batteries described above.

このように本実施の形態によれば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とを上述した割合で含むようにしたので、第2ないし第5の二次電池においても、第1の二次電池と同様に、これらが相乗的に作用することにより高温においても化学的安定性を向上させることができ、安全性を保ちつつ、高温特性を向上させることができる。   Thus, according to the present embodiment, since the 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and the aromatic compound are included in the above-described ratio, the second to fifth secondary batteries are included. In the same manner as in the first secondary battery, these can act synergistically to improve chemical stability even at high temperatures, and to improve high-temperature characteristics while maintaining safety. .

更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。   Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.

実験例1−1〜1−7)
負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表される電池、いわゆるリチウムイオン二次電池を作製した。その際、電池は、図1に示したものとした。
( Experimental Examples 1-1 to 1-7)
A battery in which the capacity of the negative electrode 22 is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium, a so-called lithium ion secondary battery was manufactured. At that time, the battery was as shown in FIG.

まず、炭酸リチウム(Li2 CO3 )と炭酸コバルト(CoCO3 )とを、Li2 CO3 :CoCO3 =0.5:1(モル比)の割合で混合し、空気中において900℃で5時間焼成して、正極材料としてのリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2 )を得た。次いで、このリチウム・コバルト複合酸化物91質量部と、導電剤であるグラファイト6質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合して正極合剤を調製した。続いて、この正極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとし、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し正極21を作製した。そののち、正極集電体21Aの一端にアルミニウム製の正極リード25を取り付けた。 First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are mixed at a ratio of Li 2 CO 3 : CoCO 3 = 0.5: 1 (molar ratio), and 5 ° C. at 900 ° C. in the air. After firing for a time, lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode material was obtained. Next, 91 parts by mass of this lithium / cobalt composite oxide, 6 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. Subsequently, this positive electrode mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a positive electrode mixture slurry, which is uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 21A made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. Then, the cathode active material layer 21B was formed by compression molding with a roll press machine, and the cathode 21 was produced. After that, an aluminum positive electrode lead 25 was attached to one end of the positive electrode current collector 21A.

また、負極材料としてCoSnC含有材料粉末80質量部と、導電剤としてグラファイト(ロンザ製KS−15)11質量部およびアセチレンブラック1質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン8質量部とを、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、厚み10μmの銅箔よりなる負極集電体22Aに均一に塗布し乾燥させて負極活物質層22Bを形成し負極22を作製した。そののち、負極集電体22Aの一端にニッケル製の負極リード26を取り付けた。その際、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極材料と負極材料との充填量を調整した。   Further, 80 parts by mass of CoSnC-containing material powder as a negative electrode material, 11 parts by mass of graphite (KS-15 manufactured by Lonza) and 1 part by mass of acetylene black as a conductive agent, and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, After being dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone, the negative electrode current collector 22A made of a copper foil having a thickness of 10 μm was uniformly applied and dried to form the negative electrode active material layer 22B, thereby preparing the negative electrode 22. After that, a nickel negative electrode lead 26 was attached to one end of the negative electrode current collector 22A. At that time, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material was adjusted so that the capacity of the negative electrode 22 was represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

更にまた、CoSnC含有材料粉末は、コバルト・スズ合金粉末と、炭素粉末とを混合し、メカノケミカル反応を利用して合成した。得られたCoSnC含有材料について組成の分析を行ったところ、コバルトの含有量は29.3質量%、スズの含有量は49.9質量%、炭素の含有量は19.8質量%、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)は37質量%であった。なお、炭素の含有量は、炭素・硫黄分析装置により測定し、コバルトおよびスズの含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)発光分析により測定した。また、得られたCoSnC含有材料についてX線回折を行ったところ、回折角2θ=20°〜50°の間に、回折角2θが1.0°以上の広い半値幅を有する回折ピークが観察された。更に、このCoSnC含有材料についてXPSを行ったところ、図5に示したようにピークP1が得られた。ピークP1を解析すると、表面汚染炭素のピークP2と、ピークP2よりも低エネルギー側にCoSnC含有材料中におけるC1sのピークP3とが得られた。このピークP3は、284.5eVよりも低い領域に得られた。すなわち、CoSnC含有材料中の炭素が他の元素と結合していることが確認された。   Furthermore, the CoSnC-containing material powder was synthesized using a mechanochemical reaction by mixing cobalt-tin alloy powder and carbon powder. When the composition of the obtained CoSnC-containing material was analyzed, the content of cobalt was 29.3 mass%, the content of tin was 49.9 mass%, the content of carbon was 19.8 mass%, The ratio Co / (Sn + Co) of cobalt to the total with cobalt was 37% by mass. The carbon content was measured by a carbon / sulfur analyzer, and the cobalt and tin contents were measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis. Further, when X-ray diffraction was performed on the obtained CoSnC-containing material, a diffraction peak having a wide half-width with a diffraction angle 2θ of 1.0 ° or more was observed between diffraction angles 2θ = 20 ° to 50 °. It was. Further, when XPS was performed on the CoSnC-containing material, a peak P1 was obtained as shown in FIG. When the peak P1 was analyzed, a peak P2 of surface contamination carbon and a peak P3 of C1s in the CoSnC-containing material on the lower energy side than the peak P2 were obtained. This peak P3 was obtained in a region lower than 284.5 eV. That is, it was confirmed that carbon in the CoSnC-containing material was bonded to other elements.

正極21および負極22をそれぞれ作製したのち、厚み25μmのポリプロピレン−ポリエチレン−ポリプロピレンフィルムよりなる3層構造のセパレータ(宇部興産製)23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層してこの積層体を渦巻状に多数回巻回し、粘着テープにより巻き終わり部分を固定して巻回電極体20を作製した。   After each of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 was prepared, a separator (manufactured by Ube Industries) 23 composed of a polypropylene-polyethylene-polypropylene film having a thickness of 25 μm was prepared. The laminated body was wound many times in a spiral shape, and the winding end portion was fixed with an adhesive tape to produce a wound electrode body 20.

巻回電極体20を作製したのち、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟み、負極リード26を電池缶11に溶接すると共に、正極リード25を安全弁機構15に溶接して、巻回電極体20をニッケルめっきした鉄製の電池缶11の内部に収納した。そののち、電池缶11の内部に電解液を減圧方式により注入することにより、直径18mm、高さ65mmの円筒型の二次電池を作製した。   After producing the wound electrode body 20, the wound electrode body 20 is sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13, the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11, and the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15. The wound electrode body 20 was housed inside a nickel-plated iron battery can 11. After that, an electrolytic solution was injected into the battery can 11 by a reduced pressure method to produce a cylindrical secondary battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm.

電解液には、溶媒として4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)、炭酸エチレン(EC)、炭酸プロピレン(PC)、炭酸ジメチル(DMC)、炭酸メチルエチル(MEC)、炭酸ジエチル(DEC)および1,3−ジオキソール−2−オン(VC)を表1に示した割合で混合した溶媒に、電解質塩としてLiPF6 を溶解させ、更に添加剤として芳香族化合物を添加したものとした。電解液におけるLiPF6 の含有量は11.8質量%とし、添加剤の含有量は1.0質量%とした。また、添加剤には、実験例1−1ではビフェニル(BP)とし、実験例1−2ではシクロへキシルベンゼン(CHB)とし、実験例1−3ではtert−ペンチルベンゼン(TPB)とし、実験例1−4ではテルフェニル(TP)とし、実験例1−5ではフルオロベンゼン(FB)とし、実験例1−6ではm−フェニルシクロヘキシルベンゼン(PCHB)とし、実験例1−7では2,4−ジフルオロアニソール(DFA)とした。 In the electrolyte solution, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC), ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), carbonic acid as a solvent. diethyl (DEC) and 1,3-dioxol-2-one (VC) in the solvent in a mixing ratio shown in Table 1, those of LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt was added an aromatic compound as a further additive It was. The LiPF 6 content in the electrolytic solution was 11.8% by mass, and the additive content was 1.0% by mass. Further, the additive, and in Examples 1-1 biphenyl (BP), in Examples 1-2 cycloheteroalkyl as cyclohexyl benzene (CHB), and in Examples 1-3 tert-pentyl benzene (TPB), experimental examples and 1-4 in terphenyl (TP), and fluorobenzene in examples 1-5 (FB), and in examples 1-6 m-phenyl cyclohexylbenzene (pCHB), in experimental example 1-7 2,4 -Difluoroanisole (DFA).

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例1−1〜1−7に対する比較例1−1として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、添加剤とを用いなかったことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。また、比較例1−2として、添加剤を用いなかったことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。更に、比較例1−3〜1−9として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。電解液における溶媒の組成および電解質塩の含有量は表1に示したようにした。 As Comparative Example 1-1 with respect to Experimental Examples 1-1 to 1-7, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and an additive were not used, the others were Experimental Example 1-1. A secondary battery was produced in the same manner as ˜1-7. Further, as Comparative Example 1-2, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7, except that no additive was used. Further, as Comparative Examples 1-3 to 1-9, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, the rest was the same as in Experimental Examples 1-1 to 1-7. A secondary battery was produced. The composition of the solvent and the content of the electrolyte salt in the electrolytic solution were as shown in Table 1.

作製した実験例1−1〜1−7および比較例1−1〜1−9の二次電池について、高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表1に示す。 For the fabricated secondary batteries of Experimental Examples 1-1 to 1-7 and Comparative Examples 1-1 to 1-9, the high-temperature storage characteristics, the high-temperature cycle characteristics, and the overcharge characteristics were examined. The results are shown in Table 1.

なお、高温保存特性は次のようにした調べた。まず、23℃において0.2Cの定電流密度で電池電圧が4.2Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.2Vの定電圧で3時間定電圧充電を行い満充電状態とした。次いで、23℃において0.2Cの定電流密度で電池電圧が2.5Vに達するまで定電流放電を行った。この充放電を更に1サイクル行い、保存前の放電容量を求めた。続いて、同様の条件で定電流定電圧充電を行い、60℃の恒温槽中で30日間放置したのち、23℃において、同様の条件で定電流放電を行い、保存後の放電容量を求めた。高温保存特性は、保存前の放電容量に対する保存後の放電容量の割合、すなわち、(保存後の放電容量/保存前の放電容量)×100(%)から求めた。   The high temperature storage characteristics were examined as follows. First, constant current charging was performed at 23 ° C. at a constant current density of 0.2 C until the battery voltage reached 4.2 V, and then constant voltage charging was performed at a constant voltage of 4.2 V for 3 hours to obtain a fully charged state. Next, constant current discharge was performed at 23 ° C. at a constant current density of 0.2 C until the battery voltage reached 2.5V. This charge / discharge was further performed for one cycle, and the discharge capacity before storage was determined. Subsequently, constant current and constant voltage charging was performed under the same conditions, and after standing for 30 days in a constant temperature bath at 60 ° C., constant current discharging was performed at 23 ° C. under the same conditions to obtain a discharge capacity after storage. . The high-temperature storage characteristics were determined from the ratio of the discharge capacity after storage to the discharge capacity before storage, that is, (discharge capacity after storage / discharge capacity before storage) × 100 (%).

また、高温サイクル特性は次のようにして調べた。まず、上述した条件で充放電を2サイクル行い、放電容量(23℃における放電容量)を求めた。続いて、60℃の恒温槽中で同様の条件で充放電を100サイクル行い、100サイクル目の放電容量を求めた。高温サイクル特性は、23℃における放電容量に対する60℃における100サイクル目の放電容量維持率(60℃における100サイクル目の放電容量/23℃における放電容量)×100(%)から求めた。   The high temperature cycle characteristics were examined as follows. First, two cycles of charge / discharge were performed under the conditions described above, and the discharge capacity (discharge capacity at 23 ° C.) was determined. Subsequently, 100 cycles of charge and discharge were performed under the same conditions in a thermostat at 60 ° C., and the discharge capacity at the 100th cycle was determined. The high-temperature cycle characteristics were determined from the discharge capacity maintenance ratio at the 100th cycle at 60 ° C. (discharge capacity at the 100th cycle at 60 ° C./discharge capacity at the 23 ° C.) × 100 (%) with respect to the discharge capacity at 23 ° C.

更に、過充電特性は次のようにして調べた。まず、23℃において上述した条件で定電流定電圧充電を行うことにより満充電状態とした。続いて、正極21と負極22との間に2Cの定電流を流して、過充電を行った。過充電特性は、安全弁機構15が作動するまでの電池温度の最高値を求めた。   Furthermore, the overcharge characteristics were examined as follows. First, a fully charged state was obtained by performing constant current constant voltage charging at 23 ° C. under the above-described conditions. Subsequently, overcharging was performed by passing a constant current of 2 C between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. For the overcharge characteristic, the maximum value of the battery temperature until the safety valve mechanism 15 was operated was obtained.

表1から分かるように、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とを用いた実験例1−1〜1−7によれば、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンと芳香族化合物とを用いていない比較例1−1よりも、あるいは芳香族化合物を用いていない比較例1−2よりも、あるいは4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いていない比較例1−3〜1−9よりも、高温における保存特性,サイクル特性および過充電特性を共に向上させることができた。 As can be seen from Table 1, according to Experimental Examples 1-1 to 1-7 using 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and an aromatic compound, 4-fluoro-1,3- More than Comparative Example 1-1 that does not use dioxolan-2-one and an aromatic compound, or Comparative Example 1-2 that does not use an aromatic compound, or 4-fluoro-1,3-dioxolane-2 -Compared with Comparative Examples 1-3 to 1-9 using no ON, both storage characteristics at high temperatures, cycle characteristics, and overcharge characteristics could be improved.

すなわち、電解液に4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とを含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   That is, it was found that if 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and an aromatic compound are included in the electrolytic solution, both high temperature characteristics and safety can be improved.

実験例2−1〜2−36)
電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を4.2質量%〜85.8質量%の範囲内で変化させたことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、溶媒は、実験例2−1〜2−12では、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、炭酸エチレンと、低粘度溶媒として炭酸ジメチル,炭酸メチルエチルまたは炭酸ジエチルと、必要に応じて1,3−ジオキソール−2−オンとを混合したものとした。実験例2−13〜2−19では4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、炭酸プロピレンと、低粘度溶媒として炭酸ジメチル,炭酸メチルエチルまたは炭酸ジエチルと、1,3−ジオキソール−2−オンとを混合したものとした。実験例2−20〜2−31では、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと炭酸エチレンと炭酸プロピレンと、低粘度溶媒として炭酸ジメチル,炭酸メチルエチルまたは炭酸ジエチルと、必要に応じて1,3−ジオキソール−2−オンとを混合したものとした。実験例2−32〜2−36では4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、必要に応じて低粘度溶媒として炭酸ジメチルと、1,3−ジオキソール−2−オンとを混合したものとした。なお、これらの実験例では、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの増加に伴い他の溶媒の含有量を変化させた。また、芳香族化合物には、ビフェニルとシクロへキシルベンゼンとtert−ペンチルベンゼンとを混合して用いた。電解液における溶媒組成,LiPF6 の含有量および芳香族化合物の含有量は表2,3に示すようにした。
( Experimental Examples 2-1 to 2-36)
Except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution was changed within the range of 4.2% by mass to 85.8% by mass, others were experimental examples 1-1 to 1-1. A secondary battery was made in the same manner as 1-7. At that time, in Experimental Examples 2-1 to 2-12, the solvent is 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, ethylene carbonate, and dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate or diethyl carbonate as a low viscosity solvent. If necessary, 1,3-dioxol-2-one was mixed. In Experimental Examples 2-13 to 2-19, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, propylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate or diethyl carbonate as a low-viscosity solvent, and 1,3-dioxole- 2-one was mixed. In Experimental Examples 2-20 to 2-31, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, ethylene carbonate and propylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate or diethyl carbonate as a low viscosity solvent, and as necessary And 1,3-dioxol-2-one. In Experimental Examples 2-32 to 2-36, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was mixed with dimethyl carbonate as a low viscosity solvent and 1,3-dioxol-2-one as necessary. It was supposed to be. In these experimental examples, the content of other solvents was changed as the amount of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one increased. As the aromatic compound, biphenyl, cyclohexylbenzene, and tert-pentylbenzene were mixed and used. Tables 2 and 3 show the solvent composition, LiPF 6 content, and aromatic compound content in the electrolytic solution.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例2−1〜2−36に対する比較例2−1〜2−5として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、他は実験例2−1〜2−36と同様にして二次電池を作製した。また、比較例2−6として、電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.7質量%としたことを除き、他は実験例2−1〜2−36と同様にして二次電池を作製した。各比較例において、電解液における溶媒の組成、LiPF6 の含有量および芳香族化合物の含有量は表3に示すようにした。 As Comparative Examples 2-1 to 2-5 with respect to Experimental Examples 2-1 to 2-36, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, the others were Experimental Examples 2-1 to A secondary battery was fabricated in the same manner as in 2-36. Moreover, as Comparative Example 2-6, except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution was 1.7% by mass, the others were Experimental Examples 2-1 to 2- A secondary battery was produced in the same manner as in Example 36. In each comparative example, the composition of the solvent, the content of LiPF 6 and the content of the aromatic compound in the electrolytic solution were as shown in Table 3.

作製した実験例2−1〜2−36および比較例2−1〜2−6の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表2,3に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 2-1~2-36 and Comparative Examples 2-1 to 2-6, high temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Tables 2 and 3.

表2,3から分かるように、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含む実験例2−1〜2−36によれば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含まないあるいは4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量が4.2質量%未満である比較例2−1〜2−6よりも、高温における保存特性,サイクル特性および過充電特性が共に向上した。特に、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量が9.1質量%以上68.2質量%以下の範囲内、更には16.8質量%以上59.5質量%以下の範囲内において高い効果が得られた。 As can be seen from Tables 2 and 3, Experimental Examples 2-1 to 2-36 containing 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one within the range of 4.2 mass% to 85.8 mass% According to Comparative Example 2-1, which does not contain 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is less than 4.2% by mass Both the storage characteristics at high temperatures, the cycle characteristics, and the overcharge characteristics were improved over ˜2-6. In particular, the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is in the range of 9.1% by mass to 68.2% by mass, and more preferably 16.8% by mass to 59.5% by mass. A high effect was obtained within the range.

すなわち、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができ、特に9.1質量%以上68.2質量%以下の範囲内が好ましく、16.8質量%以上59.5質量%以下の範囲内であれば望ましいことが分かった。   That is, if 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained within the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, both high temperature characteristics and safety can be improved. In particular, it was found that the content in the range of 9.1% by mass to 68.2% by mass is preferable, and that the content is preferably in the range of 16.8% by mass to 59.5% by mass.

実験例3−1〜3−15)
電解液におけるビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼンまたはm−フェニルシクロヘキシルベンゼンの含有量を0.1質量%または8.0質量%としたことを除き、他は実験例1−1〜1−6と同様にして二次電池を作製した。また、電解液における2,4−ジフルオロアニソールの含有量を0.1質量%、8.0質量%または14.7質量%としたことを除き、他は実験例1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、各実験例では、電解液における溶媒の組成およびLiPF6 の含有量を表4,5に示すようにした。
( Experimental examples 3-1 to 3-15)
Except that the content of biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene or m-phenylcyclohexylbenzene in the electrolytic solution was 0.1% by mass or 8.0% by mass, other experiments were conducted. Secondary batteries were fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-6. Further, except that the content of 2,4-difluoroanisole in the electrolytic solution was 0.1% by mass, 8.0% by mass or 14.7% by mass, the other two were performed in the same manner as in Experimental Example 1-7. A secondary battery was produced. At that time, in each experimental example, the composition of the solvent and the content of LiPF 6 in the electrolytic solution were as shown in Tables 4 and 5.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例3−1〜3−15に対する比較例3−1〜3−13として、電解液におけるビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼン、または2,4−ジフルオロアニソールの含有量を11.4質量%、11.5質量%または17.6質量%としたことを除き、あるいは電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.6質量%としたことを除き、他は実験例3−1〜3−15と同様にして二次電池を作製した。各比較例では、電解液における溶媒の組成、LiPF6 の含有量および芳香族化合物の含有量を表4,5に示すようにした。 As Comparative Examples 3-1 to 3-13 for Experimental Examples 3-1 to 3-15, biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, m-phenylcyclohexylbenzene, or 2 in the electrolytic solution , 4-difluoroanisole is 11.4% by mass, 11.5% by mass or 17.6% by mass, or 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolyte solution A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 3-1 to 3-15, except that the content was 1.6% by mass. In each comparative example, the composition of the solvent, the content of LiPF 6 and the content of the aromatic compound in the electrolytic solution are as shown in Tables 4 and 5.

作製した実験例3−1〜3−15および比較例3−1〜3−13の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を実験例1−1〜1−7および比較例1−2の結果と共に表4,5に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 3-1~3-15 and Comparative Examples 3-1~3-13, high-temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Tables 4 and 5 together with the results of Experimental Examples 1-1 to 1-7 and Comparative Example 1-2.

表4,5から分かるように、ビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼンまたはm−フェニルシクロヘキシルベンゼンを8.0質量%以下の範囲内で含むようにした実験例1−1〜1−6,3−1〜3−12によれば、あるいは2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むようにした実験例1−7,3−13〜3−15によれば、これらの含有量が8.0質量%超、または14.7質量%超である、あるいは4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量が4.2質量%未満である比較例1−2,3−1〜3−13よりも、高温における保存特性,サイクル特性および過充電特性が共に向上した。 As can be seen from Tables 4 and 5, Experimental Example 1 containing biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene or m-phenylcyclohexylbenzene in a range of 8.0% by mass or less. -1 to 1-6, 3-1 to 3-12, or experimental examples 1-7, 3-13 to contain 2,4-difluoroanisole in the range of 14.7% by mass or less According to 3-15, these contents are more than 8.0% by mass, or more than 14.7% by mass, or the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is 4.2%. Both the storage characteristics at high temperature, the cycle characteristics, and the overcharge characteristics were improved as compared with Comparative Examples 1-2 and 3-1 to 3-13 which are less than mass%.

すなわち、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲で含むように、あるいは2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   That is, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, and 2,4-difluoroanisole is contained in the range of 14.7% by mass or less. It has been found that both high temperature characteristics and safety can be improved if it is included or if other aromatic compounds other than 2,4-difluoroanisole are included within the range of 8.0% by mass or less. .

実験例4−1〜4−8)
ビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼンおよび2,4−ジフルオロアニソールのうちの2種以上を表6に示す含有量となるように混合したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、電解液における溶媒の組成およびLiPF6 の含有量を表6に示すようにした。
( Experimental examples 4-1 to 4-8)
Two or more of biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, m-phenylcyclohexylbenzene and 2,4-difluoroanisole were mixed so as to have the contents shown in Table 6. Other than the above, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7. At that time, the composition of the solvent and the content of LiPF 6 in the electrolytic solution were as shown in Table 6.

実験例4−1〜4−8に対する比較例4−1,4−2として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、あるいは電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.7質量%としたことを除き、他は実験例4−1〜4−8と同様にして二次電池を作製した。その際、溶媒の組成、電解液におけるLiPF6 の含有量および芳香族化合物の含有量を表6に示すようにした。 As Comparative Examples 4-1 and 4-2 for Experimental Examples 4-1 to 4-8, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, or 4-fluoro-in the electrolyte solution A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 4-1 to 4-8, except that the content of 1,3-dioxolan-2-one was 1.7% by mass. At that time, Table 6 shows the composition of the solvent, the content of LiPF 6 in the electrolytic solution, and the content of the aromatic compound.

作製した実験例4−1〜4−8および比較例4−1,4−2の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表7に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 were produced, the high-temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Table 7.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表6,7から分かるように、ビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼンおよび2,4−ジフルオロアニソールのうちの2種以上を用い、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含む実験例4−1〜4−8によれば、4.2質量%未満である比較例4−1,4−2よりも、高温における保存特性,サイクル特性および過充電特性を向上させることができた。 As can be seen from Tables 6 and 7, using two or more of biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, m-phenylcyclohexylbenzene and 2,4-difluoroanisole, According to Experimental Examples 4-1 to 4-8 containing fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, it is less than 4.2% by mass. Compared with Comparative Examples 4-1 and 4-2, storage characteristics at high temperatures, cycle characteristics, and overcharge characteristics could be improved.

すなわち、芳香族化合物のうちのいずれか2種以上を混合しても、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   That is, it was found that even when any two or more of the aromatic compounds are mixed, both the high temperature characteristics and the safety can be improved.

実験例5−1〜5−7)
負極材料としてケイ素を用い、銅箔よりなる負極集電体22Bに電子ビーム蒸着法によりケイ素を堆積させ、加熱乾燥させることにより負極活物質層22Aを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極材料と負極材料との充填量を調整した。
( Experimental Examples 5-1 to 5-7)
Except that silicon was used as the negative electrode material, silicon was deposited on the negative electrode current collector 22B made of copper foil by electron beam evaporation, and the negative electrode active material layer 22A was formed by heating and drying, thereby producing the negative electrode 22. Otherwise, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7. At that time, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material was adjusted so that the capacity of the negative electrode 22 was represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

実験例5−1〜5−7に対する比較例5−1として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、添加剤とを用いなかったことを除き、すなわち、比較例1−1と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。また、比較例5−2として、添加剤を用いなかったことを除き、すなわち、比較例1−2と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。更に、比較例5−3〜5−9として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、すなわち、比較例1−3〜1−9と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Example 5-1 with respect to Experimental Examples 5-1 to 5-7, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and an additive were not used, that is, Comparative Example 1-1 A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7 except that the same electrolytic solution was used. Further, as Comparative Example 5-2, except that the additive was not used, that is, except that the same electrolytic solution as Comparative Example 1-2 was used, the others were as Experimental Examples 5-1 to 5-7. Similarly, a secondary battery was produced. Further, as Comparative Examples 5-3 to 5-9, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, that is, the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-3 to 1-9 A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7 except that was used.

作製した実験例5−1〜5−7および比較例5−1〜5−9の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表8に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 5-1~5-7 and Comparative Examples 5-1 to 5-9, high temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Table 8.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表8から分かるように、実験例1−1〜1−7と同様の結果が得られた。すなわち、他の負極材料を用いた場合にも、電解液に4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンと、芳香族化合物とを含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。 As can be seen from Table 8, the same results as in Experimental Examples 1-1 to 1-7 were obtained. That is, even when other negative electrode materials are used, if the electrolyte contains 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and an aromatic compound, both high temperature characteristics and safety are improved. I found out that

実験例6−1〜6−29)
電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を変化させたことを除き、すなわち、実験例2−1〜2−12,2−20〜2−31,2−32〜2−36と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。
( Experimental examples 6-1 to 6-29)
Except for changing the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution, that is, Experimental Examples 2-1 to 2-12, 2-20 to 2-31,2-32 A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7, except that the same electrolytic solution as in ˜2-36 was used.

実験例6−1〜6−29に対する比較例6−1〜6−5として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、すなわち、比較例2−1〜2−5と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例6−1〜6−27と同様にして二次電池を作製した。また、比較例6−6として、電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.7質量%としたことを除き、すなわち、比較例6−6と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例6−1〜6−27と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 6-1 to 6-5 to Experimental Examples 6-1 to 6-29, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, that is, Comparative Examples 2-1 to 2-1 A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 6-1 to 6-27, except that the same electrolytic solution as in 2-5 was used. Further, as Comparative Example 6-6, except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution was 1.7% by mass, that is, the same as Comparative Example 6-6 A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 6-1 to 6-27, except that the electrolytic solution was used.

作製した実験例6−1〜6−27および比較例6−1〜6−6の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表9,10に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 6-1~6-27 and Comparative Examples 6-1 to 6-6, high temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Tables 9 and 10.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表9,10から分かるように、実験例2−1〜2−36と同様の結果が得られた。すなわち、他の負極材料を用いた場合にも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができ、特に9.1質量%以上68.2質量%以下の範囲内が好ましいことが分かった。 As can be seen from Tables 9 and 10, the same results as in Experimental Examples 2-1 to 2-36 were obtained. That is, even when other negative electrode materials are used, if 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, the temperature is high. It was found that both the characteristics and safety can be improved, and the range of 9.1% by mass to 68.2% by mass is particularly preferable.

実験例7−1〜7−15)
電解液におけるビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼンまたはm−フェニルシクロヘキシルベンゼンの含有量を0.1質量%または8.0質量%としたことを除き、すなわち、実験例3−1〜3−12と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。また、電解液における2,4−ジフルオロアニソールの含有量を0.1質量%、8.0質量%または14.7質量%としたことを除き、すなわち、実験例3−13〜3−15と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。
( Experimental examples 7-1 to 7-15)
Except that the content of biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, or m-phenylcyclohexylbenzene in the electrolytic solution was 0.1% by mass or 8.0% by mass, ie, an experiment A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7, except that the same electrolytic solution as in Examples 3-1 to 3-12 was used. Further, except that the content of 2,4-difluoroanisole in the electrolytic solution was 0.1% by mass, 8.0% by mass or 14.7% by mass, ie, Experimental Examples 3-13 to 3-15 and A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7, except that the same electrolytic solution was used.

実験例7−1〜7−15に対する比較例7−1〜7−13として、電解液におけるビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼン、または2,4−ジフルオロアニソールの含有量を11.4質量%、11.5質量%または17.6質量%としたことを除き、あるいは電解液における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.6質量%としたことを除き、すなわち、比較例3−1〜3−13と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例7−1〜7−15と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 7-1 to 7-13 to Experimental Examples 7-1 to 7-15, biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, m-phenylcyclohexylbenzene, or 2 in the electrolytic solution , 4-difluoroanisole is 11.4% by mass, 11.5% by mass or 17.6% by mass, or 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolyte solution Except that the content was set to 1.6% by mass, that is, except that the same electrolytic solution as in Comparative Examples 3-1 to 3-13 was used, and the others were the same as in Experimental Examples 7-1 to 7-15. Thus, a secondary battery was produced.

作製した実験例7−1〜7−15および比較例7−1〜7−13の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表11,12に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 7-1~7-15 and Comparative Examples 7-1~7-13, high-temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Tables 11 and 12.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表11,12から分かるように、実験例3−1〜3−15と同様の結果が得られた。すなわち、他の負極材料を用いた場合にも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むように、あるいは2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。 As can be seen from Tables 11 and 12, the same results as in Experimental Examples 3-1 to 3-15 were obtained. That is, when other negative electrode materials are used, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, and 2,4-difluoro If anisole is included in the range of 14.7% by mass or less, or other aromatic compound other than 2,4-difluoroanisole is included in the range of 8.0% by mass or less, the high temperature characteristics and It has been found that both safety can be improved.

実験例8−1〜8−8)
ビフェニル、シクロへキシルベンゼン、tert−ペンチルベンゼン、テルフェニル、フルオロベンゼン、m−フェニルシクロヘキシルベンゼンおよび2,4−ジフルオロアニソールのうちの2種以上を表13に示す含有量となるように混合したことを除き、すなわち、実験例4−1〜4−8と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。
( Experimental examples 8-1 to 8-8)
Two or more of biphenyl, cyclohexylbenzene, tert-pentylbenzene, terphenyl, fluorobenzene, m-phenylcyclohexylbenzene and 2,4-difluoroanisole were mixed so as to have the contents shown in Table 13. In other words, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7 except that the same electrolytic solution as in Experimental Examples 4-1 to 4-8 was used.

実験例8−1〜8−8に対する比較例8−1,8−2として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、あるいは電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1.7質量%としたことを除き、すなわち、比較例4−1,4−2と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−7と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 8-1 and 8-2 for Experimental Examples 8-1 to 8-8, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, or 4-fluoro- 1, the content of 3-dioxolan-2-one except that the 1.7 wt%, i.e., except for using the same electrolyte as in Comparative example 4-1 and 4-2, other experiments Secondary batteries were fabricated in the same manner as in Examples 5-1 to 5-7.

作製した実験例8−1〜8−8および比較例8−1,8−2の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表14に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 8-1~8-8 and Comparative Examples 8-1 and 8-2, high temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Table 14.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表13,14から分かるように、実験例4−1〜4−8と同様の結果が得られた。すなわち、芳香族化合物のうちのいずれか2種以上を混合しても、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。 As can be seen from Tables 13 and 14, the same results as in Experimental Examples 4-1 to 4-8 were obtained. That is, it was found that even when any two or more of the aromatic compounds are mixed, both the high temperature characteristics and the safety can be improved.

実験例9−1〜9−10,10−1〜10−10)
実験例9−1〜9−10として、負極材料にケイ素を用い、厚み35μmの銅箔よりなる負極集電体22Bに、スパッタリング法によりケイ素よりなる負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表15に示したようにした。また、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極材料と負極材料との充填量を調整した。
( Experimental examples 9-1 to 9-10, 10-1 to 10-10)
As Experimental Examples 9-1 to 9-10, a negative electrode active material layer 22B made of silicon was formed by sputtering on a negative electrode current collector 22B made of copper foil having a thickness of 35 μm using silicon as the negative electrode material. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7, except for the fabrication. At that time, the solvent composition, the content of LiPF 6 , the type and content of the additive in the electrolytic solution were as shown in Table 15. Moreover, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material was adjusted so that the capacity of the negative electrode 22 was represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例10−1〜10−10として、負極材料としてケイ素を用い、平均粒径が1μmのケイ素粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、厚み18μmの銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布し、乾燥および加圧をしたのち、更に真空雰囲気下において400℃で12時間熱処理することにより負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、ケイ素粉末と、ポリフッ化ビニリデンとは、ケイ素粉末:ポリフッ化ビニリデン=90:10の質量比で混合した。また、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表16に示したようにした。更に、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極材料と負極材料との充填量を調整した。 As Experimental Examples 10-1 to 10-10, silicon was used as a negative electrode material, silicon powder having an average particle diameter of 1 μm, polyvinylidene fluoride as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent were dispersed. After that, it was applied to a negative electrode current collector 22A made of a copper foil having a thickness of 18 μm, dried and pressurized, and further heat-treated at 400 ° C. for 12 hours in a vacuum atmosphere to form a negative electrode active material layer 22B. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7, except that the negative electrode 22 was fabricated. At that time, silicon powder and polyvinylidene fluoride were mixed at a mass ratio of silicon powder: polyvinylidene fluoride = 90: 10. In addition, the solvent composition, the content of LiPF 6 , the type and content of additives in the electrolytic solution were as shown in Table 16. Furthermore, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material was adjusted so that the capacity of the negative electrode 22 was represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例9−1〜9−10,10−1〜10−10に対する比較例9−1〜9−10,10−1〜10−10として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、他は実験例9−1〜9−10,10−1〜10−10と同様にして二次電池を作製した。電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表15,16に示したようにした。 As Comparative Examples 9-1 to 9-10 and 10-1 to 10-10 with respect to Experimental Examples 9-1 to 9-10 and 10-1 to 10-10, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 9-1 to 9-10 and 10-1 to 10-10, except that was not used. Tables 15 and 16 show the solvent composition, LiPF 6 content, additive type and content in the electrolytic solution.

作製した実験例9−1〜9−10,10−1〜10−10および比較例9−1〜9−10,10−1〜10−10の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表15,16に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 9-1~9-10,10-1~10-10 and Comparative Example 9-1~9-10,10-1~10-10 was produced, Experimental Example 1-1-1 The high temperature storage characteristics, high temperature cycle characteristics, and overcharge characteristics were examined in the same manner as in -7. The results are shown in Tables 15 and 16.

表15,16から分かるように、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   As can be seen from Tables 15 and 16, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 4.2 mass% to 85.8 mass%, and 2,4-difluoroanisole is 14. If it is contained within the range of 7% by mass or less, or other aromatic compound other than 2,4-difluoroanisole is contained within the range of 8.0% by mass or less, both high temperature characteristics and safety are achieved. It has been found that it can be improved.

実験例11−1〜11−14,12−1〜12−14,13−1〜13−14)
実験例11−1〜11−14として、負極材料として人造黒鉛粉末を用い、この人造黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布し、乾燥させて負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表17に示したようにした。また、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極材料と負極材料との充填量を調整した。
( Experimental examples 11-1 to 11-14, 12-1 to 12-14, 13-1 to 13-14)
As Experimental Examples 11-1 to 11-14, after using artificial graphite powder as a negative electrode material, and dispersing this artificial graphite powder and polyvinylidene fluoride as a binder in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent was applied to the anode current collector 22A made of a copper foil, dried to form the anode active material layer 22B, except that the anode 22 was formed, the other in the same manner as in experimental example 1-1 to 1-7 A secondary battery was produced. At that time, the solvent composition, the content of LiPF 6 , the type and content of the additive in the electrolytic solution were as shown in Table 17. Moreover, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material was adjusted so that the capacity of the negative electrode 22 was represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例12−1〜12−14として、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体22Aにリチウム金属箔を貼り付けて負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。すなわち、負極22の容量がリチウムの析出および溶解により表されるリチウム金属二次電池を作製した。その際、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表18に示したようにした。 As experimental examples 12-1 to 12-14, except that the negative electrode 22 was prepared by attaching a lithium metal foil to a negative electrode current collector 22A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm, the other experimental examples 1-1 to 1-1 A secondary battery was fabricated in the same manner as in -7. That is, a lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode 22 is expressed by precipitation and dissolution of lithium was produced. At that time, the solvent composition, the content of LiPF 6 , the type and content of the additive in the electrolytic solution were as shown in Table 18.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例13−1〜13−14として、負極材料に人造黒鉛を用い、この人造黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布し、乾燥させて負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実験例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製した。その際、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和で表されるように、正極材料と負極材料との充填量を設計した。また、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表19に示したようにした。 As Experimental Examples 13-1 to 13-14, artificial graphite was used as a negative electrode material, and after artificial graphite powder and polyvinylidene fluoride as a binder were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, was applied to the anode current collector 22A made of a copper foil, dried to form the anode active material layer 22B, except that the anode 22 was formed, the other in the same manner as in experimental example 1-1 to 1-7 two A secondary battery was produced. At this time, the filling amount of the positive electrode material and the negative electrode material is such that the capacity of the negative electrode 22 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is represented by the sum thereof. Designed. Table 19 shows the solvent composition, LiPF 6 content, additive type and content in the electrolytic solution.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

実験例に対する比較例11−1〜11−13,12−1〜12−13,13−1〜13−13として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、あるいは芳香族化合物を用いなかったことを除き、あるいはこれらの双方を用いなかったことを除き、他は実験例11−1〜11−14,12−1〜12−14,13−1〜13−14と同様にして二次電池を作製した。電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表17,18,19に示したようにした。 As Comparative Examples 11-1 to 11-13, 12-1 to 12-13, 13-1 to 13-13 with respect to this experimental example, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used. Except that the aromatic compound was not used, or the aromatic compound was not used, or both of these were not used, the others were experimental examples 11-1 to 11-14, 12-1 to 12-14, 13-1 A secondary battery was fabricated in the same manner as 13-14. Tables 17, 18, and 19 show the solvent composition, LiPF 6 content, additive type and content in the electrolytic solution.

作製した実験例および比較例の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表17〜19に示す。 About the produced secondary battery of the experimental example and the comparative example, it carried out similarly to Experimental example 1-1 to 1-7, and investigated the high temperature storage characteristic, the high temperature cycling characteristic, and the overcharge characteristic. The results are shown in Tables 17-19.

表17〜19から分かるように、負極材料に人造黒鉛を用いたリチウムイオン電池、または負極22の容量がリチウムの析出および溶解により表されるリチウム金属二次電池、または負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和で表される二次電池の場合にも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   As can be seen from Tables 17 to 19, a lithium ion battery using artificial graphite as a negative electrode material, or a lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode 22 is represented by precipitation and dissolution of lithium, or the capacity of the negative electrode 22 is lithium. In the case of a secondary battery that includes a capacity component due to occlusion and release and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium and is expressed as a sum thereof, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is also represented by 4 .2 mass% or more and 85.8 mass% or less, 2,4-difluoroanisole is contained in the range of 14.7 mass% or less, or other fragrance other than 2,4-difluoroanisole It was found that both high temperature characteristics and safety can be improved by including a group compound in the range of 8.0% by mass or less.

実験例14−1〜14−3)
幅30mm×高さ48mm×厚み5mmの角型容器を用いたことを除き、実験例5−1〜5−7と同様にて二次電池を作製した。その際、電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表20に示したようにした。なお、負極22は、電子ビーム蒸着法によりケイ素からなる負極活物質層22Bを形成したものである。
( Experimental examples 14-1 to 14-3)
Secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7, except that a square container having a width of 30 mm, a height of 48 mm, and a thickness of 5 mm was used. At that time, the solvent composition, the LiPF 6 content, the type and content of the additive in the electrolytic solution were as shown in Table 20. The negative electrode 22 is obtained by forming a negative electrode active material layer 22B made of silicon by an electron beam evaporation method.

実験例14−1〜14−3に対する比較例14−1,14−2として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、他は実験例14−1〜14−3と同様にして二次電池を作製した。電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表20に示したようにした。 As Comparative Examples 14-1 and 14-2 with respect to Experimental Examples 14-1 to 14-3, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, the others were Experimental Examples 14-1 to 14-1. A secondary battery was fabricated in the same manner as 14-3. Table 20 shows the solvent composition, the content of LiPF 6 , the type and content of additives in the electrolytic solution.

作製した実験例14−1〜14−3および比較例14−1,14−2の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表20に示す。 For the secondary batteries of experiments were prepared Examples 14-1 to 14-3 and Comparative Examples 14-1 and 14-2, the high-temperature storage characteristics in the same manner as in Experiment Example 1-1 to 1-7, the high-temperature cycle characteristics and overcharge The characteristics were investigated. The results are shown in Table 20.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

表20から分かるように、他の外装部材を用いた場合にも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 20, even when other exterior members are used, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is included in the range of 4.2% by mass or more and 85.8% by mass or less, 2,4-difluoroanisole may be contained within a range of 14.7% by mass or less, or other aromatic compound other than 2,4-difluoroanisole may be contained within a range of 8.0% by mass or less. It has been found that both high temperature characteristics and safety can be improved.

実験例15−1〜15−3)
図3および図4に示した二次電池を作製した。まず、実験例5−1〜5−7と同様にして正極33および負極34を作製した。
( Experimental Examples 15-1 to 15-3)
The secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 was produced. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 were produced in the same manner as in Experimental Examples 5-1 to 5-7.

次いで、高分子化合物として、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのブロック共重合体を用意し、このブロック共重合体と電解液と混合溶剤とを混合し、前駆溶液を作製した。共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンの割合は7質量%とした。電解液の組成は表21に示したようにした。   Next, a block copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene was prepared as a polymer compound, and the block copolymer, an electrolytic solution, and a mixed solvent were mixed to prepare a precursor solution. The ratio of hexafluoropropylene in the copolymer was 7% by mass. The composition of the electrolytic solution was as shown in Table 21.

Figure 0004826128
Figure 0004826128

得られた前駆溶液を、正極33および負極34のそれぞれの両面に塗布したのち、混合溶剤を揮発させゲル状の電解質層36を形成した。   The obtained precursor solution was applied to both surfaces of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and then the mixed solvent was volatilized to form a gel electrolyte layer 36.

そののち、電解質層36をそれぞれ形成した正極33と負極34とを、厚み25μmの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ35を介して積層し、巻回して巻回電極体30を形成した。   After that, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 respectively formed with the electrolyte layer 36 were laminated via a separator 35 made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm and wound to form a wound electrode body 30.

得られた巻回電極体30をラミネートフィルムよりなる外装部材40に減圧封入することにより図3および図4に示した二次電池を作製した。   The obtained wound electrode body 30 was sealed under reduced pressure in an exterior member 40 made of a laminate film, and the secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 was produced.

実験例15−1〜15−3に対する比較例15−1,15−2として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いなかったことを除き、他は実験例15−1〜15−3と同様にして二次電池を作製した。電解液における溶媒組成, LiPF6 の含有量、添加剤の種類および含有量は、表21に示したようにした。 As Comparative Examples 15-1 and 15-2 for Experimental Examples 15-1 to 15-3, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one was not used, the others were Experimental Examples 15-1 to 15-1. A secondary battery was fabricated in the same manner as in 15-3. Table 21 shows the solvent composition, LiPF 6 content, additive type and content in the electrolytic solution.

作製した実験例15−1〜15−3および比較例15−1,15−2の二次電池について、実験例1−1〜1−7と同様にして高温保存特性,高温サイクル特性および過充電特性を調べた。結果を表21に示す。 For the fabricated secondary batteries of Experimental Examples 15-1 to 15-3 and Comparative Examples 15-1 and 15-2, high temperature storage characteristics, high temperature cycle characteristics, and overcharge were performed in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-7. The characteristics were investigated. The results are shown in Table 21.

表21から分かるように、ゲル状の電解質を用いた場合にも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを4.2質量%以上85.8質量%以下の範囲内で含み、2,4−ジフルオロアニソールを14.7質量%以下の範囲内で含むように、または2,4−ジフルオロアニソール以外の他の芳香族化合物を8.0質量%以下の範囲内で含むようにすれば、高温特性および安全性を共に向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 21, even when a gel electrolyte is used, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained in the range of 4.2% by mass to 85.8% by mass, 2,4-difluoroanisole may be contained within a range of 14.7% by mass or less, or other aromatic compound other than 2,4-difluoroanisole may be contained within a range of 8.0% by mass or less. It has been found that both high temperature characteristics and safety can be improved.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電解質として電解液を用いる場合、あるいは電解液を高分子化合物に保持させたゲル状電解質を用いる場合について説明したが、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、イオン伝導性セラミックス,イオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などのイオン伝導性無機化合物と電解液とを混合したもの、または他の無機化合物と電解液とを混合したもの、またはこれらの無機化合物とゲル状電解質とを混合したものが挙げられる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, the case where an electrolytic solution is used as an electrolyte or the case where a gel electrolyte in which an electrolytic solution is held in a polymer compound is used has been described. However, other electrolytes may be used. Good. Other electrolytes include, for example, a mixture of an ion conductive inorganic compound such as ion conductive ceramics, ion conductive glass or ionic crystal and an electrolytic solution, or a mixture of another inorganic compound and an electrolytic solution. Or a mixture of these inorganic compounds and a gel electrolyte.

また、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる電池について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの他のアルカリ金属、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても、本発明を適用することができる。その際、負極には、上記実施の形態で説明した負極活物質、例えばスズまたはケイ素を構成元素として含む材料、あるいは炭素材料などを同様にして用いることができる。   In the above embodiment and examples, a battery using lithium as an electrode reactant has been described. However, other alkali metals such as sodium (Na) or potassium (K), or alkalis such as magnesium or calcium (Ca) are used. The present invention can also be applied to the case of using an earth metal or another light metal such as aluminum. At that time, the negative electrode active material described in the above embodiment, for example, a material containing tin or silicon as a constituent element, or a carbon material can be used in the same manner for the negative electrode.

更に、上記実施の形態または実施例では、円筒型,角型あるいはラミネートフィルム型の二次電池を具体的に挙げて説明したが、本発明はコイン型あるいはボタン型などの他の形状を有する二次電池、または積層構造などの他の構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。 Further, in the above-described embodiment or example, a cylindrical type, a square type, or a laminated film type secondary battery has been specifically described. However, the present invention is not limited to a coin type or a button type. next battery or Ru can be similarly applied to secondary batteries having other structures, such as a multilayer structure.

本発明の一実施の形態に係る電解液を用いた第1の二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 1st secondary battery using the electrolyte solution which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body in the secondary battery shown in FIG. 本発明の一実施の形態に係る電解液を用いた第5の二次電池の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the 5th secondary battery using the electrolyte solution which concerns on one embodiment of this invention. 図3に示した巻回電極体のI−I線に沿った構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure along the II line of the winding electrode body shown in FIG. 実施例で作製した負極材料に係るX線光電子分光法により得られたピークの一例を表すものである。An example of the peak obtained by the X-ray photoelectron spectroscopy which concerns on the negative electrode material produced in the Example is represented.

符号の説明Explanation of symbols

11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構、15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20,30…巻回電極体、21,33…正極、21A,33A…正極集電体、21B,33B…正極活物質層、22,34…負極、22A,34A…負極集電体、22B,34B…負極活物質層、23,35…セパレータ、24…センターピン、25,31…正極リード、26,32…負極リード、36…電解質層、37…保護テープ、40…外装部材、41…密着フィルム。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20, 30 ... Winding electrode body, 21, 33 ... Positive electrode, 21A, 33A ... Positive electrode current collector, 21B, 33B ... Positive electrode active material layer, 22, 34 ... Negative electrode, 22A, 34A ... Negative electrode current collector, 22B, 34B ... Negative electrode active material layer, 23, 35 ... Separator , 24 ... Center pin, 25, 31 ... Positive electrode lead, 26, 32 ... Negative electrode lead, 36 ... Electrolyte layer, 37 ... Protective tape, 40 ... Exterior member, 41 ... Adhesion film.

Claims (14)

芳香族化合物としてtert−アルキルベンゼン、シクロアルキルベンゼンおよびm−フェニルシクロヘキシルベンゼンからなる群のうちの少なくとも1種と、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、
前記芳香族化合物の含有量は、0.1質量%以上8.0質量%以下であり、
前記4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、16.8質量%以上59.5質量%以下である、二次電池用電解液。
Containing at least one member selected from the group consisting of tert-alkylbenzene, cycloalkylbenzene and m-phenylcyclohexylbenzene as an aromatic compound, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one;
The content of the aromatic compound is 0.1% by mass or more and 8.0% by mass or less,
The 4-fluoro-1, the content of 3-dioxolan-2-one is 59.5 wt% or less than 16.8 wt%, the electrolyte solution for a secondary battery.
前記tert−アルキルベンゼンは、tert−ペンチルベンゼンあるいはtert−ブチルベンゼンであり、The tert-alkylbenzene is tert-pentylbenzene or tert-butylbenzene,
前記シクロアルキルベンゼンは、シクロヘキシルベンゼンである、The cycloalkylbenzene is cyclohexylbenzene.
請求項1記載の二次電池用電解液。The electrolyte solution for secondary batteries according to claim 1.
リチウム二次電池に用いられる、請求項1記載の二次電池用電解液。The electrolyte solution for secondary batteries of Claim 1 used for a lithium secondary battery. 2,4−ジフルオロアニソールと、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、
前記2,4−ジフルオロアニソールの含有量は、0.1質量%以上14.7質量%以下であり、
前記4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、16.8質量%以上59.5質量%以下である、二次電池用電解液。
2,4-difluoroanisole and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one,
The content of 2,4-difluoroanisole is 0.1% by mass or more and 14.7% by mass or less,
The 4-fluoro-1, the content of 3-dioxolan-2-one is 59.5 wt% or less than 16.8 wt%, the electrolyte solution for a secondary battery.
リチウム二次電池に用いられる、請求項4記載の二次電池用電解液。The electrolyte solution for secondary batteries of Claim 4 used for a lithium secondary battery. 正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、芳香族化合物としてtert−アルキルベンゼン、シクロアルキルベンゼンおよびm−フェニルシクロヘキシルベンゼンからなる群のうちの少なくとも1種と、4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、
前記電解液における芳香族化合物の含有量は、0.1質量%以上8.0質量%以下であり、
前記電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、16.8質量%以上59.5質量%以下である、二次電池。
Bei example a cathode, an anode,
The electrolytic solution contains at least one member selected from the group consisting of tert-alkylbenzene, cycloalkylbenzene and m-phenylcyclohexylbenzene as an aromatic compound, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one,
The content of the aromatic compound in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 8.0% by mass or less,
The content of 4-fluoro-1, 3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution is 59.5 wt% or less than 16.8 mass%, the secondary battery.
前記tert−アルキルベンゼンは、tert−ペンチルベンゼンあるいはtert−ブチルベンゼンであり、The tert-alkylbenzene is tert-pentylbenzene or tert-butylbenzene,
前記シクロアルキルベンゼンは、シクロヘキシルベンゼンである、The cycloalkylbenzene is cyclohexylbenzene.
請求項6記載の二次電池。The secondary battery according to claim 6.
前記負極は、負極材料を含む負極活物質層が設けられた負極集電体を有し、The negative electrode has a negative electrode current collector provided with a negative electrode active material layer containing a negative electrode material,
前記負極材料は、ケイ素またはスズを構成元素として含む、The negative electrode material contains silicon or tin as a constituent element,
請求項6記載の二次電池。The secondary battery according to claim 6.
前記負極は、負極材料を含む負極活物質層が設けられた負極集電体を有し、The negative electrode has a negative electrode current collector provided with a negative electrode active material layer containing a negative electrode material,
前記負極材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含むCoSnC含有材料を含み、The negative electrode material includes a CoSnC-containing material containing tin, cobalt, and carbon as constituent elements,
前記CoSnC含有材料において、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合(Co/(Sn+Co))が30質量%以上70質量%以下であると共に、X線回折により得られる回折ピークの半値幅は1°以上である、In the CoSnC-containing material, the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and the ratio of cobalt to the total of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 30 mass% or more and 70 The half-width of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction is 1 ° or more, and not more than mass%.
請求項6記載の二次電池。The secondary battery according to claim 6.
リチウム二次電池である、請求項6記載の二次電池。The secondary battery according to claim 6, which is a lithium secondary battery. 正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、2,4−ジフルオロアニソールと、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとを含有し、
前記電解液における2,4−ジフルオロアニソールの含有量は、0.1質量%以上14.7質量%以下であり、
前記電解液における4−フルオロ−1, 3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、16.8質量%以上59.5質量%以下である、二次電池。
Bei example a cathode, an anode,
The electrolytic solution contains 2,4-difluoroanisole and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one,
The content of 2,4-difluoroanisole in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 14.7% by mass or less,
The content of 4-fluoro-1, 3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution is 59.5 wt% or less than 16.8 mass%, the secondary battery.
前記負極は、負極材料を含む負極活物質層が設けられた負極集電体を有し、The negative electrode has a negative electrode current collector provided with a negative electrode active material layer containing a negative electrode material,
前記負極材料は、ケイ素またはスズを構成元素として含む、The negative electrode material contains silicon or tin as a constituent element,
請求項11記載の二次電池。The secondary battery according to claim 11.
前記負極は、負極材料を含む負極活物質層が設けられた負極集電体を有し、The negative electrode has a negative electrode current collector provided with a negative electrode active material layer containing a negative electrode material,
前記負極材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含むCoSnC含有材料を含み、The negative electrode material includes a CoSnC-containing material containing tin, cobalt, and carbon as constituent elements,
前記CoSnC含有材料において、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合(Co/(Sn+Co))が30質量%以上70質量%以下であると共に、X線回折により得られる回折ピークの半値幅は1°以上である、In the CoSnC-containing material, the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and the ratio of cobalt to the total of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 30 mass% or more and 70 The half-width of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction is 1 ° or more, and not more than mass%.
請求項11記載の二次電池。The secondary battery according to claim 11.
リチウム二次電池である、請求項11記載の二次電池。The secondary battery according to claim 11, wherein the secondary battery is a lithium secondary battery.
JP2005127988A 2005-04-26 2005-04-26 Secondary battery electrolyte and secondary battery Expired - Fee Related JP4826128B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005127988A JP4826128B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Secondary battery electrolyte and secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005127988A JP4826128B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Secondary battery electrolyte and secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006309965A JP2006309965A (en) 2006-11-09
JP4826128B2 true JP4826128B2 (en) 2011-11-30

Family

ID=37476646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005127988A Expired - Fee Related JP4826128B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Secondary battery electrolyte and secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4826128B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100517855C (en) * 2005-11-24 2009-07-22 比亚迪股份有限公司 Electrolytic solution, lithium ion battery containing the same and their preparation method
US20090325065A1 (en) 2006-04-27 2009-12-31 Mitsubishi Chemical Corporation Non-aqueous liquid electrolyte and non-aqueous liquid electrolyte secondary battery
JP5315594B2 (en) * 2006-04-27 2013-10-16 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP4943242B2 (en) * 2007-06-20 2012-05-30 ソニー株式会社 Lithium ion secondary battery
JP5335454B2 (en) 2009-01-29 2013-11-06 ソニー株式会社 battery
JP2011154987A (en) 2009-12-29 2011-08-11 Sony Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery
JP2011154963A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Sony Corp Nonaqueous electrolyte battery
JP5392133B2 (en) * 2010-02-12 2014-01-22 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5573639B2 (en) * 2010-12-07 2014-08-20 ダイキン工業株式会社 Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery
KR20120126305A (en) * 2011-05-11 2012-11-21 삼성코닝정밀소재 주식회사 Additive for overcharge prevention of a secondary battery and nonaqueous electrolyte for a secondary battery including the same
JP5887957B2 (en) * 2012-01-27 2016-03-16 トヨタ自動車株式会社 Sealed battery and method for manufacturing sealed battery
WO2013125167A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 株式会社豊田自動織機 Nonaqueous electrolyte secondary battery
EP3813175A4 (en) * 2018-06-19 2021-09-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lithium secondary battery
CN115092930B (en) * 2022-06-23 2024-08-02 北京航空航天大学 KxCyPreparation method of battery anode material, battery anode material and battery

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3113652B1 (en) * 1999-06-30 2000-12-04 三洋電機株式会社 Lithium secondary battery
JP4348908B2 (en) * 2002-07-25 2009-10-21 三菱化学株式会社 Electrolyte and secondary battery
JP4945879B2 (en) * 2002-08-21 2012-06-06 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte
KR100515298B1 (en) * 2003-03-24 2005-09-15 삼성에스디아이 주식회사 A non-aqueous electrolyte and a lithium secondary battery comprising the same
JP4569078B2 (en) * 2003-06-12 2010-10-27 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR100657225B1 (en) * 2003-09-05 2006-12-14 주식회사 엘지화학 Electrolyte solvent for improving safety of battery and lithium secondary battery comprising the same
JP5073161B2 (en) * 2004-10-13 2012-11-14 三星エスディアイ株式会社 Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery, lithium secondary battery and secondary battery system
KR101229193B1 (en) * 2005-01-20 2013-02-01 우베 고산 가부시키가이샤 Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006309965A (en) 2006-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4826128B2 (en) Secondary battery electrolyte and secondary battery
JP5055710B2 (en) Secondary battery electrolyte, secondary battery and electronic equipment
JP4940625B2 (en) Electrolyte and battery
JP4349321B2 (en) battery
JP4605133B2 (en) Nonaqueous electrolyte, nonaqueous electrolyte battery using the same, and method for producing nonaqueous electrolyte
JP5066807B2 (en) Lithium secondary battery electrolyte and lithium secondary battery
JP4329806B2 (en) Secondary battery
JP4836767B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP4706528B2 (en) Electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP5076283B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4957944B2 (en) Secondary battery
JP4876495B2 (en) Electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP2009026691A (en) Anode, battery, and their manufacturing method
JP2008123714A (en) Electrolytic solution and battery
JP2007042387A (en) Electrolyte, electrode, and battery
JP2006286532A (en) Battery
JP2007242545A (en) Electrolyte and battery
JP2008053054A (en) Battery
JP4506782B2 (en) Secondary battery electrolyte and secondary battery
JP2007250191A (en) Electrolyte and battery
JP2010165549A (en) Secondary battery
JP4940571B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP5598457B2 (en) Secondary battery and electronic equipment
KR20060052502A (en) Battery
JP5076280B2 (en) Non-aqueous secondary battery electrolyte and non-aqueous secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110816

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110829

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140922

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140922

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees