JP4910338B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery Download PDF

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Description

本発明は、非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池、特に非水系電解液二次電池に関するものである。
詳しくは、高容量で、保存特性、サイクル特性に優れ、更にガス発生量の少ない非水系電解液電池に関するものである。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery using the same, and more particularly to a non-aqueous electrolyte secondary battery.
More specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery having a high capacity, excellent storage characteristics and cycle characteristics, and a small amount of gas generation.

携帯電話、ノートパソコンなどのいわゆる民生用の電源から自動車用などの駆動用車載電源まで広範な用途に、リチウム二次電池などの非水系電解液電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高くなっており、電池特性の改善が要望されている。
非水系電解液電池に用いる電解液は、通常、主として電解質と非水溶媒とから構成されている。非水溶媒の主成分としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネートやエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステルなどが用いられている。
Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries are being put to practical use in a wide range of applications from so-called consumer power sources such as mobile phones and laptop computers to in-vehicle power sources for automobiles and the like. However, the demand for higher performance of non-aqueous electrolyte batteries in recent years is increasing, and there is a demand for improvement in battery characteristics.
The electrolyte used for a non-aqueous electrolyte battery is usually composed mainly of an electrolyte and a non-aqueous solvent. As main components of the non-aqueous solvent, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone are used. Yes.

また、こうした非水系電解液電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性、低温特性等の電池特性を改良するために、非水溶媒や電解質について種々の検討がなされている。
例えば、アルカンスルホン酸アルキルを含有するリチウム二次電池用電解液が知られている。(特許文献1参照)。
また、ジスルホン酸エステルを含有する非水電解液が知られている(特許文献2参照)。
特開平9−245834号公報 特開2000−133304号公報
In addition, in order to improve battery characteristics such as load characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, and low temperature characteristics of such nonaqueous electrolyte batteries, various studies have been made on nonaqueous solvents and electrolytes.
For example, an electrolyte solution for a lithium secondary battery containing an alkyl alkanesulfonate is known. (See Patent Document 1).
In addition, a nonaqueous electrolytic solution containing a disulfonic acid ester is known (see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-245834 JP 2000-133304 A

しかしながら、近年の電池に対する高性能化への要求はますます高くなっており、高容量、高温保存特性、サイクル特性を高い次元で達成することが求められている。
そこで、非水系電解液電池を高容量化する方法として、限られた電池体積の中にできるだけ多くの活物質を詰めることが検討されており、電極の活物質層を加圧して高密度化したり、電池内部に占める活物質以外の体積を極力少なくする設計が一般的となっている。しかし、高容量化によって電池内部の空隙は減少し、電解液の分解で少量のガスが発生しても電池内圧は顕著に上昇してしまうという問題が発生してくる。
However, the demand for higher performance of batteries in recent years has been increasing, and it is required to achieve high capacity, high temperature storage characteristics, and cycle characteristics at a high level.
Therefore, as a method for increasing the capacity of a non-aqueous electrolyte battery, it has been studied to pack as many active materials as possible in a limited battery volume. In general, the design is such that the volume other than the active material in the battery is minimized. However, there is a problem that the voids inside the battery are reduced due to the increase in capacity, and even if a small amount of gas is generated due to the decomposition of the electrolyte, the internal pressure of the battery is significantly increased.

多量のガスが発生すると、過充電等の異常により内圧が異常に上昇したときにこれを感知して安全弁を作動させる電池では、安全弁が作動してしまうことがある。また、安全弁のない電池では、発生したガスの圧力により電池が膨張して、電池自体が使用不能になる場合がある。
したがって、非水系電解液二次電池においては、高容量、高温保存特性、サイクル特性だけでなく、ガス発生を抑制することが強く求められている。
If a large amount of gas is generated, a safety valve may be activated in a battery that senses this when the internal pressure is abnormally increased due to an abnormality such as overcharge and activates the safety valve. Further, in a battery without a safety valve, the battery may expand due to the pressure of the generated gas, and the battery itself may become unusable.
Therefore, non-aqueous electrolyte secondary batteries are strongly required to suppress gas generation as well as high capacity, high temperature storage characteristics, and cycle characteristics.

しかしながら、特許文献1、2に記載されている電解液を用いた非水電解液二次電池では、高温保存特性とガス発生の抑制を両立するという点で、未だ満足しうるものではなかった。   However, the non-aqueous electrolyte secondary batteries using the electrolytes described in Patent Documents 1 and 2 have not yet been satisfactory in terms of achieving both high-temperature storage characteristics and suppression of gas generation.

本発明者らは、高いサイクル特性を維持しながら、ガス発生が抑制され、高温保存特性をも向上させる電解液を求めて種々の検討を重ねた結果、分子内にスルホン酸エステル構造とエーテル結合を有する後述の一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を含有する非水系電解液を用いることによって、高いサイクル特性を維持しながら、高温保存時のガスの発生や容量低下が抑制されることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of various investigations for an electrolyte solution that suppresses gas generation and also improves high-temperature storage characteristics while maintaining high cycle characteristics, the present inventors have conducted various studies and found that a sulfonate structure and an ether bond are present in the molecule. By using a non-aqueous electrolyte solution containing a compound represented by the following general formula (1) and / or (2) having a gas generation and capacity reduction during high-temperature storage while maintaining high cycle characteristics Has been found to be suppressed, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の要旨は、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含む非水系電解液において、該非水系電解液が下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を含有することを特徴とする非水系電解液、に存する。   That is, the gist of the present invention is that in a non-aqueous electrolyte solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving the electrolyte, the non-aqueous electrolyte solution contains a compound represented by the following general formula (1) and / or (2). The non-aqueous electrolyte solution is characterized by that.

Figure 0004910338
Figure 0004910338

(式中、R 、R 、R 、R はそれぞれ独立して、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表すが、その構造中にエーテル結合を有していても良い。但し、R またはRは少なくとも一つのエーテル結合を含む。R はエーテル結合を含む炭素数2〜12の2価の連結基を表す。また、R 〜R はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていてもよい。尚、一般式(1)で表される化合物のなかで、R がビニル基である化合物、R がビニルオキシ基を含む基である化合物、及び、R がビニルオキシ基を含む基である化合物を除く。
他の要旨は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液電池であって、非水系電解液電池が上記の非水系電解液を用いて作製されたものであることを特徴とする非水系電解液電池に存する。
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or carbon. Represents an aralkyl group of 7 to 12, and may have an ether bond in the structure, provided that R 1 or R 2 includes at least one ether bond, and R 4 represents a carbon number including an ether bond. Represents a divalent linking group of 2 to 12. In addition, R 1 to R 5 may each independently be substituted with a fluorine atom, among the compounds represented by the general formula (1) . And R 1 is a vinyl group, R 1 is a group containing a vinyloxy group, and R 2 is a group containing a vinyloxy group.
Another gist is a non-aqueous electrolyte battery including a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte battery is manufactured using the non-aqueous electrolyte solution described above. It exists in the non-aqueous electrolyte battery characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、高容量で、保存特性及びサイクル特性に優れ、ガス発生が抑制された電池を提供することができ、非水系電解液電池の小型化、高性能化を達成することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a battery with high capacity, excellent storage characteristics and cycle characteristics, and suppressed gas generation, and it is possible to achieve downsizing and high performance of a non-aqueous electrolyte battery. .

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定はされない。
本発明に係る非水系電解液は、常用の非水系電解液と同じく、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有するものであり、通常、これらを主成分とするものである。
(電解質)
電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.
The non-aqueous electrolyte solution according to the present invention contains an electrolyte and a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte, as is the case with conventional non-aqueous electrolyte solutions, and usually contains these as the main components.
(Electrolytes)
As the electrolyte, a lithium salt is usually used. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose, and any lithium salt can be used. Specific examples include the following.

例えば、LiPF6及びLiBF4等の無機リチウム塩;LiCF3SO3、LiN(CF3SO22 、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO23、LiPF4(CF32、Li
PF4(C252、LiPF4(CF3SO22、LiPF4(C25SO22、LiBF2(CF32、LiBF2(C252、LiBF2(CF3SO22、LiBF2(C25
22等の含フッ素有機リチウム塩及びリチウムビス(オキサレート)ボレート等が挙げられる。
For example, inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 ; LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide Lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , Li
PF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 S
And fluorine-containing organic lithium salts such as O 2 ) 2 and lithium bis (oxalate) borate.

これらのうち、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22
はLiN(C25SO22が好ましく、特にLiPF6又はLiBF4が好ましい。
これらのリチウム塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPF6とLiBF4との併用であり、この場合には、両者の合計に占めるLiBF4の割合は、0.01重量%以上、20重量%
以下であることが好ましく、0.1重量%以上、5重量%以下であるのが特に好ましい。
Of these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 or LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 are preferable, and LiPF 6 or LiBF 4 is particularly preferable.
These lithium salts may be used alone or in combination of two or more.
A preferable example in the case of using two or more kinds in combination is the combined use of LiPF 6 and LiBF 4. In this case, the proportion of LiBF 4 in the total of both is 0.01 wt% or more, 20 wt%.
The content is preferably 0.1% by weight or more and particularly preferably 5% by weight or less.

また、他の一例は、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩との併用であり、この場合には、両者の合計に占める無機リチウム塩の割合は、70重量%以上、99重量%以下であることが望ましい。含フッ素有機リチウム塩としては、LiN(CF3SO22 、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドのいずれかであるのが好ましい。この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。 Another example is the combined use of an inorganic lithium salt and a fluorine-containing organic lithium salt. In this case, the proportion of the inorganic lithium salt in the total of both is 70% by weight or more and 99% by weight or less. It is desirable. Examples of the fluorine-containing organic lithium salt include LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane. It is preferably any of disulfonylimide. The combined use of both has the effect of suppressing deterioration due to high temperature storage.

また、非水溶媒がγ−ブチロラクトンを55容量%以上含むものである場合には、リチウム塩としては、LiBF又はLiBFと他のものとの併用が好ましい。この場合LiBFは、リチウム塩の40モル%以上を占めるのが好ましい。特に好ましくは、リチウム塩に占めるLiBF4の割合が40モル%以上、95モル%以下であり、残りがLi
PF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22及びLiN(C25SO22よりなる群から選ばれるものからなる組合せである。
When the non-aqueous solvent contains 55% by volume or more of γ-butyrolactone, the lithium salt is preferably LiBF 4 or a combination of LiBF 4 and another. In this case, LiBF 4 preferably accounts for 40 mol% or more of the lithium salt. Particularly preferably, the proportion of LiBF 4 in the lithium salt is 40 mol% or more and 95 mol% or less, and the rest is Li
The combination is selected from the group consisting of PF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 .

非水系電解液中のリチウム塩の濃度は、通常0.5モル/リットル以上、3モル/リットル以下である。濃度が低すぎると電解液の電気伝導率が不十分であり、濃度が高すぎると粘度上昇のため電気伝導率が低下し、電池性能が低下することがある。非水系電解液中のリチウム塩の濃度は、0.6モル/リットル以上であるのが好ましく、また、1.8モル/リットル以下、特に1.5モル/リットル以下であるのが好ましい。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is usually 0.5 mol / liter or more and 3 mol / liter or less. If the concentration is too low, the electric conductivity of the electrolytic solution is insufficient. If the concentration is too high, the viscosity increases and the electric conductivity is lowered, and the battery performance may be lowered. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.6 mol / liter or more, and is preferably 1.8 mol / liter or less, particularly preferably 1.5 mol / liter or less.

(非水溶媒)
非水溶媒も、従来から非水系電解液の溶媒として公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、不飽和結合をもたない環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、環状カルボン酸エステル類、鎖状カルボン酸エステル類、含燐有機溶媒等が挙げられる。
(Non-aqueous solvent)
The non-aqueous solvent can also be appropriately selected from conventionally known solvents for non-aqueous electrolyte solutions. Examples thereof include cyclic carbonates having no unsaturated bond, chain carbonates, cyclic ethers, chain ethers, cyclic carboxylic acid esters, chain carboxylic acid esters, and phosphorus-containing organic solvents.

不飽和結合をもたない環状カーボネート類としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の炭素数2〜4のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート類が挙げられ、これらの中では、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが好ましく、特に、エチレンカーボネートが好ましい。
鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート等の炭素数1〜4のアルキル基を有するジアルキルカーボネート類が挙げられる。これらの中では、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが好ましい。
Examples of the cyclic carbonates having no unsaturated bond include alkylene carbonates having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Among these, ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like. And ethylene carbonate is particularly preferable.
Examples of the chain carbonates include dialkyl having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, and ethyl-n-propyl carbonate. And carbonates. Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferable.

環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。
鎖状エーテル類としては、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等が挙げられる。
環状カルボン酸エステル類としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。
Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran.
Examples of chain ethers include dimethoxyethane and dimethoxymethane.
Examples of cyclic carboxylic acid esters include γ-butyrolactone and γ-valerolactone.

鎖状カルボン酸エステル類としては、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル等が挙げられる。
含燐有機溶媒としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸ジメチルエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチレンメチル、リン酸エチレンエチル等が挙げられる。
Examples of chain carboxylic acid esters include methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and methyl butyrate.
Examples of the phosphorus-containing organic solvent include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl ethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene ethyl phosphate, and the like.

これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の化合物を併用するのが好ましい。例えば、アルキレンカーボネート類や環状カルボン酸エステル類等の比誘電率が30〜120程度の高誘電率溶媒と、ジアルキルカーボネート類や鎖状カルボン酸エステル類等の粘度が0.1〜1cp程度の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。
非水溶媒の好ましい組合せの一つは、アルキレンカーボネート類とジアルキルカーボネート類を主体とする組合せである。なかでも、非水溶媒に占めるアルキレンカーボネート類とジアルキルカーボネート類との合計が、85容量%以上、好ましくは90容量%以上、より好ましくは95容量%以上であり、かつアルキレンカーボネート類とジアルキルカーボネート類との合計に対するアルキレンカーボネートの容量が5%以上、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上であり、通常50%以下、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下、更に好ましくは25%以下のものである。この混合溶媒にリチウム塩と前記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を添加して得られた非水系電解液は、これを用いて作成された電池のサイクル特性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)及びガス発生抑制のバランスがよくなるので好ましい。
These may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use in combination of two or more. For example, high dielectric constant solvents having a relative dielectric constant of about 30 to 120 such as alkylene carbonates and cyclic carboxylic acid esters, and low viscosities of dialkyl carbonates and chain carboxylic acid esters of about 0.1 to 1 cp. It is preferable to use a viscosity solvent in combination.
One preferable combination of the non-aqueous solvents is a combination mainly composed of alkylene carbonates and dialkyl carbonates. Among them, the total of alkylene carbonates and dialkyl carbonates in the nonaqueous solvent is 85% by volume or more, preferably 90% by volume or more, more preferably 95% by volume or more, and the alkylene carbonates and dialkyl carbonates. The amount of alkylene carbonate with respect to the sum of the above is 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 15% or more, usually 50% or less, preferably 35% or less, more preferably 30% or less, and still more preferably 25%. % Or less. The non-aqueous electrolyte obtained by adding the lithium salt and the compound represented by the general formula (1) and / or (2) to this mixed solvent has a cycle characteristic and a high temperature of a battery prepared using the non-aqueous electrolyte. This is preferable because the balance between storage characteristics (particularly, remaining capacity after high temperature storage and high load discharge capacity) and gas generation suppression is improved.

アルキレンカーボネート類とジアルキルカーボネート類の好ましい組み合わせの具体例としては、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。   Specific examples of preferred combinations of alkylene carbonates and dialkyl carbonates include ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate, Examples include ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.

これらのエチレンカーボネートとジアルキルカーボネート類との組み合わせに、更にプロピレンカーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。
プロピレンカーボネートを含有する場合には、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比は、通常99:1〜40:60、好ましくは95:5〜50:50である。
A combination in which propylene carbonate is further added to a combination of these ethylene carbonate and dialkyl carbonates is also mentioned as a preferable combination.
When propylene carbonate is contained, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is usually 99: 1 to 40:60, preferably 95: 5 to 50:50.

これらの中で、非対称ジアルキルカーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといったエチレンカーボネートと対称ジアルキルカーボネート類と非対称ジアルキルカーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。中でも、非対称ジアルキルカーボネート類がエチルメチルカーボネートであるのが好ましく、又、アルキルカーボネートのアルキル基は炭素数1〜2が好ましい。   Among these, those containing asymmetric dialkyl carbonates are more preferable, particularly ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl. Those containing ethylene carbonate such as carbonate, symmetric dialkyl carbonates and asymmetric dialkyl carbonates are preferred because of a good balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics. Among them, the asymmetric dialkyl carbonate is preferably ethyl methyl carbonate, and the alkyl group of the alkyl carbonate preferably has 1 to 2 carbon atoms.

好ましい非水溶媒の他の例は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトンよりなる群から選ばれた1種の有機溶媒、又は該群から選ばれた2以上の有機溶媒からなる混合溶媒を全体の60容量%以上を占めるものである。この混合溶媒を用いた非水系電解液は、高温で使用しても溶媒の蒸発や液漏れが少なくなる。なかでも、非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとγ−ブチロラクトンとの合計が、80容量%以上、好ましくは90容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとγ−ブチロラクトンとの容量比が5:95〜45:55であるもの、又は非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの合計が、80容量%以上、好ましくは90容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比が30:70〜60:40であるものを用いると、一般にサイクル特性と大電流放電特性等のバランスがよくなる。   Other examples of preferable non-aqueous solvents include one organic solvent selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone and γ-valerolactone, or two or more organic solvents selected from the group The mixed solvent becomes 60% by volume or more of the whole. The non-aqueous electrolyte using this mixed solvent is less likely to evaporate or leak when used at high temperatures. Among these, the total of ethylene carbonate and γ-butyrolactone in the nonaqueous solvent is 80% by volume or more, preferably 90% by volume or more, and the volume ratio of ethylene carbonate and γ-butyrolactone is 5:95 to 45%. : 55, or the total of ethylene carbonate and propylene carbonate in the non-aqueous solvent is 80% by volume or more, preferably 90% by volume or more, and the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is 30:70 to Use of a material having a ratio of 60:40 generally improves the balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics.

また、非水溶媒として含燐有機溶媒を用いるのも好ましい。含燐有機溶媒を非水溶媒中に、通常5容量%以上、好ましくは10容量%以上、80容量%以下となるように含有させると、電解液の燃焼性を低下させることができる。特に、含燐有機溶媒と、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びジアルキルカーボネートよりなる群から選ばれた非水溶媒を組み合わせて用いると、サイクル特性と大電流放電特性とのバランスがよくなるので好ましい。   It is also preferable to use a phosphorus-containing organic solvent as the non-aqueous solvent. When the phosphorus-containing organic solvent is contained in the non-aqueous solvent so that it is usually 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more and 80% by volume or less, the flammability of the electrolyte can be lowered. In particular, when a phosphorus-containing organic solvent is used in combination with a nonaqueous solvent selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and dialkyl carbonate, cycle characteristics and large current discharge characteristics This is preferable because the balance is improved.

なお、本明細書において、非水溶媒の容量は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。
(一般式(1)又は(2)で表される化合物)
本発明に係る非水系電解液は、上述の電解質と非水溶媒を含有するが、これに更に下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を含有する。
In the present specification, the capacity of the non-aqueous solvent is a measured value at 25 ° C., but a measured value at the melting point is used for a solid at 25 ° C. such as ethylene carbonate.
(Compound represented by formula (1) or (2))
The nonaqueous electrolytic solution according to the present invention contains the above-described electrolyte and a nonaqueous solvent, and further contains a compound represented by the following general formula (1) and / or (2).

Figure 0004910338
Figure 0004910338

(式中、R、R、R、Rはそれぞれ独立して、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表すが、その構造中にエーテル結合を有していても良い。但し、RまたはRは少なくとも一つのエーテル結合を含む。Rはエーテル結合を含む炭素数2〜12の2価の連結基を表す。また、R〜Rはそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていてもよい。)
炭素数1〜12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1〜6、特に好ましくは1〜4の鎖状又は環状アルキル基が挙げられるが、鎖状アルキル基であるのが好ましい。
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or carbon. Represents an aralkyl group of 7 to 12, and may have an ether bond in the structure, provided that R 1 or R 2 includes at least one ether bond, and R 4 represents a carbon number including an ether bond. And represents a divalent linking group of 2 to 12. R 1 to R 5 may each independently be substituted with a fluorine atom.
Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, A cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc. are mentioned, Preferably it is a C1-C6, Especially preferably, it is a 1-4 chain or cyclic alkyl group, However, It is preferable that it is a chain alkyl group.

炭素数2〜12のアルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基等が挙げられ、好ましくは2〜8、特に好ましくは2〜4のものが挙げられる。
炭素数6〜12のアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基等が挙げられ、なかでもフェニル基が好ましい。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられ、なかでもベンジル基が好ましい。
尚、R、R、R、及びRで表される炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜12のアリール基、及び炭素数7〜12のアラルキル基は、その構造中にエーテル結合を有していても良く、エーテル結合は一つでも複数でもよい。 エーテル結合の数は、通常、1又は2である。
又、上記RまたはRは少なくとも一つのエーテル結合を含む。
As a C2-C12 alkenyl group, a vinyl group, a propenyl group, etc. are mentioned, Preferably it is 2-8, Most preferably, the thing of 2-4 is mentioned.
Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group, and among them, a phenyl group is preferable.
Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms include a benzyl group and a phenethyl group, and among them, a benzyl group is preferable.
Incidentally, R 1, R 2, R 3, and alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 5, alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and 7 carbon atoms The 12 aralkyl groups may have an ether bond in the structure, and one or more ether bonds may be present. The number of ether bonds is usually 1 or 2.
R 1 or R 2 includes at least one ether bond.

、R、R、及びRで表される、その構造中にエーテル結合を有する基としては、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、2−エトキシエチル基等のアルコキシアルキル基、2−メトキシビニル基、3−メトキシ−2−プロペニル基等のアルコキシアルケニル基、2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基等のアルコキシアリール基、2−メトキシベンジル基、3−メトキシベンジル基、4−メトキシベンジル基等のアラルキルオキシアルキル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by R 1 , R 2 , R 3 , and R 5 having an ether bond in the structure include alkoxyalkyl groups such as a methoxymethyl group, a 2-methoxyethyl group, and a 2-ethoxyethyl group, Alkoxyalkenyl groups such as 2-methoxyvinyl group and 3-methoxy-2-propenyl group, alkoxyaryl groups such as 2-methoxyphenyl group, 3-methoxyphenyl group and 4-methoxyphenyl group, 2-methoxybenzyl group, 3 Examples thereof include aralkyloxyalkyl groups such as -methoxybenzyl group and 4-methoxybenzyl group.

また、上記アルキル基、アルケニル基、アリール基およびアラルキル基はフッ素原子で置換されていてもよく、フッ素置換されている基としては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等のフッ化アルキル基、2−フルオロビニル基、3−フルオロ−2−プロペニル基等のフッ化アルケニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基等のフッ化アリール基、2−フルオロベンジル基、3−フルオロベンジル基、4−フルオロベンジル基、2,4−ジフルオロベンジル基、3,5−ジフルオロベンジル基等のフッ化アラルキル基が挙げられる。   The alkyl group, alkenyl group, aryl group and aralkyl group may be substituted with a fluorine atom. Examples of the fluorine-substituted group include a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group and a pentafluoroethyl group. Fluorinated alkenyl groups such as fluorinated alkyl groups, 2-fluorovinyl groups, 3-fluoro-2-propenyl groups, 2-fluorophenyl groups, 3-fluorophenyl groups, 4-fluorophenyl groups, 2,4-difluorophenyl Group, fluorinated aryl group such as 3,5-difluorophenyl group, 2-fluorobenzyl group, 3-fluorobenzyl group, 4-fluorobenzyl group, 2,4-difluorobenzyl group, 3,5-difluorobenzyl group, etc. Of the aralkyl fluoride group.

はエーテル結合を含み、フッ素原子で置換されていても良い炭素数2〜12の2価の連結基であり、エーテル結合は一つでも複数でもよい。より具体的には、フッ素原子で置換されていても良い少なくとも2つのアルキレン基がエーテル結合を介して連結し、両末端が炭素原子である2価の連結基である。エーテル結合を含む連結基としては、例えば以下のものが挙げられる。 R 4 is a divalent linking group having 2 to 12 carbon atoms which may contain an ether bond and may be substituted with a fluorine atom, and the ether bond may be one or plural. More specifically, it is a divalent linking group in which at least two alkylene groups which may be substituted with fluorine atoms are linked via an ether bond, and both ends are carbon atoms. Examples of the linking group containing an ether bond include the following.

Figure 0004910338
Figure 0004910338

また、フッ素原子で置換された連結基Rとしては、例えば、以下のものが挙げられる。 Examples of the linking group R 4 substituted with a fluorine atom include the following.

Figure 0004910338
Figure 0004910338

入手の容易さの点から、炭素数4〜12の2価の連結基が好ましく、特に−CH−CH−(O−CH−CH−(ただし、nは1から3の整数である)が好ましい。
一般式(1)で表される化合物の分子量は、通常140以上であり、通常1000以下、好ましくは500以下、より好ましくは300以下である。
一般式(2)で表される化合物の分子量は、通常234以上であり、通常1200以下、好ましくは700以下、より好ましくは500以下である。
From the viewpoint of easy availability, a divalent linking group having 4 to 12 carbon atoms is preferable, and in particular, —CH 2 —CH 2 — (O—CH 2 —CH 2 ) n — (where n is 1 to 3). An integer).
The molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is usually 140 or more, usually 1000 or less, preferably 500 or less, more preferably 300 or less.
The molecular weight of the compound represented by the general formula (2) is usually 234 or more, usually 1200 or less, preferably 700 or less, more preferably 500 or less.

がエーテル結合を有する一般式(1)の化合物の具体例としては、メトキシメチル−メタンスルホネート、2−メトキシエチル−メタンスルホネート、2−エトキシエチル−メタンスルホネート、3−メトキシプロピル−メタンスルホネート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル−メタンスルホネート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル−メタンスルホネート、メトキシメチル−エタンスルホネート、2−メトキシエチル−エタンスルホネート、2−エトキシエチル−エタンスルホネート、3−メトキシプロピル−エタンスルホネート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル−エタンスルホネート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル−エタンスルホネート、メトキシメチル−ビニルスルホネート、2−メトキシエチル−ビニルスルホネート、2−エトキシエチル−ビニルスルホネート、メトキシメチル−ベンゼンスルホネート、2−メトキシエチル−ベンゼンスルホネート、2−エトキシエチル−ベンゼンスルホネート、メトキシメチル−ベンジルスルホネート、2−メトキシエチル−ベンジルスルホネート、2−エトキシエチル−ベンジルスルホネート、メトキシメチル−トリフルオロメタンスルホネート、2−メトキシエチル−トリフルオロメタンスルホネート、2−エトキシエチル−トリフルオロメタンスルホネート等が挙げられる。 Specific examples of the compound of the general formula (1) in which R 1 has an ether bond include methoxymethyl-methanesulfonate, 2-methoxyethyl-methanesulfonate, 2-ethoxyethyl-methanesulfonate, 3-methoxypropyl-methanesulfonate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl-methanesulfonate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl-methanesulfonate, methoxymethyl-ethanesulfonate, 2-methoxyethyl-ethanesulfonate, 2-ethoxyethyl-ethanesulfonate, 3- Methoxypropyl-ethanesulfonate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl-ethanesulfonate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl-ethanesulfonate, methoxymethyl-vinylsulfonate, 2-methoxyethyl-vinyl Sulfonate, 2-ethoxyethyl-vinyl sulfonate, methoxymethyl-benzene sulfonate, 2-methoxyethyl-benzene sulfonate, 2-ethoxyethyl-benzene sulfonate, methoxymethyl-benzyl sulfonate, 2-methoxyethyl-benzyl sulfonate, 2-ethoxyethyl -Benzyl sulfonate, methoxymethyl-trifluoromethanesulfonate, 2-methoxyethyl-trifluoromethanesulfonate, 2-ethoxyethyl-trifluoromethanesulfonate and the like.

がエーテル結合を有する一般式(1)の化合物の具体例としては、メチル−メトキシメタンスルホネート、メチル−2−メトキシエタンスルホネート、メチル−2−エトキシエタンスルホネート、メチル−3−メトキシプロパンスルホネート、メチル−2−(2−メトキシエトキシ)エタンスルホネート、エチル−メトキシメタンスルホネート、エチル−2−メトキシエタンスルホネート、エチル−2−エトキシエタンスルホネート、エチル−3−メトキシプロパンスルホネート、エチル−2−(2−メトキシエトキシ)エタンスルホネート、ビニル−メトキシメタンスルホネート、ビニル−2−メトキシエタンスルホネート、ビニル−2−エトキシエタンスルホネート、フェニル−メトキシメタンスルホネート、フェニル−2−メトキシエタンスルホネート、フェニル−2−エトキシエタンスルホネート、ベンジル−メトキシメタンスルホネート、ベンジル−2−メトキシエタンスルホネート、ベンジル−2−エトキシエタンスルホネート等が挙げられる。 Specific examples of the compound of the general formula (1) in which R 2 has an ether bond include methyl-methoxymethanesulfonate, methyl-2-methoxyethanesulfonate, methyl-2-ethoxyethanesulfonate, methyl-3-methoxypropanesulfonate, Methyl-2- (2-methoxyethoxy) ethanesulfonate, ethyl-methoxymethanesulfonate, ethyl-2-methoxyethanesulfonate, ethyl-2-ethoxyethanesulfonate, ethyl-3-methoxypropanesulfonate, ethyl-2- (2- Methoxyethoxy) ethanesulfonate, vinyl-methoxymethanesulfonate, vinyl-2-methoxyethanesulfonate, vinyl-2-ethoxyethanesulfonate, phenyl-methoxymethanesulfonate, phenyl-2-methoxy Examples include siethane sulfonate, phenyl-2-ethoxyethane sulfonate, benzyl-methoxymethane sulfonate, benzyl-2-methoxyethane sulfonate, and benzyl-2-ethoxyethane sulfonate.

およびRが炭素数1〜12のアルキル基である一般式(2)の化合物の具体例としては、ジエチレングリコールジメタンスルホネート、ジエチレングリコールジエタンスルホネート、ジエチレングリコールジプロパンスルホネート、ジエチレングリコールジブタンスルホネート、トリエチレングリコールジメタンスルホネート、トリエチレングリコールジエタンスルホネート、トリエチレングリコールジプロパンスルホネート、トリエチレングリコールジブタンスルホネート、テトラエチレングリコールジメタンスルホネート、テトラエチレングリコールジエタンスルホネート、テトラエチレングリコールジプロパンスルホネート、テトラエチレングリコールジブタンスルホネート等が挙げられる。 Specific examples of the compound of the general formula (2) in which R 3 and R 5 are alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms include diethylene glycol dimethane sulfonate, diethylene glycol diethane sulfonate, diethylene glycol dipropane sulfonate, diethylene glycol dibutane sulfonate, triethylene glycol Ethylene glycol dimethane sulfonate, triethylene glycol diethane sulfonate, triethylene glycol dipropane sulfonate, triethylene glycol dibutane sulfonate, tetraethylene glycol dimethane sulfonate, tetraethylene glycol diethane sulfonate, tetraethylene glycol dipropane sulfonate, tetraethylene Examples include glycol dibutane sulfonate.

およびRが炭素数2〜12のアルケニル基である一般式(2)の化合物の具体例としては、ジエチレングリコールジビニルスルホネート、ジエチレングリコールジアリルスルホネート、トリエチレングリコールジビニルスルホネート、トリエチレングリコールジアリルスルホネート、テトラエチレングリコールジビニルスルホネート、テトラエチレングリコールジアリルスルホネート等が挙げられる。 Specific examples of the compound of the general formula (2) in which R 3 and R 5 are alkenyl groups having 2 to 12 carbon atoms include diethylene glycol divinyl sulfonate, diethylene glycol diallyl sulfonate, triethylene glycol divinyl sulfonate, triethylene glycol diallyl sulfonate, tetra Examples include ethylene glycol divinyl sulfonate and tetraethylene glycol diallyl sulfonate.

およびRが炭素数6〜12のアリール基である一般式(2)の化合物の具体例としてはジエチレングリコールジベンゼンスルホネート、トリエチレングリコールジベンゼンスルホネート、テトラエチレングリコールジベンゼンスルホネート等が挙げられる。
およびRが炭素数7〜12のアラルキル基である一般式(2)の化合物の具体例としてはジエチレングリコールジベンジルスルホネート、トリエチレングリコールジベンジルスルホネート、テトラエチレングリコールジベンジルスルホネート等が挙げられる。
Specific examples of the compound of the general formula (2) in which R 3 and R 5 are aryl groups having 6 to 12 carbon atoms include diethylene glycol dibenzene sulfonate, triethylene glycol dibenzene sulfonate, and tetraethylene glycol dibenzene sulfonate. .
Specific examples of the compound of the general formula (2) in which R 3 and R 5 are aralkyl groups having 7 to 12 carbon atoms include diethylene glycol dibenzyl sulfonate, triethylene glycol dibenzyl sulfonate, and tetraethylene glycol dibenzyl sulfonate. .

、RおよびRが、それぞれ独立にフッ素置換された化合物としてはジエチレングリコールジ(トリフルオロメタンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(ペンタフルオロエタンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(トリフルオロメタンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(ペンタフルオロエタンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、テトラエチレングリコールジ(トリフルオロメタンスルホネート)、テトラエチレングリコールジ(ペンタフルオロエタンスルホネート)、テトラエチレングリコールジ(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)等のフッ化アルキル基を含む化合物、ジエチレングリコールジ(2−フルオロベンゼンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(3−フルオロベンゼンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(4−フルオロベンゼンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート)、ジエチレングリコールジ(3,5−ジフルオロベンゼンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(2−フルオロベンゼンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(3−フルオロベンゼンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(4−フルオロベンゼンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート)、トリエチレングリコールジ(3,5−ジフルオロベンゼンスルホネート)等のフッ化アリール基を含む化合物、1H,1H,5H,5H−テトラフルオロ−3−オキサペンタン−1,5−ジオールジメタンスルホネート、1H,1H,8H,8H−オクタフルオロ−3、6−ジオキサオクタン−1,8−ジオールジメタンスルホネート等のRがフッ化された基を含む化合物があげられる。 Compounds in which R 3 , R 4 and R 5 are each independently fluorine-substituted include diethylene glycol di (trifluoromethanesulfonate), diethylene glycol di (pentafluoroethanesulfonate), diethylene glycol di (2,2,2-trifluoroethanesulfonate). ), Triethylene glycol di (trifluoromethanesulfonate), triethylene glycol di (pentafluoroethanesulfonate), triethylene glycol di (2,2,2-trifluoroethanesulfonate), tetraethylene glycol di (trifluoromethanesulfonate), Alkyl fluoride such as tetraethylene glycol di (pentafluoroethane sulfonate), tetraethylene glycol di (2,2,2-trifluoroethane sulfonate) A compound containing a hydrogen group, diethylene glycol di (2-fluorobenzenesulfonate), diethylene glycol di (3-fluorobenzenesulfonate), diethylene glycol di (4-fluorobenzenesulfonate), diethylene glycol di (2,4-difluorobenzenesulfonate), diethylene glycol di (3,5-difluorobenzene sulfonate), triethylene glycol di (2-fluorobenzene sulfonate), triethylene glycol di (3-fluorobenzene sulfonate), triethylene glycol di (4-fluorobenzene sulfonate), triethylene glycol di Fluorinated aryls such as (2,4-difluorobenzenesulfonate) and triethylene glycol di (3,5-difluorobenzenesulfonate) 1H, 1H, 5H, 5H-tetrafluoro-3-oxapentane-1,5-diol dimethanesulfonate, 1H, 1H, 8H, 8H-octafluoro-3,6-dioxaoctane-1 , 8-diol dimethanesulfonate and the like, and compounds containing a group in which R 4 is fluorinated.

これらの中で一般式(1)の化合物においては、メトキシメチル−メタンスルホネート、2−メトキシエチル−メタンスルホネート、2−エトキシエチル−メタンスルホネート、3−メトキシプロピル−メタンスルホネート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル−メタンスルホネート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル−メタンスルホネート、メトキシメチル−エタンスルホネート、2−メトキシエチル−エタンスルホネート、2−エトキシエチル−エタンスルホネート、3−メトキシプロピル−エタンスルホネート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル−エタンスルホネート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル−エタンスルホネート等のRがエーテル結合を有する化合物、特にRがエーテル結合を有するアルキル基である化合物が合成の簡便さの観点から好ましく、中でも、Rが非置換の炭素数1〜6のアルキル基であるのが更に好ましい。一般式(2)の化合物においては、ジエチレングリコールジメタンスルホネート、ジエチレングリコールジエタンスルホネート、ジエチレングリコールジプロパンスルホネート、ジエチレングリコールジブタンスルホネート、トリエチレングリコールジメタンスルホネート、トリエチレングリコールジエタンスルホネート、トリエチレングリコールジプロパンスルホネート、トリエチレングリコールジブタンスルホネート、テトラエチレングリコールジメタンスルホネート、テトラエチレングリコールジエタンスルホネート、テトラエチレングリコールジプロパンスルホネート、テトラエチレングリコールジブタンスルホネート等の一般式(2)におけるRおよびRがそれぞれ独立して非置換の炭素数1〜6のアルキル基である化合物、特にRおよびRが同一で非置換の炭素数1〜6のアルキル基である化合物が合成の簡便さから好ましい。 Among these, in the compound of the general formula (1), methoxymethyl-methanesulfonate, 2-methoxyethyl-methanesulfonate, 2-ethoxyethyl-methanesulfonate, 3-methoxypropyl-methanesulfonate, 2- (2-methoxy) Ethoxy) ethyl-methanesulfonate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl-methanesulfonate, methoxymethyl-ethanesulfonate, 2-methoxyethyl-ethanesulfonate, 2-ethoxyethyl-ethanesulfonate, 3-methoxypropyl-ethanesulfonate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl - ethanesulfonate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl - compounds in which R 1 has an ether bond, such as ethanesulfonate, alkyl der particularly R 1 has an ether bond Preferably the compound is in terms of ease of synthesis, among others, and even more preferably R 2 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In the compound of the general formula (2), diethylene glycol dimethane sulfonate, diethylene glycol diethane sulfonate, diethylene glycol dipropane sulfonate, diethylene glycol dibutane sulfonate, triethylene glycol dimethane sulfonate, triethylene glycol diethane sulfonate, triethylene glycol dipropane sulfonate. R 3 and R 5 in the general formula (2) such as triethylene glycol dibutane sulfonate, tetraethylene glycol dimethane sulfonate, tetraethylene glycol diethane sulfonate, tetraethylene glycol dipropane sulfonate, tetraethylene glycol dibutane sulfonate A compound which is independently an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Especially those wherein R 3 and R 5 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms with the same is preferable from the easiness of synthesis.

一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物としては一般式(1)又は(2)で示される化合物のいずれかを単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 尚、併用の
場合、一般式(1)の化合物或いは一般式(2)で示される化合物を夫々併用しても、一般式(1)で示される化合物と一般式(2)で示される化合物を併用しても良い。
非水系電解液中の一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物の合計の割合は、通常、0.001重量%以上であり、0.1重量%以上が好ましく、更に0.2重量%以上が好ましく、特に0.25重量%以上が好ましい。これより低濃度では本発明の効果がほとんど発現しない。逆に濃度が高すぎると電池の保存特性が低下する傾向があるので、上限は、通常、5重量%以下であり、好ましくは4重量%以下、より好ましくは2重量%以下、最も好ましくは1重量%以下である。
As the compound represented by the general formula (1) and / or (2), any one of the compounds represented by the general formula (1) or (2) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. . In the case of combined use, the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) can be combined with the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2). You may use together.
The total ratio of the compounds represented by the general formula (1) and / or (2) in the nonaqueous electrolytic solution is usually 0.001% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, and further 0 It is preferably 2% by weight or more, particularly preferably 0.25% by weight or more. At a concentration lower than this, the effect of the present invention is hardly exhibited. On the other hand, if the concentration is too high, the storage characteristics of the battery tend to deteriorate. Therefore, the upper limit is usually 5% by weight or less, preferably 4% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, and most preferably 1%. % By weight or less.

一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を含有する電解液を用いることにより、非水系電解液電池が、高温保存時のガスの発生や容量低下が抑制される理由は明らかではないが、次のように推察される。
まず、一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物が、正極表面に被膜を形成し、この被膜が活性の高い正極と電解液との接触を防ぎ、電解液の分解を抑制し、ガス発生量の増加を抑制することができると思われる。しかも一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物由来の正極表面皮膜は、一般式(1)又は(2)から推察されるように酸素原子を多く含有し、リチウムイオン透過性に優れるので、良好なサイクル特性を維持しながら、高温保存時のガスの発生や容量低下が抑制できるものと推察される。
The reason why the non-aqueous electrolyte battery suppresses gas generation and capacity reduction during high-temperature storage by using an electrolytic solution containing the compound represented by the general formula (1) and / or (2) is clear. However, it is guessed as follows.
First, the compound represented by the general formula (1) and / or (2) forms a film on the surface of the positive electrode, and this film prevents contact between the active positive electrode and the electrolytic solution, and suppresses decomposition of the electrolytic solution. And it seems that the increase in the amount of gas generation can be suppressed. In addition, the positive electrode surface coating derived from the compound represented by the general formula (1) and / or (2) contains a large amount of oxygen atoms as inferred from the general formula (1) or (2), and is lithium ion permeable. Therefore, it is presumed that gas generation and capacity reduction during high-temperature storage can be suppressed while maintaining good cycle characteristics.

本発明に係る非水系電解液は、本発明の効果を損ねない範囲で、分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートや従来公知の過充電防止剤、脱酸剤、脱水剤などの種々の助剤を含有していてもよい。
分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートは、負極の表面に安定な保護被膜を形成するため、電池のサイクル特性を向上させることができる。分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート系化合物、ビニルエチレンカーボネート系化合物、メチレンエチレンカーボネート系化合物等が挙げられる。
The non-aqueous electrolyte solution according to the present invention includes various assistants such as a cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule, a conventionally known overcharge inhibitor, a deoxidizer, and a dehydrator as long as the effects of the present invention are not impaired. An agent may be contained.
Since the cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule forms a stable protective film on the surface of the negative electrode, the cycle characteristics of the battery can be improved. Examples of the cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule include vinylene carbonate compounds, vinyl ethylene carbonate compounds, methylene ethylene carbonate compounds, and the like.

ビニレンカーボネート系化合物としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、4,5−ジエチルビニレンカーボネート、フルオロビニレンカーボネート、トリフルオロメチルビニレンカーボネート等が挙げられる。
ビニルエチレンカーボネート系化合物としては、ビニルエチレンカーボネート、4−メチル−4−ビニルエチレンカーボネート、4−エチル−4−ビニルエチレンカーボネート、4−n−プロピル−4−ビニルエチレンカーボネート、5−メチル−4−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of the vinylene carbonate-based compound include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, 4,5-diethyl vinylene carbonate, fluorovinylene carbonate, trifluoromethyl vinylene carbonate, and the like.
Examples of the vinyl ethylene carbonate compound include vinyl ethylene carbonate, 4-methyl-4-vinyl ethylene carbonate, 4-ethyl-4-vinyl ethylene carbonate, 4-n-propyl-4-vinyl ethylene carbonate, 5-methyl-4- Examples include vinyl ethylene carbonate, 4,4-divinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, and the like.

メチレンエチレンカーボネート系化合物としては、メチレンエチレンカーボネート、4,4−ジメチル−5−メチレンエチレンカーボネート、4,4−ジエチル−5−メチレンエチレンカーボネート等が挙げられる。
これらのうち、サイクル特性向上の点から、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが好ましく、特にビニレンカーボネートが好ましい。
Examples of the methylene ethylene carbonate compound include methylene ethylene carbonate, 4,4-dimethyl-5-methylene ethylene carbonate, 4,4-diethyl-5-methylene ethylene carbonate, and the like.
Among these, vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics, and vinylene carbonate is particularly preferable.

これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
2種類以上を併用する場合は、ビニレンカーボネートとビニルエチレンカーボネートとを併用するのが好ましい。
非水系電解液が分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートを含有する場合、非水系電解液中におけるその割合は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.3重量%以上、最も好ましくは0.5重量%以上である。分子内に不飽和結合を有する環状カーボネート化合物が少なすぎると、電池のサイクル特性を向上させるという効果を十分に発揮できない。また、分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートは充電状態の正極材と反応しやすく、電解液が分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートを含有すると、高温保存時にガスの発生量が増加するという問題があるが、一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物と併用するとガス発生量の増加を抑制することができ、サイクル特性の向上とガス発生抑制の両立ができるので特に好ましい。しかし、分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートの含有量が多すぎると、高温保存時にガス発生量が増大したり、低温での放電特性が低下する傾向にあるので、その上限は、通常8重量%以下、好ましくは4重量%以下、特に好ましくは3重量%以下である。
These may be used alone or in combination of two or more.
When using 2 or more types together, it is preferable to use together vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate.
When the non-aqueous electrolyte contains a cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule, the proportion in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, particularly preferably It is 0.3% by weight or more, most preferably 0.5% by weight or more. When there are too few cyclic carbonate compounds which have an unsaturated bond in a molecule | numerator, the effect of improving the cycling characteristics of a battery cannot fully be exhibited. In addition, the cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule easily reacts with the positive electrode material in a charged state, and if the electrolyte contains the cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule, the amount of gas generated increases at high temperature storage. However, when used in combination with the compound represented by the general formula (1) and / or (2), an increase in the amount of gas generated can be suppressed, and both improvement of cycle characteristics and suppression of gas generation can be achieved. Particularly preferred. However, when the content of the cyclic carbonate having an unsaturated bond in the molecule is too large, the amount of gas generated during high-temperature storage tends to increase or the discharge characteristics at low temperatures tend to decrease. % By weight or less, preferably 4% by weight or less, particularly preferably 3% by weight or less.

また、分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートを含有する場合、一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物と分子内に不飽和結合を有する環状カーボネートの重量比(前者の合計:後者)は、電解液を調製した段階で、通常1:0.1〜50、好ましくは1:0.5〜25である。
過充電防止剤としては、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。
Moreover, when it contains the cyclic carbonate which has an unsaturated bond in a molecule | numerator, the weight ratio (the former of the compound represented by General formula (1) and / or (2) and the cyclic carbonate which has an unsaturated bond in a molecule | numerator). The total: the latter) is usually 1: 0.1-50, preferably 1: 0.5-25, at the stage of preparing the electrolytic solution.
As an overcharge inhibitor, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran; 2-fluorobiphenyl, Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as o-cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole and the like And a fluorine-containing anisole compound.

これらの中でビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは2種類以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼンやt−アミルベンゼンとの組み合わせや、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれるものと、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれるものとを併用するのが好ましい。   Of these, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran are preferable. Two or more of these may be used in combination. When two or more kinds are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, terphenyl partially hydrogenated product, cyclohexylbenzene, or t-butylbenzene. It is preferable to use together those selected from aromatic compounds not containing oxygen such as t-amylbenzene and those selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran.

非水系電解液中における過充電防止剤の割合は、通常0.1重量%以上、好ましくは0.2重量%以上、特に好ましくは0.3重量%以上、最も好ましくは0.5重量%以上であり、上限は、通常5重量%以下、好ましくは3重量%以下、特に好ましくは2重量%以下である。過充電防止剤を含有させることにより、過充電等のときに電池の破裂・発火を抑制することができる。   The proportion of the overcharge inhibitor in the non-aqueous electrolyte is usually 0.1% by weight or more, preferably 0.2% by weight or more, particularly preferably 0.3% by weight or more, and most preferably 0.5% by weight or more. The upper limit is usually 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, and particularly preferably 2% by weight or less. By containing an overcharge preventing agent, rupture / ignition of the battery can be suppressed during overcharge or the like.

一般にこれらの過充電防止剤は、電解液の溶媒成分よりも正極及び負極上で反応しやすいために、高温保存時においても電極の活性の高い部位で反応してしまい、これらの化合物が反応すると電池の内部抵抗が大きく上昇したり、ガス発生によって、高温保存後の放電特性を著しく低下させる原因となっていたが、本発明の電解液に添加した場合は、放電特性の低下を抑制することができる。   In general, these overcharge inhibitors react more easily on the positive electrode and the negative electrode than the solvent component of the electrolyte solution, and thus react at a highly active site of the electrode even during high-temperature storage, and these compounds react. Although the internal resistance of the battery was greatly increased and gas generation caused a significant decrease in the discharge characteristics after storage at high temperatures, when added to the electrolytic solution of the present invention, the deterioration of the discharge characteristics was suppressed. Can do.

他の助剤としては、フルオロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物などが挙げられる。これらは2種類以上併用して用いてもよい。
非水系電解液中におけるこれらの助剤の割合は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.2重量%以上であり、上限は、通常5重量%以下、好ましくは3重量%以下、特に好ましくは1重量%以下である。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。
Other auxiliaries include carbonate compounds such as fluoroethylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, phenylethylene carbonate, erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate; succinic anhydride, glutaric anhydride, Carboxylic anhydrides such as maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and phenylsuccinic anhydride; 2, Spiro compounds such as 4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane and 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; ethylene sulfite, 1, 3-propanesulfur 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfolane, sulfolene, dimethylsulfone, diphenylsulfone, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide, etc. Sulfur compounds; nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide Hydrocarbon compounds such as heptane, octane and cycloheptane, and fluorine-containing aromatic compounds such as fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene and benzotrifluoride. Two or more of these may be used in combination.
The ratio of these auxiliaries in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, particularly preferably 0.2% by weight or more, and the upper limit is usually 5% by weight. Hereinafter, it is preferably 3% by weight or less, particularly preferably 1% by weight or less. By adding these auxiliaries, capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high temperature storage can be improved.

(電解液の調製)
本発明に係る非水系電解液は、非水溶媒に、電解質、一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物及び必要に応じて他の化合物を溶解することにより調製することができる。非水系電解液の調製に際しては、各原料は、予め脱水しておくのが好ましい。通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下まで脱水するのがよい。
(リチウム二次電池)
本発明に係る非水系電解液は、電池の中でも二次電池用、特にリチウム二次電池用の電解液として用いるのに好適である。以下、この電解液を用いた本発明に係るリチウム二次電池について説明する。
(Preparation of electrolyte)
The non-aqueous electrolyte solution according to the present invention can be prepared by dissolving the electrolyte, the compound represented by the general formula (1) and / or (2) and other compounds as required in a non-aqueous solvent. it can. In preparing the non-aqueous electrolyte solution, each raw material is preferably dehydrated in advance. Usually, it is good to dehydrate to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less.
(Lithium secondary battery)
The non-aqueous electrolyte solution according to the present invention is suitable for use as an electrolyte solution for secondary batteries, particularly for lithium secondary batteries among batteries. Hereinafter, a lithium secondary battery according to the present invention using this electrolytic solution will be described.

本発明に係るリチウム二次電池は、上記本発明の電解液を用いて作製される以外は従来公知のリチウム二次電池と同様、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水電解液を含む非水系電解液電池であり、通常、正極と負極とを本発明に係る非水系電解液が含浸されている多孔膜を介してケースに収納することで得られる。従って、本発明に係る二次電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。本発明に係るリチウム二次電池は、前述のように高温保存におけるガス発生量が少ないので、過充電等の異常時に電池内圧の上昇により作動する電流遮断装置を備えた電池の高温保存での電流遮断装置の異常作動を防止することができる。また、外装体の厚みが0.4mm以下で、外装体の材質が金属アルミニウム又はアルミニウム合金を主体とした電池においては、電池内圧の上昇による電池の膨れという問題が生じやすいが、本発明に係るリチウム二次電池では、ガス発生が少ないので、このような問題が生じるのを防止することができる。   The lithium secondary battery according to the present invention is the same as the conventionally known lithium secondary battery except that the lithium secondary battery is produced using the electrolytic solution of the present invention. A non-aqueous electrolyte battery containing a liquid is usually obtained by housing a positive electrode and a negative electrode in a case through a porous membrane impregnated with the non-aqueous electrolyte solution according to the present invention. Therefore, the shape of the secondary battery according to the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like. Since the lithium secondary battery according to the present invention generates a small amount of gas during high-temperature storage as described above, the current during high-temperature storage of a battery equipped with a current interrupting device that operates due to an increase in battery internal pressure during abnormal conditions such as overcharging. Abnormal operation of the shut-off device can be prevented. In addition, in a battery whose outer casing has a thickness of 0.4 mm or less and whose outer casing is mainly made of metal aluminum or aluminum alloy, a problem of battery swelling due to an increase in battery internal pressure is likely to occur. Since lithium secondary batteries generate less gas, it is possible to prevent such problems from occurring.

負極活物質としては、リチウムを吸蔵・放出可能な炭素質材料や金属化合物、リチウム金属及びリチウム合金などを用いることができる。これらの負極活物質は、単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。なかでも好ましいものは炭素質材料、リチウムを吸蔵および放出可能な金属化合物である。
炭素質材料のなかでは、特に、黒鉛や黒鉛の表面を黒鉛に比べて非晶質の炭素で被覆したものが好ましい。
As the negative electrode active material, a carbonaceous material or metal compound capable of inserting and extracting lithium, lithium metal, lithium alloy, and the like can be used. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. Among these, a carbonaceous material and a metal compound capable of occluding and releasing lithium are preferable.
Among the carbonaceous materials, graphite and graphite whose surface is coated with amorphous carbon as compared with graphite are particularly preferable.

黒鉛は、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が0.335〜0.338nm、特に0.335〜0.337nmであるものが好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、通常30nm以上、好ましくは50nm以上、特に好ましくは100nm以上である。灰分は、通常1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下、特に好ましくは0.1重量%以下である。   Graphite preferably has a lattice plane (002 plane) d value (interlayer distance) of 0.335 to 0.338 nm, particularly 0.335 to 0.337 nm, as determined by X-ray diffraction using the Gakushin method. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 30 nm or more, preferably 50 nm or more, particularly preferably 100 nm or more. The ash content is usually 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less, particularly preferably 0.1% by weight or less.

黒鉛の表面を非晶質の炭素で被覆したものとして好ましいのは、X線回折における格子面(002面)のd値が0.335〜0.338nmである黒鉛を核材とし、その表面に該核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料が付着しており、かつ核材と核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料との割合が重量比で99/1〜80/20であるものである。これを用いると、高い容量で、かつ電解液と反応しにくい負極を製造することができる。   The graphite surface coated with amorphous carbon is preferably graphite having a d-value of 0.335 to 0.338 nm on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction as a core material. A carbonaceous material having a larger d-value on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction than the core material is attached, and the d-value on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction is greater than that of the core material and the core material. The ratio with respect to the carbonaceous material having a large is 99/1 to 80/20 by weight. When this is used, a negative electrode having a high capacity and hardly reacting with the electrolytic solution can be produced.

炭素質材料の粒径は、レーザー回折・散乱法によるメジアン径で、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、最も好ましくは7μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、最も好ましくは30μm以下である。
炭素質材料のBET法による比表面積は、通常0.3m2/g以上、好ましくは0.5
2/g以上、より好ましくは0.7m2/g以上、最も好ましくは0.8m2/g以上で あり、通常25.0m2/g以下、好ましくは20.0m2/g以下、より好ましくは15.0m2/g以下、最も好ましくは10.0m2/g以下である。
The particle size of the carbonaceous material is a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method and is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, most preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, More preferably, it is 40 micrometers or less, Most preferably, it is 30 micrometers or less.
The specific surface area of the carbonaceous material by the BET method is usually 0.3 m 2 / g or more, preferably 0.5
m 2 / g or more, more preferably 0.7 m 2 / g or more, and most preferably 0.8 m 2 / g or more and usually 25.0 m 2 / g or less, preferably 20.0 m 2 / g, more Preferably it is 15.0 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 10.0 m < 2 > / g or less.

また、炭素質材料は、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトルで分析し、1570〜1620cm-1の範囲にあるピークPAのピーク強度をIA、1300〜1400cm-1の範囲にあるピークPBのピーク強度をIBとした場合、IBとIAの比で表されるR値(=IB/IA)が、0.01〜0.7の範囲であるものが好ましい。また、1570〜1620cm-1の範囲にあるピークの半値幅が、26cm-1以下、特に25cm-1以下であるものが好ましい。 Further, the carbonaceous material is analyzed by Raman spectrum using argon ion laser light, the peak is the peak intensity of the peak P A in the range of 1570~1620cm -1 I A, in the range of 1300~1400cm -1 P If the peak intensity of the B was I B, R value represented by the ratio of I B and I a (= I B / I a) is what is preferably in the range of 0.01 to 0.7. Further, the half width of the peak in the range of 1570~1620Cm -1 is, 26cm -1 or less, are preferred in particular 25 cm -1 or less.

リチウムを吸蔵及び放出可能な金属化合物としては、Ag、Zn、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Cu、Ni、Sr、Ba等の金属を含有する化合物が挙げられ、これらの金属は単体、酸化物、リチウムとの合金などとして用いられる。本発明においては、Si、Sn、Ge及びAlから選ばれる元素を含有するものが好ましく、Si、Sn及びAlから選ばれる金属の酸化物又はリチウム合金がより好ましい。   Examples of metal compounds capable of inserting and extracting lithium include compounds containing metals such as Ag, Zn, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Cu, Ni, Sr, and Ba. These metals are used as simple substances, oxides, alloys with lithium, and the like. In the present invention, those containing an element selected from Si, Sn, Ge and Al are preferred, and oxides or lithium alloys of metals selected from Si, Sn and Al are more preferred.

リチウムを吸蔵・放出可能な金属化合物あるいはこの酸化物やリチウムとの合金は、一般に黒鉛に代表される炭素材料に比較し、単位重量あたりの容量が大きいので、より高エネルギー密度が求められるリチウム二次電池には好適である。
正極活物質としては、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物材料などのリチウムを吸蔵・放出可能な材料が挙げられる。これらの化合物は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiCo1−y、LiNi1−y、LiMn1−y等であり、ここでMは通常、Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、V、Sr、Tiから選ばれる少なくとも1種であり、0.4≦x≦1.2、0≦y≦0.6であるものや、LiMnaNibCoc(但し、0.4≦x≦1.2、a+b+c=1)が挙げられる。
A metal compound capable of occluding and releasing lithium, or an oxide thereof or an alloy with lithium generally has a larger capacity per unit weight than a carbon material typified by graphite, and therefore requires a higher energy density. It is suitable for a secondary battery.
Examples of the positive electrode active material include materials capable of inserting and extracting lithium, such as lithium transition metal composite oxide materials such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and lithium manganese oxide. These compounds include Li X CoO 2 , Li X NiO 2 , Li X MnO 2 , Li X Co 1- y My O 2 , Li X Ni 1- y My O 2 , Li X Mn 1- y My O 2 or the like, where M is usually at least one selected from Fe, Co, Ni, Mn, Mg, Cu, Zn, Al, Sn, B, Ga, Cr, V, Sr, Ti, 0.4 ≦ x ≦ 1.2, 0 ≦ y ≦ 0.6, or Li X Mn a Ni b Co c O 2 (where 0.4 ≦ x ≦ 1.2, a + b + c = 1) Can be mentioned.

特にLiCo1−y、LiNi1−y、LiMn1−y等で表される、コバルト、ニッケル、マンガンの一部を他の金属で置き換えたものや、LiMnaNibCoc(但し、0.4≦x≦1.2、a+b+c=1、|a-b|<0.1)で表されるものは、その構造を安定化させることができるので好ましい。
正極活物質は単独で用いても、複数を併用しても良い。
Especially represented by Li X Co 1-y M y O 2, Li X Ni 1-y M y O 2, Li X Mn 1-y M y O 2 , etc., cobalt, nickel, and other part of manganese What is replaced with metal or Li X Mn a Ni b Co c O 2 (where 0.4 ≦ x ≦ 1.2, a + b + c = 1, | ab | <0.1) This is preferable because the structure can be stabilized.
The positive electrode active materials may be used alone or in combination.

活物質を結着する結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安定な材料であれば、任意のものを使用することができる。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等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有するポリマー及びその共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のアクリル酸系ポリマー及びその共重合体などが挙げられる。   As the binder for binding the active material, any material can be used as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and the electrolyte used in manufacturing the electrode. For example, fluororesins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polymers having unsaturated bonds such as styrene / butadiene rubber, isoprene rubber and butadiene rubber, and copolymers thereof, ethylene-acrylic Examples thereof include acrylic acid polymers such as acid copolymers and ethylene-methacrylic acid copolymers, and copolymers thereof.

電極中には、機械的強度や電気伝導度を高めるために増粘剤、導電材、充填剤などを含有させてもよい。
増粘剤としては、カルボキシルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、ガゼイン等が挙げられる。
The electrode may contain a thickener, a conductive material, a filler and the like in order to increase mechanical strength and electrical conductivity.
Examples of the thickener include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein.

導電材としては、銅又はニッケル等の金属材料、グラファイト又はカーボンブラック等の炭素材料などが挙げられる。
電極の製造は、常法によればよい。例えば、負極又は正極活物質に、結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー化し、これを集電体に塗布、乾燥した後に、プレスすることによって形成することができる。
Examples of the conductive material include a metal material such as copper or nickel, and a carbon material such as graphite or carbon black.
The electrode may be manufactured by a conventional method. For example, it can be formed by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent or the like to a negative electrode or a positive electrode active material to form a slurry, applying the slurry to a current collector, drying it, and then pressing it.

また、活物質に結着剤や導電材などを加えたものをそのままロール成形してシート電極としたり、圧縮成型によりペレット電極としたり、蒸着・スパッタ・メッキ等の手法で集電体上に電極材料の薄膜を形成することもできる。
負極活物質に黒鉛を用いた場合、負極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、通常1.45g/cm3以上であり、好ましくは1.55g/cm3以上、特に好ましくは1.60g/cm3以上である。
In addition, a material obtained by adding a binder or a conductive material to an active material is roll-formed as it is to form a sheet electrode, a pellet electrode is formed by compression molding, and an electrode is formed on the current collector by a technique such as vapor deposition, sputtering, or plating. A thin film of material can also be formed.
When graphite is used as the negative electrode active material, the density of the negative electrode active material layer after drying and pressing is usually 1.45 g / cm 3 or more, preferably 1.55 g / cm 3 or more, particularly preferably 1.60 g. / Cm 3 or more.

また、正極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、通常2.0g/cm3以上であり、好
ましくは3.0g/cm3以上である。
集電体としては各種のものが用いることができるが、通常は金属や合金が用いられる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス等が挙げられ、好ましいのは銅である。また、正極の集電体としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属又はその合金が挙げられ、好ましいのはアルミニウム又はその合金である。
Further, the density after drying and pressing of the positive electrode active material layer is usually 2.0 g / cm 3 or more, preferably 3.0 g / cm 3 or more.
Various types of current collectors can be used, but metals and alloys are usually used. Examples of the current collector for the negative electrode include copper, nickel, and stainless steel, and copper is preferred. Examples of the positive electrode current collector include metals such as aluminum, titanium, and tantalum, and alloys thereof, and aluminum or an alloy thereof is preferable.

正極と負極の間には、短絡を防止するために多孔膜を介在させる。この場合、電解液は多孔膜に含浸させて用いる。多孔膜の材質や形状は、電解液に安定であり、かつ保液性に優れていれば、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等が好ましい。
本発明に係る電池に使用する電池の外装体の材質も任意であり、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン、ラミネートフィルム等が用いられる。
本発明に係る電池の作動電圧は通常2V〜6Vの範囲である。
A porous film is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the electrolytic solution is used by impregnating the porous membrane. The material and shape of the porous film are not particularly limited as long as it is stable to the electrolytic solution and excellent in liquid retention, and a porous sheet or nonwoven fabric made of a polyolefin such as polyethylene or polypropylene is preferable.
The material of the battery casing used in the battery according to the present invention is also arbitrary, and nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, a laminate film, or the like is used.
The operating voltage of the battery according to the present invention is usually in the range of 2V to 6V.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、下記実施例および比較例で得られた電池の各評価方法を以下に示す。
[容量評価]
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで充電した後、0.2Cの定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させ、4サイクル目は、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し、0.2Cの定電流で3Vまで放電して、初期放電容量を求めた。
ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded.
In addition, each evaluation method of the battery obtained by the following Example and the comparative example is shown below.
[Capacity evaluation]
A lithium secondary battery is charged to 4.2 V at a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C. in a state of being sandwiched between glass plates in order to enhance adhesion between electrodes, and then a constant current of 0.2 C Was discharged to 3V. This is done for 3 cycles to stabilize the battery. In the 4th cycle, after charging to 4.2V with a constant current of 0.5C, charging is performed until the current value reaches 0.05C with a constant voltage of 4.2V. The initial discharge capacity was determined by discharging to 3 V at a constant current of 0.2C.
Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.

[高温保存特性の評価]
容量評価試験の終了した電池を、25℃において0.5Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電し、その後、85℃で3日間保存した。電池を十分に冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を測定し、保存前後の体積変化から発生したガス量を求めた。
[Evaluation of high-temperature storage characteristics]
The battery for which the capacity evaluation test has been completed is charged to 4.2 V at a constant current of 0.5 C at 25 ° C., and then charged to a current value of 0.05 C at a constant voltage of 4.2 V, and then at 85 ° C. Stored for 3 days. After sufficiently cooling the battery, the volume was measured by immersion in an ethanol bath, and the amount of gas generated from the volume change before and after storage was determined.

発生ガス量の測定後、25℃において0.2Cの定電流で3Vまで放電させて保存試験後の放電容量を測定し、初期放電容量に対する保存後の放電容量の割合を求め、これを高温保存後の残存容量(%)とした。
次に、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を行った後、1Cの定電流で3Vまで放電させて1C放電時の放電容量を測定し、初期放電容量に対する保存後の1C放電容量の割合を求め、これを高温保存後の高負荷放電容量(%)とした。
After measuring the amount of gas generated, discharge to 3V at a constant current of 0.2C at 25 ° C, measure the discharge capacity after the storage test, determine the ratio of the discharge capacity after storage to the initial discharge capacity, and store this at high temperature The remaining capacity (%) was used.
Next, the battery is charged to 4.2 V with a constant current of 0.5 C, and further charged to a current value of 0.05 C with a constant voltage of 4.2 V, and then discharged to 3 V with a constant current of 1 C. The discharge capacity at the time of 1C discharge was measured, the ratio of the 1C discharge capacity after storage to the initial discharge capacity was determined, and this was defined as the high load discharge capacity (%) after storage at high temperature.

(実施例1)
[負極の製造]
X線回折における格子面(002面)のd値が0.336nm、結晶子サイズ(Lc)が652nm、灰分が0.07重量%、レーザー回折・散乱法によるメジアン径が12μm、BET法による比表面積が7.5m2/g、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマ
ンスペクトル分析から求めたR値(=IB/IAが)0.12、1570〜1620cm-1の範囲にあるピークの半値幅が19.9cm-1である天然黒鉛粉末94重量部とポリフッ化ビニリデン6重量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー状にした。このスラリーを厚さ12μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、負極活物質層の密度が1.6g/cm3になるようにプレスして負極とした。
Example 1
[Manufacture of negative electrode]
The d-value of the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction is 0.336 nm, the crystallite size (Lc) is 652 nm, the ash content is 0.07 wt%, the median diameter by laser diffraction / scattering method is 12 μm, and the ratio by BET method Surface area is 7.5 m 2 / g, R value (= I B / I A ) determined from Raman spectrum analysis using argon ion laser light is 0.12, and half width of peak in the range of 1570 to 1620 cm −1 Was mixed with 94 parts by weight of natural graphite powder having a weight of 19.9 cm −1 and 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and N-methyl-2-pyrrolidone was added to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a 12 μm thick copper foil, dried, and then pressed so that the density of the negative electrode active material layer was 1.6 g / cm 3 to obtain a negative electrode.

[正極の製造]
LiCoO285重量部、カーボンブラック6重量部及びポリフッ化ビニリデン(呉羽
化学社製、商品名「KF−1000」)9重量部を混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、正極活物質層の密度が3.0g/cm3になるようにプレスして正極とした。
[電解液の製造]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物(容量比2:4:4)97.5重量部、ビニレンカーボネート2重量部及び2−メトキシエチル−メタンスルホネート0.5重量部を混合し、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
[Production of positive electrode]
Mix 85 parts by weight of LiCoO 2 , 6 parts by weight of carbon black and 9 parts by weight of polyvinylidene fluoride (product name “KF-1000” manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.), and add N-methyl-2-pyrrolidone to make a slurry. After uniformly applying and drying on both surfaces of a 15 μm thick aluminum foil, the positive electrode active material layer was pressed to a density of 3.0 g / cm 3 to obtain a positive electrode.
[Manufacture of electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, 97.5 parts by weight of a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio 2: 4: 4), 2 parts by weight of vinylene carbonate and 0.5 parts by weight of 2-methoxyethyl-methanesulfonate Next, fully dried LiPF 6 was dissolved at a rate of 1.0 mol / liter to obtain an electrolytic solution.

[リチウム二次電池の製造]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレーターを、負極、セパレーター、正極、セパレーター、負極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極負極の端子を突設させながら挿入した後、上記電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し、評価を行った。
電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, the positive electrode, the separator, and the negative electrode to prepare a battery element. The battery element was inserted into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness: 40 μm) were coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then the electrolyte was poured into the bag and vacuum sealed. The sheet-like battery was manufactured and evaluated.
The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例2)
2−メトキシエチル−メタンスルホネートに代えて、ジエチレングリコールジメタンスルホネートを使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
(実施例3)
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物97.8重量部、2−メトキシエチル−メタンスルホネート0.2重量部使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
(Example 2)
A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that diethylene glycol dimethanesulfonate was used instead of 2-methoxyethyl-methanesulfonate. The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
Example 3
A sheet-like lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 97.8 parts by weight of a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate and 0.2 parts by weight of 2-methoxyethyl-methanesulfonate were used. And evaluated. The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例1)
実施例1において、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物を98重量部使用し、2−メトキシエチル−メタンスルホネートを使用しなかった以外同様にして、シート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
(比較例2)
2−メトキシエチル−メタンスルホネートに代えて、メチル−メタンスルホネートを使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
(Comparative Example 1)
A sheet-like lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 98 parts by weight of a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate was used, and 2-methoxyethyl-methanesulfonate was not used. And evaluated. The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
(Comparative Example 2)
A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that methyl-methanesulfonate was used instead of 2-methoxyethyl-methanesulfonate. The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

(比較例3)
2−メトキシエチル−メタンスルホネートに代えて、1,4−ブタンジオールジメタンスルホネートを使用した以外、実施例1と同様にしてシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。電解液の成分及び評価結果を表−1、2に示す。
(Comparative Example 3)
A sheet-like lithium secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1,4-butanediol dimethanesulfonate was used instead of 2-methoxyethyl-methanesulfonate. The components of the electrolytic solution and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 0004910338
Figure 0004910338

Figure 0004910338
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(実施例4/負極活物質にリチウムと合金を形成可能な金属を用いた例)
実施例1において、下記の方法で得られた負極および電解液を使用した以外同様にして、シート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。評価結果を表−3に示す。
[負極の製造]
Si粉末(平均粒径3μm)73重量部、Cu粉末(平均粒径2μm)8重量部、人造黒鉛粉末12重量部、ポリフッ化ビニリデン7重量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー化し、このスラリーを厚さ12μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥後、プレスして負極とした。
[電解液の製造]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物(容量比2:4:4)98.5重量部、ビニレンカーボネート1重量部及び2−メトキシエチル−メタンスルホネート0.5重量部を混合し、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
(比較例4)
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物を99重量部使用し、2−メトキシエチル−メタンスルホネートを使用しなかった以外実施例4と同様にして、シート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。評価結果を表−3に示す。
(Example 4 / Example using a metal capable of forming an alloy with lithium for the negative electrode active material)
In Example 1, a sheet-like lithium secondary battery was produced and evaluated in the same manner except that the negative electrode and the electrolyte obtained by the following method were used. The evaluation results are shown in Table-3.
[Manufacture of negative electrode]
Si powder (average particle size 3 μm) 73 parts by weight, Cu powder (average particle size 2 μm) 8 parts by weight, artificial graphite powder 12 parts by weight, polyvinylidene fluoride 7 parts by weight, N-methyl-2-pyrrolidone was mixed It was made into a slurry, and this slurry was uniformly applied to one side of a copper foil having a thickness of 12 μm, dried and then pressed to obtain a negative electrode.
[Manufacture of electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, 98.5 parts by weight of a mixture of ethylene carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 2: 4: 4), 1 part by weight of vinylene carbonate and 0.5 parts by weight of 2-methoxyethyl-methanesulfonate Next, fully dried LiPF 6 was dissolved at a rate of 1.0 mol / liter to obtain an electrolytic solution.
(Comparative Example 4)
A sheet-like lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 4 except that 99 parts by weight of a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate was used, and 2-methoxyethyl-methanesulfonate was not used. Evaluation was performed. The evaluation results are shown in Table-3.

Figure 0004910338
Figure 0004910338

表−1〜3から明らかなように、本発明に係る電池は、高温保存後のガスの発生量が少なく、電池特性にも優れていることがわかる。   As is apparent from Tables 1 to 3, it can be seen that the battery according to the present invention has a small amount of gas generated after high-temperature storage and is excellent in battery characteristics.

Claims (6)

電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含む非水系電解液において、該非水系電解液が下記一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を含有することを特徴とする非水系電解液。
Figure 0004910338
(式中、R 、R 、R 、R はそれぞれ独立して、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜12のアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を表すが、その構造中にエーテル結合を有していても良い。但し、R またはRは少なくとも一つのエーテル結合を含む。R はエーテル結合を含む炭素数2〜12の2価の連結基を表す。また、R 〜R はそれぞれ独立して、フッ素原子で置換されていてもよい。尚、一般式(1)で表される化合物のなかで、R がビニル基である化合物、R がビニルオキシ基を含む基である化合物、及び、R がビニルオキシ基を含む基である化合物を除く。
A non-aqueous electrolytic solution comprising an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving the electrolyte, wherein the non-aqueous electrolytic solution contains a compound represented by the following general formula (1) and / or (2) liquid.
Figure 0004910338
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or carbon. Represents an aralkyl group of 7 to 12, and may have an ether bond in the structure, provided that R 1 or R 2 includes at least one ether bond, and R 4 represents a carbon number including an ether bond. Represents a divalent linking group of 2 to 12. In addition, R 1 to R 5 may each independently be substituted with a fluorine atom, among the compounds represented by the general formula (1) . And R 1 is a vinyl group, R 1 is a group containing a vinyloxy group, and R 2 is a group containing a vinyloxy group.
非水系電解液が一般式(1)で示される化合物を含み、R がエーテル結合を含む請求項1に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte solution includes a compound represented by the general formula (1), and R 1 includes an ether bond. 非水系電解液が一般式(2)で示される化合物を含み、R およびR はそれぞれ独立して、非置換の炭素数1〜6のアルキル基である請求項1に記載の非水系電解液。 Include compounds nonaqueous electrolytic solution is represented by the general formula (2), R 3 and R 5 are independently a non-aqueous electrolyte according to claim 1 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms liquid. 一般式(1)及び/又は(2)で表される化合物を、非水系電解液に対して合計で0.001〜5重量%の割合で含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水系電解液。   The compound represented by the general formula (1) and / or (2) is contained in a proportion of 0.001 to 5% by weight in total with respect to the non-aqueous electrolyte solution. The non-aqueous electrolyte solution according to any one of the above. 不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を非水系電解液に対して0.01〜8重量%の割合で含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水系電解液。   The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4, comprising a cyclic carbonate compound having an unsaturated bond in a proportion of 0.01 to 8% by weight based on the non-aqueous electrolyte solution. . リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液電池であって、非水系電解液電池が請求項1〜5の何れか一項に記載の非水系電解液を用いて作製されたものであることを特徴とする非水系電解液電池。   A non-aqueous electrolyte battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte battery is a non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 5. A non-aqueous electrolyte battery characterized by being produced using a liquid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4876495B2 (en) * 2005-09-13 2012-02-15 ソニー株式会社 Electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP2009016232A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nec Tokin Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
US8715865B2 (en) * 2007-07-11 2014-05-06 Basf Corporation Non-aqueous electrolytic solutions and electrochemical cells comprising the same
JP2010062113A (en) * 2008-09-08 2010-03-18 Nec Tokin Corp Lithium ion secondary battery
JP5471617B2 (en) * 2010-03-05 2014-04-16 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
FR3003570B1 (en) * 2013-03-20 2016-01-29 Renault Sas SPECIFIC SULFONATE COMPOUNDS FOR USE AS ELECTROLYTE SOLVENT FOR LITHIUM BATTERIES
CN103633365A (en) 2013-12-12 2014-03-12 宁德新能源科技有限公司 Lithium ion secondary battery and electrolytic solution thereof
US11431029B2 (en) * 2019-06-05 2022-08-30 Enevate Corporation Silicon-based energy storage devices with functionalized linear sulfonate ester derivative compound containing electrolyte additives

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3815087B2 (en) * 1998-10-26 2006-08-30 宇部興産株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP3823683B2 (en) * 1999-05-24 2006-09-20 宇部興産株式会社 Nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP4320914B2 (en) * 2000-04-27 2009-08-26 宇部興産株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP4229615B2 (en) * 2002-01-24 2009-02-25 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP4283565B2 (en) * 2002-03-08 2009-06-24 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP4283566B2 (en) * 2002-03-08 2009-06-24 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP4207111B2 (en) * 2002-05-30 2009-01-14 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション Non-aqueous electrolyte battery
JP4968614B2 (en) * 2004-12-10 2012-07-04 日本電気株式会社 Secondary battery electrolyte and secondary battery using the same
JP4968615B2 (en) * 2004-12-16 2012-07-04 日本電気株式会社 Secondary battery electrolyte and secondary battery

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