JP4940625B2 - Electrolyte and battery - Google Patents

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JP4940625B2 JP2005307228A JP2005307228A JP4940625B2 JP 4940625 B2 JP4940625 B2 JP 4940625B2 JP 2005307228 A JP2005307228 A JP 2005307228A JP 2005307228 A JP2005307228 A JP 2005307228A JP 4940625 B2 JP4940625 B2 JP 4940625B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery capable of enhancing high temperature characteristics. <P>SOLUTION: A separator is impregnated with an electrolyte. The electrolyte contains a solvent and an electrolyte salt. The solvent contains halogenated ethyl carbonate such as 4-fluoro-1,3-dioxolane and a phosphorus-containing compound such as trimethyl phosphate. Thereby, chemical stability at high temperature can be increased. By furthermore containing vineylene carbonate as the solvent, higher effect can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、リン含有化合物を含む電解液およびそれを用いた電池に関する。   The present invention relates to an electrolytic solution containing a phosphorus-containing compound and a battery using the same.

近年、ノート型携帯用コンピュータ,携帯電話あるいはカメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ)などの携帯用電子機器が多く登場し、その軽量小型化が図られている。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, cellular phones, and camera-integrated VTRs (video tape recorders) have appeared, and their weight and size 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.

このようなリチウム二次電池では、充放電効率あるいは難燃性などの電池特性を向上させるために、例えば、リン酸エステルなどを含んだ電解液が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−319431号公報
In such a lithium secondary battery, in order to improve battery characteristics such as charge / discharge efficiency or flame retardancy, for example, an electrolytic solution containing a phosphate ester has been proposed (see, for example, Patent Document 1). .
JP 2002-319431 A

しかしながら、携帯用電子機器の利用が多くなるに従い、最近では、輸送時あるいは使用時などに高温状況下に置かれることが多くなり、それによる電池特性の低下が問題となってきた。よって、室温における特性のみならず、高温においても優れた特性を得ることができる電池の開発が望まれていた。   However, as the use of portable electronic devices increases, recently, the portable electronic devices are often placed under high temperature conditions during transportation or use, resulting in a problem of deterioration in battery characteristics. Accordingly, it has been desired to develop a battery capable of obtaining excellent characteristics not only at room temperature but also at high temperatures.

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、高温特性を向上させることができる電解液およびそれを用いた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 thereof is to provide an electrolytic solution capable of improving high temperature characteristics and a battery using the same.

本発明による第1の電解液は、ハロゲン化炭酸エチレンとしての4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、リン酸トリフェニルおよびに示したリン酸エステルからなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有するものである。
また、本発明による第2の電解液は、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物としての化2に示したフォスファゼン化合物とを含む溶媒を含有するものである。
The first electrolytic solution according to the present invention comprises 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as halogenated ethylene carbonate, propyldimethyl phosphate, butyldimethyl phosphate, pentyldimethyl phosphate, octyldimethyl phosphate. is one that contains a solvent and at least one phosphorus-containing compound of the phosphoric acid ester le or Ranaru group shown in triphenyl phosphate and of 1.
Moreover, the 2nd electrolyte solution by this invention contains the solvent containing halogenated ethylene carbonate and the phosphazene compound shown to Chemical formula 2 as a phosphorus containing compound.

Figure 0004940625
(R4は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R5は、炭素数が2から4のアルキレン基を表す。)
Figure 0004940625
(R4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R5 represents a carbon number. Represents an alkylene group of 2 to 4.)

Figure 0004940625
(R6,R7,R8,R9,R10,R11は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,アルコキシ基,フェノキシ基,またはこれらの少なくとも一部の水素をハロゲン基あるいはハロゲン以外の置換基で置換した基、またはハロゲン基を表す。)
Figure 0004940625
(R6, R7, R8, R9, R10, and R11 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a phenoxy group, or at least part of hydrogen atoms thereof. Represents a group substituted with a halogen group or a substituent other than halogen, or a halogen group.)

本発明の第1の電池は、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、ハロゲン化炭酸エチレンとしての4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、リン酸トリフェニルおよびに示したリン酸エステルからなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有するものである。
また、本発明の第2の電池は、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、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物としての化4に示したフォスファゼン化合物とを含む溶媒を含有するものである。
A first battery of the present invention includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the electrolyte solution includes 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as halogenated ethylene carbonate, phosphoric acid solvent containing dimethyl, butyl dimethyl phosphate, phosphoric acid pentyl dimethyl, octyl dimethyl phosphate, and at least one phosphorus-containing compound of the phosphoric acid ester le or Ranaru group shown in triphenyl phosphate and of 3 It contains.
The second battery of the present invention is provided with an electrolytic solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the electrolytic solution contains halogenated ethylene carbonate and a phosphazene compound shown in Chemical formula 4 as a phosphorus-containing compound. It contains a solvent.

Figure 0004940625
(R4は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R5は、炭素数が2から4のアルキレン基を表す。)
Figure 0004940625
(R4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R5 represents a carbon number. Represents an alkylene group of 2 to 4.)

Figure 0004940625
(R6,R7,R8,R9,R10,R11は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,アルコキシ基,フェノキシ基,またはこれらの少なくとも一部の水素をハロゲン基あるいはハロゲン以外の置換基で置換した基、またはハロゲン基を表す。)
Figure 0004940625
(R6, R7, R8, R9, R10, and R11 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a phenoxy group, or at least part of hydrogen atoms thereof. Represents a group substituted with a halogen group or a substituent other than halogen, or a halogen group.)

本発明の第1または第2の電解液によれば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、リン酸トリフェニルおよび化1に示したリン酸エステルからなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有する、またはハロゲン化炭酸エチレンと、化2に示したフォスファゼン化合物とを含む溶媒を含有するようにしたので、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第1または第2の電池によれば、高温特性を向上させることができる。 According to the first or second electrolytic solution of the present invention, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one , propyldimethyl phosphate, butyldimethyl phosphate, pentyldimethyl phosphate, octyldimethyl phosphate, It contains a solvent and at least one phosphorus-containing compound of the phosphoric acid ester le or Ranaru group shown in triphenyl phosphate and of 1, or a halogenated ethylene carbonate, phosphazene compound represented by chemical Formula 2 since so as to contain a solvent containing bets, even at high temperatures, it is possible to improve the chemical stability. Therefore, according to the 1st or 2nd battery of this invention using this electrolyte solution, a high temperature characteristic can be improved.

特に、溶媒におけるリン含有化合物の含有量を1質量%以上20質量%以下とするようにすれば、あるいは溶媒におけるハロゲン化炭酸エチレンの含有量を1質量%以上40質量%以下とするようにすれば、あるいは更に炭酸ビレンを含むようにすれば、より高い効果を得ることができる。 In particular, if the phosphorus-containing compound content in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less, or the halogenated ethylene carbonate content in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. if, Oh Rui be to further include a carbonate-bi two lens, it is possible to obtain a higher effect.

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を含んでいる。   The electrolytic solution according to an embodiment of the present invention includes, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

溶媒は、炭酸エチレンの少なくとも一部の水素をハロゲンで置換したハロゲン化炭酸エチレンと、化7に示したリン酸エステル、化8に示したリン酸エステルおよび化9に示したフォスファゼン化合物からなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含んでいる。これにより、高温においても、電解質の安定性を向上させることができるようになっている。リン含有化合物は、1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   The solvent is composed of a halogenated ethylene carbonate obtained by substituting at least a part of hydrogen of ethylene carbonate with a halogen, a phosphate ester shown in Chemical Formula 7, a phosphate ester shown in Chemical Formula 8 and a phosphazene compound shown in Chemical Formula 9. And at least one phosphorus-containing compound. As a result, the stability of the electrolyte can be improved even at high temperatures. A phosphorus containing compound may be used individually by 1 type, and multiple types may be mixed and used for it.

Figure 0004940625
(R1,R2,R3は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R1,R2,R3は、同一のものがあってもよいし、全てが異なっていてもよい。)
Figure 0004940625
(R1, R2, and R3 represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R2 and R3 may be the same, or all may be different.)

Figure 0004940625
(R4は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R5は、炭素数が2から4のアルキレン基を表す。)
Figure 0004940625
(R4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R5 represents a carbon number. Represents an alkylene group of 2 to 4.)

Figure 0004940625
(R6,R7,R8,R9,R10,R11は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,アルコキシ基,フェノキシ基,またはこれらの少なくとも一部の水素をハロゲン基あるいはハロゲン以外の置換基で置換した基、またはハロゲン基を表す。R6,R7,R8,R9,R10,R11は、同一のものがあってもよいし、全てが異なっていてもよい。)
Figure 0004940625
(R6, R7, R8, R9, R10, and R11 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a phenoxy group, or at least part of hydrogen atoms thereof. Represents a group substituted with a halogen group or a substituent other than halogen, or a halogen group, and R6, R7, R8, R9, R10, and R11 may be the same or all different. .)

ハロゲン化炭酸エチレンとしては、例えば、化10(1)に示した4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(2)に示した4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(3)に示した4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(4)に示した4,4−ジクロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(5)に示した4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(6)に示した4,5−ジクロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(7)に示した4,4,5−トリフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(8)に示した4,4,5−トリクロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、化10(9)に示した4,4,5,5−テトラフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、あるいは化10(10)に示した4,4,5,5−テトラクロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが挙げられる。中でも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。ハロゲン化炭酸エチレンは、1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   Examples of the halogenated ethylene carbonate include 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one shown in Chemical formula 10 (1), and 4-chloro-1,3-dioxolane-2 shown in Chemical formula 10 (2). -One, 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 10 (3), 4,4-dichloro-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 10 (4) 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 10 (5), 4,5-dichloro-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 10 (6) 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one shown in 10 (7), 4,4,5-trichloro-1,3-dioxolane-2-one shown in Chemical formula 10 (8) ON, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3 shown in Chemical Formula 10 (9) Dioxolan-2-one, or of 10 4,4,5,5-tetrachloro-1,3-dioxolan-2-one expressed are mentioned in (10). Of these, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is preferable. This is because a higher effect can be obtained. One kind of halogenated ethylene carbonate may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

ハロゲン化炭酸エチレンの含有量は、溶媒において、1質量%以上40質量%以下であることが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   The content of the halogenated ethylene carbonate is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less in the solvent. This is because a higher effect can be obtained.

リン酸エステルについて具体的に例を挙げれば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、2−メトキシ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン、2−エトキシ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン、2−メトキシ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホリナン、4,4−ジメチル−2−メトキシ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホリナン、あるいはエチレンエチルホスフェイトなどがあり、中でも、リン酸トリエチルあるいはリン酸メチルジエチルが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   Specific examples of phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, propyl dimethyl phosphate, butyl dimethyl phosphate, pentyl dimethyl phosphate, octyl dimethyl phosphate, 2-methoxy-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorane, 2-ethoxy-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorane, 2-methoxy-2-oxo-1,3, There are 2-dioxaphosphorinane, 4,4-dimethyl-2-methoxy-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane, or ethylene ethyl phosphate, among which triethyl phosphate or methyl phosphate Diethyl is preferred. This is because a higher effect can be obtained.

フォスファゼン化合物について具体的に例を挙げれば、化11に示した化合物などがある。中でも、化11(4)に示した化合物あるいは化11(8)に示した化合物が好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   Specific examples of the phosphazene compound include the compound shown in Chemical formula 11 below. Among these, the compound shown in Chemical formula 11 (4) or the compound shown in Chemical formula 11 (8) is preferable. This is because a higher effect can be obtained.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

リン含有化合物の含有量は、溶媒において、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   The content of the phosphorus-containing compound is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less in the solvent. This is because a higher effect can be obtained.

溶媒は、また、炭酸ビニレンを含んでいることが好ましい。高温における電解質の安定性をより向上させることができるからである。炭酸ビニレンの含有量は、溶媒において、10質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上3質量%以下であればより好ましい。更に高い効果を得ることができるからである。   It is preferable that the solvent also contains vinylene carbonate. This is because the stability of the electrolyte at a high temperature can be further improved. The content of vinylene carbonate in the solvent is preferably 10% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass to 3% by mass. This is because a higher effect can be obtained.

溶媒としては、これらに加えて他の溶媒を混合して用いてもよい。他の溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどのハロゲン化炭酸エチレン以外の環式炭酸エステルを含んでいることが好ましい。誘電率を高くすることができるからである。環式炭酸エステルの含有量は、溶媒において、20質量%以上であることが好ましく、20質量%以上90質量%以下であればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。他の溶媒としては、更に、炭酸ジメチル,炭酸ジエチルあるいは炭酸エチルメチルなどの鎖式炭酸エステルを含んでいることが好ましい。イオン伝導性を向上させることができるからである。鎖式炭酸エステルの含有量は、溶媒において、10質量%以上であることが好ましく、10質量%以上50質量%以下であればより好ましい。より高い効果を得ることができる。   As the solvent, in addition to these, other solvents may be mixed and used. The other solvent preferably contains a cyclic carbonate other than halogenated ethylene carbonate such as ethylene carbonate or propylene carbonate. This is because the dielectric constant can be increased. The content of the cyclic carbonate in the solvent is preferably 20% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more and 90% by mass or less. This is because a higher effect can be obtained. The other solvent preferably further contains a chain carbonate such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate or ethyl methyl carbonate. This is because ion conductivity can be improved. The content of the chain carbonate is preferably 10% by mass or more and more preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less in the solvent. A higher effect can be obtained.

これらの他にも、他の溶媒としては、例えば、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン、ジメチルエーテル、アセトニトリル、プトピオニトリル、酢酸エステル、酪酸エステル、あるいはプロピオン酸エステルなどの非水溶媒が挙げられる。他の溶媒は、1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   In addition to these, examples of other solvents include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl- Nonaqueous solvents such as 1,3-dioxolane, 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, dimethyl ether, acetonitrile, ptopionitrile, acetate ester, butyrate ester, or propionate ester are listed. Another solvent may be used individually by 1 type, and multiple types may be mixed and used for it.

電解質塩としては、例えば、LiPF6 ,LiBF4 ,LiAsF6 ,LiClO4 ,LiB(C6 5 4 ,LiCH3 SO3 ,LiCF3 SO3 ,LiN(SO2 CF3 2 ,LiC(SO2 CF3 3 ,LiAlCl4 ,LiSiF6 ,LiCl, ジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム,リチウムビスオキサレートボレート,あるいはLiBrなどが挙げられる。中でも、LiPF6 は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。電解質塩は、いずれか1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the electrolyte salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate, lithium bisoxalate borate, or LiBr. Among them, LiPF 6 is preferable because it can obtain high ion conductivity and can improve cycle characteristics. Any one electrolyte salt may be used alone, or two or more electrolyte salts may be mixed and used.

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、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、電極反応物質としてリチウム(Li)を用い、負極の容量が、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 illustrates a cross-sectional configuration of the first secondary battery. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which lithium (Li) is used as an electrode reactant and the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium. 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、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ポリフッ化ビニリデンなどの結着材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, any one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium, and a conductive material such as a carbon material and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary. It may contain material. 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.

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.

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 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(Sn)またはケイ素(Si)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 (Sn) or silicon (Si) 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(Cu),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 (Cu), iron, cobalt, manganese, zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium ( Examples include those containing at least one member selected from the group consisting of Ti), 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 The thing containing at least 1 sort (s) of these is mentioned.

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、黒鉛,難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化性炭素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、更に導電材としても機能するので好ましい。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a carbon material such as graphite, non-graphitizable carbon, or graphitizable carbon may be used. The negative electrode material 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 material.

負極活物質層22Bは、また、導電材あるいは結着材などを含んでいてもよい。導電材としては、黒鉛繊維,金属繊維あるいは金属粉末などが挙げられる。結着材としては、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系高分子化合物などが挙げられる。   The negative electrode active material layer 22B may also include a conductive material or a binder. Examples of the conductive material include graphite fiber, metal fiber, and metal powder. Examples of the binder include fluorine-based polymer compounds such as polyvinylidene fluoride.

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いようになっている。   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. The charge capacity of the possible negative electrode material is increased so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 even during 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、上述した電解液が含浸されている。これにより、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 above-described electrolytic solution. As a result, the high temperature characteristics can be improved.

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材と結着材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 material, 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、ハロゲン化炭酸エチレンと上述したリン含有化合物とが含まれているので、高温においても高い化学的安定性が得られる。   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 electrolytic solution contains the halogenated ethylene carbonate and the phosphorus-containing compound described above, high chemical stability can be obtained even at high temperatures.

このように本実施の形態の電解液によれば、ハロゲン化炭酸エチレンと、化7に示したリン酸エステル、化8に示したリン酸エステルおよび化9に示したフォスファゼン化合物からなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有するようにしたので、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第1の二次電池によれば、高温特性を向上させることができる。   As described above, according to the electrolytic solution of the present embodiment, among the group consisting of halogenated ethylene carbonate, the phosphoric acid ester shown in chemical formula 7, the phosphoric acid ester shown in chemical formula 8 and the phosphazene compound shown in chemical formula 9. Since the solvent containing at least one phosphorus-containing compound is contained, chemical stability can be improved even at high temperatures. Therefore, according to the first secondary battery using this electrolytic solution, the high temperature characteristics can be improved.

特に、溶媒におけるリン含有化合物の含有量を1質量%以上20質量%以下とするようにすれば、あるいは溶媒におけるハロゲン化炭酸エチレンの含有量を1質量%以上40質量%以下とするようにすれば、あるいはハロゲン化炭酸エチレンとして4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含むようにすれば、あるいは更に炭酸ビンレンを含むようにすれば、より高い効果を得ることができる。   In particular, if the phosphorus-containing compound content in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less, or the halogenated ethylene carbonate content in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. For example, if 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is contained as the halogenated ethylene carbonate, or if it further contains binylene carbonate, a higher effect can be obtained.

(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,作用および効果を有しており、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, operation, and effects 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材料を含有している。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 a negative electrode material containing, for example, 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、または負極材料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, the constituent elements of the negative electrode current collector 22A are preferably diffused into the negative electrode active material layer 22B, the constituent elements of the negative electrode material are diffused into 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の実施の形態と同様の構成および効果を有しており、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. This secondary battery has the same configuration and effects as those of the first embodiment 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。この二次電池においても、電解液には、ハロゲン化炭酸エチレンと上述したリン含有化合物とが含まれているので、高温において高い化学的安定性を得られる。   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. Also in this secondary battery, since the electrolytic solution contains the halogenated ethylene carbonate and the phosphorus-containing compound described above, high chemical stability can be obtained at high temperatures.

(第4の二次電池)
第4の二次電池は、負極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の実施の形態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 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 embodiment 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、必要に応じて結着材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。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、サイクル特性を向上させることができ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. 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, a high energy density can be obtained and the cycle characteristics can be improved.

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。   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.

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。この二次電池においても、電解液には、ハロゲン化炭酸エチレンと上述したリン含有化合物とが含まれているので、高温において高い化学的安定性を得られる。   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. Also in this secondary battery, since the electrolytic solution contains the halogenated ethylene carbonate and the phosphorus-containing compound described above, high chemical stability can be obtained at high temperatures.

(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, the positive electrode active material in the first to fourth secondary batteries described above. 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、上述した電解液と、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。これにより、高温特性を向上させることができるようになっている。また、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 the above-described electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. As a result, the high temperature characteristics can be improved. In addition, 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、上述した電解液と、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 the above-described 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、上述した電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、必要に応じて重合開始剤あるいは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、必要に応じて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 containing the above-described electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, and other materials such as a polymerization initiator or a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the exterior member 40 After injection into the interior, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed. After that, if necessary, heat is applied to polymerize the monomer to form 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および効果は、上述した第1ないし第4の二次電池と同様である。   The operation and effect of this secondary battery are the same as those of the first to fourth secondary batteries described above.

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1−1〜1−16)
図1,2に示した円筒型の二次電池を作製した。まず、炭酸リチウム(Li2 CO3 )と、炭酸コバルト(CoCO3 )とを、0.5:1のモル比で混合し、空気中において5時間焼成して、コバルト酸リチウム(LiCoO2 )を作製し、これを正極活物質とした。次いで、このコバルト酸リチウム90質量部と、導電材としてグラファイト5質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合し、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た。続いて、この正極合剤スラリーを厚み20μmの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、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。
( Experimental Examples 1-1 to 1-16)
The cylindrical secondary battery shown in FIGS. First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are mixed at a molar ratio of 0.5: 1 and calcined in the air for 5 hours to obtain lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ). This was prepared and used as a positive electrode active material. Next, 90 parts by mass of this lithium cobaltate, 5 parts by mass of graphite as a conductive material, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a positive electrode. A mixture slurry was obtained. Subsequently, the positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 21A made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression-molded to form a positive electrode active material layer 21B, thereby producing the positive electrode 21. After that, an aluminum positive electrode lead 25 was attached to one end of the positive electrode current collector 21A.

また、銅箔よりなる負極集電体22Aに、電子ビーム蒸着法によりケイ素よりなる負極活物質層22Bを形成することにより、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。なお、正極活物質とケイ素との充填量を調節し、充電の途中で負極22にリチウム金属が析出しないようにした。   Moreover, the negative electrode 22 was produced by forming the negative electrode active material layer 22B which consists of silicon by the electron beam vapor deposition method in 22 A of negative electrode collectors which consist of copper foil. After that, a nickel negative electrode lead 26 was attached to one end of the negative electrode current collector 22A. The filling amount of the positive electrode active material and silicon was adjusted so that lithium metal was not deposited on the negative electrode 22 during charging.

次いで、厚み25μmの微孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層して渦巻状に多数回巻回し、巻回電極体20を作製した。続いて、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した。   Next, a separator 23 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm was prepared, and the negative electrode 22, the separator 23, the positive electrode 21, and the separator 23 were laminated in this order and wound many times in a spiral shape to produce a wound electrode body 20. . Subsequently, 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 can 11 was stored inside. After that, an electrolytic solution was injected into the battery can 11 by a reduced pressure method.

その際、実験例1−1〜1−14では、溶媒として炭酸エチレン(EC)と、炭酸ジメチル(DMC)と、ハロゲン化炭酸エチレンとして4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)と、リン含有化合物とを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:リン含有化合物=45:40:10:5の質量比で混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを1mol/lの濃度で溶解した電解液を用いた。リン含有化合物は、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸トリフェニル、化11(1)に示したヘキサクロロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(2)に示したモノメトキシ−ペンタクロロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(4)に示したヘキサフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(5)に示した モノメトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(6)に示した1,3−ジメトキシ−テトラフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(7)に示した1,3,5−トリメトキシ−トリフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(8)に示したモノエトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(9)に示した1,3−ジエトキシ−テトラフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(11)に示したモノフェノキシ−ペンタクロロ−シクロ−トリ−フォスファゼン、化11(14)に示したモノトリフルオロエトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンとした。 At that time, in Experimental Examples 1-1 to 1-14, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) as the solvent, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) as the halogenated ethylene carbonate were used. ) And a phosphorus-containing compound in a solvent obtained by mixing ethylene carbonate: dimethyl carbonate: 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one: phosphorus-containing compound = 45: 40: 10: 5 in an electrolyte. An electrolytic solution in which lithium hexafluorophosphate was dissolved as a salt at a concentration of 1 mol / l was used. Phosphorus-containing compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, triphenyl phosphate, hexachloro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical formula 11 (1), and monomethoxy-shown in Chemical formula 11 (2). Pentachloro-cyclo-tri-phosphazene, hexafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical formula 11 (4), monomethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical formula 11 (5), Chemical formula 11 (6) 1,3-dimethoxy-tetrafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in FIG. 1, 1,3,5-trimethoxy-trifluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical formula 11 (7), shown in Chemical formula 11 (8) Monoethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene, 1,3 shown in Chemical Formula 11 (9) -Diethoxy-tetrafluoro-cyclo-tri-phosphazene, monophenoxy-pentachloro-cyclo-tri-phosphazene represented by formula 11 (11), monotrifluoroethoxy-pentafluoro-cyclo-tri represented by formula 11 (14) -Phosphazene.

また、実験例1−15では、溶媒として炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、ハロゲン化炭酸エチレンとして4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、炭酸ビニレン(VC)と、リン含有化合物としてリン酸トリメチルとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:炭酸ビニレン:リン酸トリメチル=38:40:10:2:10の質量比で混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを1mol/lの濃度で溶解した電解液を用いた。 In Experimental Example 1-15, ethylene carbonate and dimethyl carbonate as solvents, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as halogenated ethylene carbonate, vinylene carbonate (VC), and phosphorus-containing compounds In a solvent in which trimethyl phosphate was mixed at a mass ratio of ethylene carbonate: dimethyl carbonate: 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one: vinylene carbonate: trimethyl phosphate = 38: 40: 10: 2: 10 An electrolytic solution in which lithium hexafluorophosphate was dissolved at a concentration of 1 mol / l was used as an electrolyte salt.

更にまた、実験例1−16では、溶媒として炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、ハロゲン化炭酸エチレンとして4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(ClEC)と、リン含有化合物としてリン酸トリメチルとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:リン酸トリメチル=40:40:10:10の質量比で混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを1mol/lの濃度で溶解した電解液を用いた。 Furthermore, in Experimental Example 1-16, ethylene carbonate and dimethyl carbonate as solvents, 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one (ClEC) as halogenated ethylene carbonate, and trimethyl phosphate as the phosphorus-containing compound Is mixed with ethylene carbonate: dimethyl carbonate: 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one: trimethyl phosphate = 40: 40: 10: 10 in a mass ratio of phosphorus hexafluoride as an electrolyte salt. An electrolytic solution in which lithium acid was dissolved at a concentration of 1 mol / l was used.

電解液を注入したのち、電池缶11をかしめて電池蓋14を固定し、密閉することにより実験例1−1〜1−16の二次電池を得た。 After injecting the electrolytic solution, the battery can 11 was caulked to fix the battery lid 14 and hermetically sealed to obtain secondary batteries of Experimental Examples 1-1 to 1-16.

実験例1−1〜1−16に対する比較例1−1として、ハロゲン化炭酸エチレンおよびリン含有化合物を用いず、炭酸エチレンと炭酸ジメチルとを50:50の質量比で混合した溶媒を用いたことを除き、他は実験例1−1〜1−16と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Example 1-1 for Experimental Examples 1-1 to 1-16, a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a mass ratio of 50:50 was used without using a halogenated ethylene carbonate and a phosphorus-containing compound. Other than the above, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-16.

また、比較例1−2,1−3として、リン含有化合物を用いなかったことを除き、他は実験例1−1〜1−16と同様にして二次電池を作製した。その際、ハロゲン化炭酸エチレンは、比較例1−2では4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとし、比較例1−3では4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとした。また、溶媒は、炭酸エチレンと炭酸ジメチルとハロゲン化炭酸エチレンとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:ハロゲン化炭酸エチレン=40:50:10の質量比で混合したものを用いた。 Further, as Comparative Examples 1-2 and 1-3, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-16, except that no phosphorus-containing compound was used. At that time, the halogenated ethylene carbonate was 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one in Comparative Example 1-2, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in Comparative Example 1-3. did. The solvent used was a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and halogenated ethylene carbonate at a mass ratio of ethylene carbonate: dimethyl carbonate: halogenated ethylene carbonate = 40: 50: 10.

更にまた、比較例1−4では、ハロゲン化炭酸エチレンに代えて、ハロゲン化炭酸プロピレンである化12に示した4−モノフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン(FPC)を用いたことを除き、他は実験例1−1〜1−16と同様にして二次電池を作製した。その際、リン含有化合物にはリン酸トリメチルを用い、炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、4−モノフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸トリメチルとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:4−モノフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン:リン酸トリメチル=40:45:10:5の質量比で混合した溶媒を用いた。 Furthermore, in Comparative Example 1-4, 4-monofluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one (FPC) shown in Chemical Formula 12 which is a halogenated propylene carbonate was used instead of the halogenated ethylene carbonate. Except for this, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-16. At that time, trimethyl phosphate was used as the phosphorus-containing compound, and ethylene carbonate, dimethyl carbonate, 4-monofluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, and trimethyl phosphate were mixed with ethylene carbonate: dimethyl carbonate. : A solvent mixed at a mass ratio of 4-monofluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one: trimethyl phosphate = 40: 45: 10: 5 was used.

Figure 0004940625
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作製した実験例1−1〜1−16および比較例1−1〜1−4の二次電池について、高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。具体的には、まず、23℃において600mAの電流で電池電圧が4.2Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.2Vの電圧で電流が20mAになるまで定電圧充電を行った。次いで、300mAの電流で電池電圧が3.0Vに達するまで定電流放電を行い、連続充電前の放電容量を求めた。続いて、80℃の恒温槽中で、600mAの電流で電池電圧が4.2Vに達するまで充電をしたのち、4.2Vの定電圧で充電の総時間が300時間に達するまで連続充電を行い、続いて、300mAの電流で電池電圧が3.0Vに達するまで定電流放電を行った。次いで、23℃において600mAの電流で電池電圧が4.2Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.2Vの電圧で電流が20mAになるまで定電圧充電を行い、続いて、300mAの電流で電池電圧が3.0Vに達するまで定電流放電を行い、連続充電後の放電容量を求めた。放電容量維持率は、連続充電前の放電容量に対する連続充電後の放電容量の割合、すなわち、(連続充電後の放電容量/連続充電前の放電容量)×100(%)から求めた。結果を表1に示す。 For the fabricated secondary batteries of Experimental Examples 1-1 to 1-16 and Comparative Examples 1-1 to 1-4, the discharge capacity retention ratio after high-temperature continuous charging was examined. Specifically, first, constant current charging was performed at 23 ° C. with a current of 600 mA until the battery voltage reached 4.2 V, and then constant voltage charging was performed with a voltage of 4.2 V until the current reached 20 mA. Next, constant current discharge was performed at a current of 300 mA until the battery voltage reached 3.0 V, and the discharge capacity before continuous charge was determined. Subsequently, after charging in a constant temperature bath at 80 ° C. until the battery voltage reaches 4.2 V at a current of 600 mA, continuous charging is performed at a constant voltage of 4.2 V until the total charging time reaches 300 hours. Subsequently, constant current discharge was performed until the battery voltage reached 3.0 V at a current of 300 mA. Next, constant current charging was performed until the battery voltage reached 4.2 V at a current of 600 mA at 23 ° C., and then constant voltage charging was performed until the current reached 20 mA at a voltage of 4.2 V, followed by a current of 300 mA. Then, constant current discharge was performed until the battery voltage reached 3.0 V, and the discharge capacity after continuous charge was determined. The discharge capacity retention rate was determined from the ratio of the discharge capacity after continuous charge to the discharge capacity before continuous charge, that is, (discharge capacity after continuous charge / discharge capacity before continuous charge) × 100 (%). The results are shown in Table 1.

Figure 0004940625
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表1に示したように、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとリン含有化合物とを用いた実験例1−1〜1−14によれば、これらを用いなかった比較例1−1、あるいはリン含有化合物を用いなかった比較例1−3よりも高温連続充電後の放電容量維持率が向上した。また、ハロゲン化炭酸プロピレンである4−モノフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンを用いた比較例1−4では、高温連続充電後の放電容量維持率を改善する効果が観られなかった。更に、4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとリン含有化合物とを用いた実験例1−16によれば、これらを用いなかった比較例1−1、あるいはリン含有化合物を用いなかった比較例1−2よりも高温連続充電後の放電容量維持率が向上した。加えて、炭酸ビニレンを用いた実験例1−15によれば、これを用いていない実験例1−1よりも、高温連続充電後の放電容量維持率が向上した。 As shown in Table 1, according to Experimental Examples 1-1 to 1-14 using 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and a phosphorus-containing compound, Comparative Example 1 in which these were not used -1, or the discharge capacity maintenance rate after high temperature continuous charge improved rather than Comparative Example 1-3 which did not use a phosphorus containing compound. Further, in Comparative Example 1-4 using 4-monofluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one which is a halogenated propylene carbonate, the effect of improving the discharge capacity retention rate after high-temperature continuous charging was not observed. It was. Furthermore, according to Experimental Example 1-16 using 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one and a phosphorus-containing compound, Comparative Example 1-1 where these were not used, or a phosphorus-containing compound was not used Further, the discharge capacity retention rate after high-temperature continuous charging was improved as compared with Comparative Example 1-2. In addition, according to Experimental Example 1-15 using vinylene carbonate, the discharge capacity retention rate after high-temperature continuous charging was improved as compared with Experimental Example 1-1 in which this was not used.

すなわち、電解液に、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物とを含むようにすれば、高温特性を向上させることができ、更に炭酸ビンレンを含むようにすれば、好ましいことが分かった。   That is, it has been found that if the electrolytic solution contains a halogenated ethylene carbonate and a phosphorus-containing compound, the high temperature characteristics can be improved, and if it further contains binylene carbonate, it is preferable.

実験例2−1〜2−10)
実験例2−1〜2−5では、溶媒におけるリン酸トリメチルの含有量を1質量%〜30質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例1−1と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表2に示したようにした。
( Experimental examples 2-1 to 2-10)
In Experimental Examples 2-1 to 2-5, except that the content of trimethyl phosphate in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 30% by mass, the other secondary conditions were performed in the same manner as in Experimental Example 1-1. A battery was produced. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 2.

また、実験例2−6〜2−10では、溶媒における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1質量%〜40質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例1−1と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表2に示したようにした。 Further, in Experimental Examples 2-6 to 2-10, except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 40% by mass, Produced a secondary battery in the same manner as in Experimental Example 1-1. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 2.

作製した実験例2−1〜2−10の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表2に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 2-1 to 2-10 were prepared to examine the discharge capacity maintenance rate after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16. The results are shown in Table 2.

Figure 0004940625
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表2に示したように、高温連続充電後の放電容量維持率は、リン酸トリメチルの含有量が多くなるに伴い上昇し、極大値を示したのち低下する傾向が観られ、また、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量が多くなるに伴い上昇し、極大値を示したのち低下する傾向が観られた。   As shown in Table 2, the discharge capacity retention rate after high-temperature continuous charging increases with an increase in the content of trimethyl phosphate, and shows a tendency to decrease after showing a maximum value. There was a tendency that the content increased with an increase in the content of fluoro-1,3-dioxolan-2-one, and then decreased after showing a maximum value.

すなわち、溶媒におけるリン含有化合物の含有量を1質量%以上20質量%以下とするようにすれば、あるいは溶媒におけるハロゲン化炭酸エチレンの含有量を1質量%以上40質量%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。   That is, if the content of the phosphorus-containing compound in the solvent is 1% by mass to 20% by mass, or the content of the halogenated ethylene carbonate in the solvent is 1% by mass to 40% by mass. It turned out to be preferable.

実験例3−1〜3−17)
負極22の構成を変えたことを除き、他は実験例1−1〜1−16と同様にして二次電池を作製した。具体的には、負極材料として平均粒径1μmのケイ素粉末90質量%と、結着材としてポリフッ化ビニリデン10質量%とを、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型したのち、熱処理することにより負極22を作製した。
( Experimental examples 3-1 to 3-17)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-16, except that the configuration of the negative electrode 22 was changed. Specifically, 90% by mass of silicon powder having an average particle diameter of 1 μm as a negative electrode material and 10% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone, which is a solvent, from a copper foil. The negative electrode current collector 22A was coated, dried, compression-molded, and then heat-treated to produce the negative electrode 22.

その際、実験例3−1〜3−14では、電解液の組成を実験例1−1〜1−14と同様にした。また、実験例3−16,3−17では、リン酸トリメチルに代えて化11(4)に示したヘキサフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンを用いたことを除き、他は実験例1−15,1−16の電解液の組成と同様にした。更に、実験例3−15では、炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、ハロゲン化炭酸エチレンとして4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン含有化合物としてリン酸トリメチルおよび化11(5)に示したモノメトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル:4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン:リン酸トリメチル:モノメトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼン=40:40:10:5:5の質量比で混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを1mol/lの濃度で溶解した電解液を用いた。 At that time, in Experimental Examples 3-1 to 3-14, the composition of the electrolytic solution was the same as that of Experimental Examples 1-1 to 1-14. In Experimental Examples 3-16 and 3-17, except that hexafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical Formula 11 (4) was used in place of trimethyl phosphate, the others were Experimental Examples 1-15, The composition was the same as that of the electrolyte solution 1-16. Further, in Experimental Example 3-15, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as the halogenated ethylene carbonate, trimethyl phosphate as the phosphorus-containing compound, and the compound 11 (5) And monomethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene represented by the following formula: ethylene carbonate: dimethyl carbonate: 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one: trimethyl phosphate: monomethoxy-pentafluoro-cyclo-tri -Phosphazene = An electrolytic solution in which lithium hexafluorophosphate as an electrolyte salt was dissolved at a concentration of 1 mol / l in a solvent mixed at a mass ratio of 40: 40: 10: 5: 5 was used.

実験例3−1〜3−17に対する比較例3−1〜3−4として、比較例1−1〜1−4と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例3−1〜3−17と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 3-1 to 3-4 with respect to Experimental Examples 3-1 to 3-17, except that the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-1 to 1-4 was used, the rest was Experimental Example 3-1 A secondary battery was made in the same manner as 3-17.

作製した実験例3−1〜3−17および比較例3−1〜3−4の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表3に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 3-1~3-17 and Comparative Examples 3-1 to 3-4 were produced, the discharge capacity retention after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16 Examined. The results are shown in Table 3.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表3に示したように、実験例1−1〜1−16と同様の結果が得られた。また、リン酸トリメチルとモノメトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンとを用いるようにした実験例3−15においても、高温連続充電後の放電容量維持率が向上した。 As shown in Table 3, the same results as in Experimental Examples 1-1 to 1-16 were obtained. Also in Experimental Example 3-15 in which trimethyl phosphate and monomethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene were used, the discharge capacity retention rate after high-temperature continuous charging was improved.

すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物とを含むようにすれば、高温特性を向上させることができ、更に炭酸ビンレンを含むようにすれば、好ましいことが分かった。   That is, even if the negative electrode 22 having another configuration is used, the high temperature characteristics can be improved if the halogenated ethylene carbonate and the phosphorus-containing compound are included, and further if the binylene carbonate is included, It turned out to be preferable.

実験例4−1〜4−10)
実験例4−1〜4−5では、溶媒における化11(4)に示したヘキサフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンの含有量を1質量%〜30質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例3−7と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表4に示したようにした。
( Experimental examples 4-1 to 4-10)
In Experimental Examples 4-1 to 4-5, except that the content of hexafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical Formula 11 (4) in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 30% by mass, Otherwise, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Example 3-7. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 4.

また、実験例4−6〜4−10では、溶媒における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1質量%〜40質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例3−7と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表4に示したようにした。 In Experimental Examples 4-6 to 4-10, except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 40% by mass, Produced a secondary battery in the same manner as in Experimental Example 3-7. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 4.

作製した実験例4−1〜4−10の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表4に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 4-1 to 4-10 were prepared to examine the discharge capacity maintenance rate after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16. The results are shown in Table 4.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表4に示したように、実験例2−1〜2−10と同様の結果が得られた。すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、溶媒におけるリン含有化合物の含有量を1質量%以上20質量%以下とするようにすれば、あるいは溶媒におけるハロゲン化炭酸エチレンの含有量を1質量%以上40質量%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。 As shown in Table 4, the same results as in Experimental Examples 2-1 to 2-10 were obtained. That is, even if the negative electrode 22 having another configuration is used, if the content of the phosphorus-containing compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less, the content of the halogenated ethylene carbonate in the solvent is 1 It has been found that it is preferable to adjust the content to not less than 40% by mass and not more than 40% by mass.

実験例5−1〜5−16)
負極材料としてSnCoC含有材料を用いたことを除き、他は実験例1−1〜1−16と同様にして二次電池を作製した。具体的には、CoSnC含有材料粉末80質量部と、導電材として11質量部およびアセチレンブラック1質量部と、結着材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−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型することにより負極22を作製した。また、実験例5−15,5−16ではリン酸トリメチルに代えて化11(8)に示したモノエトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンを用いたことを除き、他は実験例1−15,1−16の電解液の組成と同様にした。更に、CoSnC含有材料は、スズ・コバルト・インジウム・チタン合金粉末と、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。
( Experimental examples 5-1 to 5-16)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-16, except that a SnCoC-containing material was used as the negative electrode material. Specifically, 80 parts by mass of CoSnC-containing material powder, 11 parts by mass as a conductive material and 1 part by mass of acetylene black, and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2-2, which is a solvent, are used. The negative electrode 22 was produced by dispersing in pyrrolidone, applying to a negative electrode current collector 22A made of copper foil, drying, and compression molding. Further, in Experimental Examples 5-15 and 5-16, except that monoethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene shown in Chemical Formula 11 (8) was used instead of trimethyl phosphate, Experimental Example 1- The composition was the same as that of the electrolyte solutions 15 and 1-16. Furthermore, the CoSnC-containing material was synthesized using a mechanochemical reaction by mixing tin / cobalt / indium / titanium alloy powder and carbon powder.

なお、作製したCoSnC含有材料をについて組成の分析を行ったところ、スズの含有量は48質量%、コバルトの含有量は23質量%、インジウムの含有量は5質量%、チタンの含有量は2質量%、炭素の含有量は20質量%であり、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32質量%であった。炭素の含有量は、炭素・硫黄分析装置により測定し、スズ,コバルト,インジウムおよびチタンの含有量は、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。   When the composition of the produced CoSnC-containing material was analyzed, the tin content was 48% by mass, the cobalt content was 23% by mass, the indium content was 5% by mass, and the titanium content was 2%. The content of carbon was 20% by mass, and the ratio Co / (Sn + Co) of cobalt to the total of tin and cobalt was 32% by mass. The carbon content was measured by a carbon / sulfur analyzer, and the contents of tin, cobalt, indium and titanium 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.

実験例5−1〜5−16に対する比較例5−1〜5−3として、比較例1−1〜1−3と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例5−1〜5−16と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 5-1 to 5-3 with respect to Experimental Examples 5-1 to 5-16, except that the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-1 to 1-3 was used, the rest was Experimental Examples 5-1 A secondary battery was fabricated in the same manner as in 5-16.

作製した実験例5−1〜5−16および比較例5−1〜5−3の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表5に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 5-1~5-16 and Comparative Examples 5-1 to 5-3 were produced, the discharge capacity retention after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16 Examined. The results are shown in Table 5.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表5に示したように、実験例1−1〜1−16と同様の結果が得られた。すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物とを含むようにすれば、高温特性を向上させることができることが分かった。 As shown in Table 5, the same results as in Experimental Examples 1-1 to 1-16 were obtained. That is, it has been found that even when the negative electrode 22 having another configuration is used, high temperature characteristics can be improved by including halogenated ethylene carbonate and a phosphorus-containing compound.

実験例6−1〜6−10)
実験例6−1〜6−5では、溶媒における化11(8)に示したモノエトキシ−ペンタフルオロ−シクロ−トリ−フォスファゼンの含有量を1質量%〜30質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例5−11と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表6に示したようにした。
( Experimental examples 6-1 to 6-10)
In Experimental Examples 6-1 to 6-5, the content of monoethoxy-pentafluoro-cyclo-tri-phosphazene represented by Chemical Formula 11 (8) in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 30% by mass. Other than that, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Example 5-11. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 6.

また、実験例6−6〜6−10では、溶媒における4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量を1質量%〜40質量%の範囲で変化させたことを除き、他は実験例5−11と同様にして二次電池を作製した。各溶媒の混合比は表6に示したようにした。 Further, in Experimental Examples 6-6 to 6-10, except that the content of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the solvent was changed in the range of 1% by mass to 40% by mass, Produced a secondary battery in the same manner as in Experimental Example 5-11. The mixing ratio of each solvent was as shown in Table 6.

作製した実験例6−1〜6−10の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表6に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 6-1 to 6-10 were prepared to examine the discharge capacity maintenance rate after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16. The results are shown in Table 6.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表6に示したように、実験例2−1〜2−10と同様の結果が得られた。すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、溶媒におけるリン含有化合物の含有量を1質量%以上20質量%以下とするようにすれば、あるいは溶媒におけるハロゲン化炭酸エチレンの含有量を1質量%以上40質量%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。 As shown in Table 6, the same results as in Experimental Examples 2-1 to 2-10 were obtained. That is, even if the negative electrode 22 having another configuration is used, if the content of the phosphorus-containing compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less, the content of the halogenated ethylene carbonate in the solvent is 1 It has been found that it is preferable to set the content to not less than 40% by mass.

実験例7−1〜7−4)
負極材料としてグラファイトを用いたことを除き、他は実験例1−1,1−2,1−5,1−7と同様にして二次電池を作製した。具体的には、人造黒鉛粉末92質量部と、結着材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−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型することにより負極22を作製した。
( Experimental examples 7-1 to 7-4)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1, 1-2, 1-5, and 1-7, except that graphite was used as the negative electrode material. Specifically, 92 parts by mass of artificial graphite powder and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and the negative electrode current collector 22A made of copper foil is dispersed in the negative electrode current collector 22A. The negative electrode 22 was produced by applying, drying, and compression molding.

実験例7−1〜7−4に対する比較例7−1,7−2として、比較例1−1,1−3と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例7−1〜7−4と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 7-1 and 7-2 with respect to Experimental Examples 7-1 to 7-4, except that the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-1 and 1-3 was used, the others were Experimental Examples 7-1 to 7-1. A secondary battery was fabricated in the same manner as 7-4.

作製した実験例7−1〜7−4および比較例7−1,7−2の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表7に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 7-1 to 7-4 and Comparative Examples 7-1 and 7-2 were produced, the discharge capacity retention after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16 Examined. The results are shown in Table 7.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表7に示したように、実験例1−1,1−2,1−5,1−7と同様の結果が得られた。すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物とを含むようにすれば、高温特性を向上させることができることが分かった。 As shown in Table 7, the same results as in Experimental Examples 1-1, 1-2, 1-5, and 1-7 were obtained. That is, it has been found that even when the negative electrode 22 having another configuration is used, high temperature characteristics can be improved by including halogenated ethylene carbonate and a phosphorus-containing compound.

実験例8−1〜8−7)
銅箔にリチウム金属箔を貼り付けることにより負極22を作製しことを除き、他は実験例1−1〜1−3,1−7〜1−10と同様にして二次電池を作製した。
( Experimental examples 8-1 to 8-7)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Experimental Examples 1-1 to 1-3 and 1-7 to 1-10 except that the negative electrode 22 was fabricated by attaching a lithium metal foil to a copper foil.

実験例8−1〜8−7に対する比較例8−1,8−2として、比較例1−1,1−3と同様の電解液を用いたことを除き、他は実験例8−1〜8−7と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 8-1 and 8-2 with respect to Experimental Examples 8-1 to 8-7, except that the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-1 and 1-3 was used, the other experimental examples 8-1 to 8-1 were used. A secondary battery was fabricated in the same manner as in 8-7.

作製した実験例8−1〜8−7および比較例8−1,8−2の二次電池について、実験例1−1〜1−16と同様にして高温連続充電後の放電容量維持率を調べた。結果を表8に示す。 For the secondary batteries of Experimental Examples 8-1~8-7 and Comparative Examples 8-1 and 8-2 were produced, the discharge capacity retention after high-temperature continuous charging in the same manner as in Experimental Example 1-1 to 1-16 Examined. The results are shown in Table 8.

Figure 0004940625
Figure 0004940625

表8に示したように、実験例1−1〜1−3,1−7〜1−10と同様の結果が得られた。すなわち、リチウム金属二次電池の場合にも、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物とを含むようにすれば、高温特性を向上させることができることが分かった。 As shown in Table 8, results similar to those of Experimental Examples 1-1 to 1-3 and 1-7 to 1-10 were obtained. That is, in the case of a lithium metal secondary battery, it was found that high temperature characteristics can be improved by including a halogenated ethylene carbonate and a phosphorus-containing compound.

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について説明し、更に上記実施の形態では、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も説明したが、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 the electrolyte is described. In the above-described embodiment, the case where a gel electrolyte in which the electrolytic solution is held in a polymer compound is used is also described. Other electrolytes may be used. 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、上記実施の形態または実施例では、円筒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、ボタン型、あるいは角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。また、本発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。更に、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、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極活物質あるいは溶媒などは、その電極反応物質に応じて選択される。   In the above embodiment or example, a cylindrical or laminated film type secondary battery has been specifically described, but the present invention has other shapes such as a coin type, a button type, or a square type. The present invention can be similarly applied to a secondary battery or a secondary battery having another structure such as a laminated structure. Further, the present invention is not limited to the secondary battery, and can be similarly applied to other batteries such as a primary battery. Further, in the above embodiments and examples, a battery using lithium as an electrode reactant has been described. However, another alkali metal such as sodium (Na) or potassium (K), or an alkali such as magnesium or calcium (Ca) is 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, a positive electrode active material or a solvent that can occlude and release the electrode reactant is selected according to the electrode reactant.

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CoSnC含有材料に係る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。1 shows an example of a peak obtained by X-ray photoelectron spectroscopy relating to a CoSnC-containing material produced in an example.

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 (18)

ハロゲン化炭酸エチレンとしての4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、リン酸トリフェニルおよびに示したリン酸エステルからなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有する電解液。
Figure 0004940625
(R4は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R5は、炭素数が2から4のアルキレン基を表す。)
And 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as a halogenated ethylene carbonate, shown propyl dimethyl phosphate, butyl phosphate, dimethyl phosphate pentyl dimethyl, octyl dimethyl phosphate, a phosphoric acid triphenyl and of 1 and containing a solvent and at least one phosphorus-containing compound of the phosphoric acid ester le or Ranaru group electrolyte.
Figure 0004940625
(R4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R5 represents a carbon number. Represents an alkylene group of 2 to 4.)
前記溶媒における前記リン含有化合物の含有量は、1質量%以上20質量%以下である請求項1記載の電解液。 2. The electrolytic solution according to claim 1 , wherein the content of the phosphorus-containing compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less. 前記溶媒における前記4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、1質量%以上40質量%以下である請求項1記載の電解液。 2. The electrolytic solution according to claim 1 , wherein a content of the 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. 前記溶媒は、更に炭酸ビレンを含む請求項1記載の電解液。 It said solvent further comprises a carbonate bi two lens, according to claim 1 electrolytic solution according. ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物としての化2に示したフォスファゼン化合物とを含む溶媒を含有する、電解液。An electrolytic solution containing a solvent containing a halogenated ethylene carbonate and a phosphazene compound shown in Chemical Formula 2 as a phosphorus-containing compound.
Figure 0004940625
Figure 0004940625
(R6,R7,R8,R9,R10,R11は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,アルコキシ基,フェノキシ基,またはこれらの少なくとも一部の水素をハロゲン基あるいはハロゲン以外の置換基で置換した基、またはハロゲン基を表す。)(R6, R7, R8, R9, R10, and R11 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a phenoxy group, or at least part of hydrogen atoms thereof. Represents a group substituted with a halogen group or a substituent other than halogen, or a halogen group.)
前記溶媒における前記フォスファゼン化合物の含有量は、1質量%以上20質量%以下である、請求項5記載の電解液。The electrolytic solution according to claim 5, wherein a content of the phosphazene compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less. 前記溶媒における前記ハロゲン化炭酸エチレンの含有量は、1質量%以上40質量%以下である、請求項5記載の電解液。The electrolytic solution according to claim 5, wherein the content of the halogenated ethylene carbonate in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. 前記ハロゲン化炭酸エチレンは、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含む、請求項5記載の電解液。The electrolytic solution according to claim 5, wherein the halogenated ethylene carbonate contains 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one. 前記溶媒は、更に炭酸ビニレンを含む、請求項5記載の電解液。The electrolytic solution according to claim 5, wherein the solvent further contains vinylene carbonate. 正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、ハロゲン化炭酸エチレンとしての4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンと、リン酸プロピルジメチル、リン酸ブチルジメチル、リン酸ペンチルジメチル、リン酸オクチルジメチル、リン酸トリフェニルおよびに示したリン酸エステルからなる群のうちの少なくとも1種のリン含有化合物とを含む溶媒を含有する電池。
Figure 0004940625
(R4は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,またはこれらの少なくとも一部の水素を置換基で置換した基を表す。R5は、炭素数が2から4のアルキレン基を表す。)
Bei example a cathode, an anode,
The electrolyte includes 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one as a halogenated ethylene carbonate, propyldimethyl phosphate, butyldimethyl phosphate, pentyldimethyl phosphate, octyldimethyl phosphate, and triphenyl phosphate. at least one containing a solvent containing a phosphorus-containing compound, a battery of the phosphoric acid ester le or Ranaru group shown in and of 3.
Figure 0004940625
(R4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogens with a substituent. R5 represents a carbon number. Represents an alkylene group of 2 to 4.)
前記溶媒における前記リン含有化合物の含有量は、1質量%以上20質量%以下である請求項10記載の電池。 The battery according to claim 10 , wherein a content of the phosphorus-containing compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less. 前記溶媒における前記4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンの含有量は、1質量%以上40質量%以下である請求項10記載の電池。 The battery according to claim 10 , wherein a content of the 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. 前記溶媒は、更に炭酸ビレンを含む請求項10記載の電池。 It said solvent further comprises a carbonate bi two lens, battery according to claim 10, wherein. 正極および負極と共に電解液を備え、An electrolyte is provided together with the positive electrode and the negative electrode,
前記電解液は、ハロゲン化炭酸エチレンと、リン含有化合物としての化4に示したフォスファゼン化合物とを含む溶媒を含有する、電池。The said electrolyte solution contains the solvent containing halogenated ethylene carbonate and the phosphazene compound shown to Chemical formula 4 as a phosphorus containing compound.
Figure 0004940625
Figure 0004940625
(R6,R7,R8,R9,R10,R11は、炭素数が1から10のアルキル基,アルケニル基,アルキニル基,アラルキル基,アリール基,アルコキシ基,フェノキシ基,またはこれらの少なくとも一部の水素をハロゲン基あるいはハロゲン以外の置換基で置換した基、またはハロゲン基を表す。)(R6, R7, R8, R9, R10, and R11 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a phenoxy group, or at least part of hydrogen atoms thereof. Represents a group substituted with a halogen group or a substituent other than halogen, or a halogen group.)
前記溶媒における前記フォスファゼン化合物の含有量は、1質量%以上20質量%以下である、請求項14記載の電池。The battery according to claim 14, wherein the content of the phosphazene compound in the solvent is 1% by mass or more and 20% by mass or less. 前記溶媒における前記ハロゲン化炭酸エチレンの含有量は、1質量%以上40質量%以下である、請求項14記載の電池。The battery according to claim 14, wherein the content of the halogenated ethylene carbonate in the solvent is 1% by mass or more and 40% by mass or less. 前記ハロゲン化炭酸エチレンは、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンを含む、請求項14記載の電池。The battery of claim 14, wherein the halogenated ethylene carbonate comprises 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one. 前記溶媒は、更に炭酸ビニレンを含む、請求項14記載の電池。The battery according to claim 14, wherein the solvent further contains vinylene carbonate.
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