JP4957944B2 - Secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含む電解液を用いた二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery using an electrolytic solution containing a cyclic carbonate derivative having a halogen atom.

近年、カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ),デジタルスチルカメラ,携帯電話,携帯情報端末あるいはノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。それに伴い、電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、負極に炭素材料を用い、正極にリチウム(Li)と遷移金属との複合材料を用い、電解液に炭酸エステルを用いたリチウムイオン二次電池は、従来の鉛電池およびニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため広く実用化されている。   In recent years, many portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (video tape recorder), a digital still camera, a mobile phone, a portable information terminal, or a notebook computer have appeared, and their size and weight have been reduced. Accordingly, as a portable power source for electronic devices, research and development for improving the energy density of batteries, particularly secondary batteries, are being actively promoted. Among these, lithium ion secondary batteries using a carbon material for the negative electrode, a composite material of lithium (Li) and a transition metal for the positive electrode, and a carbonate ester for the electrolyte are compared with conventional lead batteries and nickel cadmium batteries. Since a large energy density can be obtained, it is widely used.

また最近では、携帯用電子機器の高性能化に伴い、更なる容量の向上が求められており、負極活物質として炭素材料に代えてスズ(Sn)あるいはケイ素(Si)などを用いることが検討されている。スズの理論容量は994mAh/g、ケイ素の理論容量は4199mAh/gと、黒鉛の理論容量の372mAh/gに比べて格段に大きく、容量の向上を期待できるからである。特に、スズあるいはケイ素の薄膜を集電体上に形成した負極は、リチウムの吸蔵および放出によっても、負極活物質が微粉化することなく、比較的大きな放電容量を保持できることが報告されている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開第WO01/031724号パンフレット
Recently, with the improvement in performance of portable electronic devices, further improvement in capacity has been demanded, and it is considered to use tin (Sn) or silicon (Si) instead of carbon material as the negative electrode active material. Has been. This is because the theoretical capacity of tin is 994 mAh / g and the theoretical capacity of silicon is 4199 mAh / g, which is much larger than the theoretical capacity of graphite, 372 mAh / g, and an improvement in capacity can be expected. In particular, it has been reported that a negative electrode in which a thin film of tin or silicon is formed on a current collector can maintain a relatively large discharge capacity without pulverization of the negative electrode active material even by insertion and extraction of lithium ( For example, see Patent Document 1).
International Publication No. WO01 / 031724 Pamphlet

しかしながら、リチウムを吸蔵したスズあるいはケイ素は活性が高く、電解液に従来より用いられている環式炭酸エステルあるいは鎖式炭酸エステルなどを用いると、これらが分解されてしまい、しかもリチウムが不活性化されてしまうという問題があった。そこで、電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンあるいは4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンなどのハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を用いることにより、負極における電解液の分解反応を抑制し、充放電効率を向上させることが検討されている。しかし、電解液の分解反応を抑制する効果は十分ではなく、充放電効率の更なる向上が望まれていた。   However, tin or silicon that occludes lithium has high activity, and the cyclic carbonates or chain carbonates that are conventionally used in the electrolyte solution are decomposed, and lithium is inactivated. There was a problem of being. Therefore, by using a cyclic carbonate derivative having a halogen atom such as 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one in the electrolytic solution, It has been studied to suppress the decomposition reaction of the electrolytic solution and improve the charge / discharge efficiency. However, the effect of suppressing the decomposition reaction of the electrolytic solution is not sufficient, and further improvement in charge / discharge efficiency has been desired.

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、充放電効率を向上させることができる二次電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this problem, The objective is to provide the secondary battery which can improve charging / discharging efficiency.

本発明による第1の二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素としてスズ(Sn)およびケイ素(Si)のうちの少なくとも一方を含む材料を含有し、電解液は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体と、化1,化2または化3に示した化合物からなる群のうちの少なくとも1種とを含むものである。 A first secondary battery according to the present invention is provided with an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode, and the negative electrode can occlude and release an electrode reactant, and tin (Sn) and A material containing at least one of silicon (Si) , and the electrolytic solution includes a cyclic carbonate derivative having a halogen atom and at least one selected from the group consisting of compounds represented by chemical formula 1, chemical formula 2 or chemical formula 3 1 type is included.

Figure 0004957944
(式中、A1は、CH(R3)またはNHを表し、R3は水素(H)、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A1 represents CH (R3) or NH, and R3 represents hydrogen (H), halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms. R1 and R2 represent a group substituted with halogen, wherein hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group in which at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen Represents.)

Figure 0004957944
(式中、A2は、CH(R5)またはNHを表し、R5は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A2 represents CH (R5) or NH, and R5 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. R4 represents hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen.)

Figure 0004957944
(式中、A3は、CH(R6)またはNHを表し、R6は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A3 represents CH (R6) or NH, and R6 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. Represents the selected group.)

本発明による第2の二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素としてスズおよびケイ素のうちの少なくとも1種を含む材料を含有し、負極の少なくとも一部には、化4,化5または化6に示した化合物がキレート結合しており、電解液は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含むものである。 A second secondary battery according to the present invention includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the negative electrode can occlude and release electrode reactants, and includes tin and silicon as constituent elements. The compound shown in Chemical Formula 4, Chemical Formula 5 or Chemical Formula 6 is chelate-bonded to at least a part of the negative electrode, and the electrolytic solution is a cyclic carbonate having a halogen atom. Derivatives are included.

Figure 0004957944
(式中、A1は、CH(R3)またはNHを表し、R3は水素(H)、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A1 represents CH (R3) or NH, and R3 represents hydrogen (H), halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms. R1 and R2 represent a group substituted with halogen, wherein hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group in which at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen Represents.)

Figure 0004957944
(式中、A2は、CH(R5)またはNHを表し、R5は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A2 represents CH (R5) or NH, and R5 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. R4 represents hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen.)

Figure 0004957944
(式中、A3は、CH(R6)またはNHを表し、R6は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(In the formula, A3 represents CH (R6) or NH, and R6 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. Represents the selected group.)

本発明の第1の二次電池によれば、電解液にハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体と、化1,化2または化3に示した化合物とを含むようにしたので、負極表面の活性を低減することができ、負極における電解液の分解反応を抑制することができる。よって、優れた充放電効率を得ることができる。 According to the first secondary battery of the present invention, since the electrolytic solution contains a cyclic carbonate derivative having a halogen atom and the compound shown in Chemical Formula 1, Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3, The activity can be reduced, and the decomposition reaction of the electrolytic solution in the negative electrode can be suppressed. Thus, excellent charge / discharge efficiency can be obtained.

本発明の第2の二次電池によれば、電解液は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含むと共に、負極の少なくとも一部に、化4,化5または化6に示した化合物がキレート結合した構成を有するようにしたので、負極表面の活性を低減することができ、負極における電解液の分解反応を抑制することができる。よって、優れた充放電効率を得ることができる。 According to the second secondary battery of the present invention, the electrolytic solution contains a cyclic carbonate derivative having a halogen atom, and at least a part of the negative electrode contains a compound represented by Chemical Formula 4, Chemical Formula 5 or Chemical Formula 6: Since it has a chelate-bonded structure, the activity of the negative electrode surface can be reduced, and the decomposition reaction of the electrolytic solution in the negative electrode can be suppressed. Thus, excellent charge / discharge efficiency can be obtained.

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.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の一実施の形態に係る二次電池の断面構成を表すものである。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 embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. 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 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と、正極集電体21Aの両面に設けられた正極活物質層21Bとを有している。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材および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。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 includes, for example, a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces, and a positive electrode active material layer 21B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode current collector 21A is made of a metal material such as aluminum, nickel, or stainless steel, for example. The positive electrode active material layer 21B includes, for example, one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material, and a conductive material such as a carbon material and polyfluoride as necessary. A binder such as vinylidene may be included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、あるいはこれらの固溶体(Li(Nix Coy Mnz )O2 ))(x,yおよびzの値は0<x<1,0<y<1,0≦z<1,x+y+z=1である。)、またはマンガンスピネル(LiMn2 4 )あるいはその固溶体(Li(Mn2-v Niv )O4 )(vの値はv<2である。)などのリチウム複合酸化物、またはリン酸鉄リチウム(LiFePO4 )などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン,酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄,二硫化チタンあるいは二硫化モリブデンなどの二硫化物、硫黄、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。 As a cathode material capable of inserting and extracting lithium, for example, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide or solid solutions thereof, (Li (Ni x Co y Mn z) O 2)) (x, y, and z The values are 0 <x <1, 0 <y <1, 0 ≦ z <1, x + y + z = 1), or manganese spinel (LiMn 2 O 4 ) or its solid solution (Li (Mn 2−v Ni v )) A lithium composite oxide such as O 4 ) (value of v is v <2) or a phosphate compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) is preferable. This is because a high energy density can be obtained. Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include oxides such as titanium oxide, vanadium oxide and manganese dioxide, disulfides such as iron disulfide, titanium disulfide and molybdenum disulfide, and sulfur. And conductive polymers such as polyaniline and polythiophene.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極集電体22Aは、例えば、銅(Cu),ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料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 anode current collector 22A is made of, for example, a metal material such as copper (Cu), nickel, or stainless steel.

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。   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.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、例えば、スズまたはケイ素を構成元素として含む材料が挙げられる。スズおよびケイ素はリチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a material containing tin or silicon as a constituent element. This is because tin and silicon have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

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

スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素,ニッケル,銅,鉄,コバルト(Co),マンガン(Mn),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 the second constituent element other than tin, silicon, nickel, copper, iron, cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In), silver (Ag) , Titanium (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,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, gallium (Ga) or bismuth are preferable, and two or more kinds are included. May be included. 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、これらの負極材料に加えて、他の負極材料を混合して用いてもよい。他の負極材料としては、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が挙げられる。このような炭素材料は、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、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, in addition to these negative electrode materials, other negative electrode materials may be mixed and used. Examples of other negative electrode materials include carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon. Such a carbon material has very little change in crystal structure due to insertion and extraction of lithium, and when used with the above-described negative electrode material, a high energy density and excellent cycle characteristics can be obtained. It is also preferable because it functions as a conductive material.

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表面の少なくとも一部には、例えば、化7,化8または化9に示した化合物のうちの1種または2種以上がキレート結合している。具体的には、例えば負極材料のケイ素原子あるいはスズ原子にキレート結合し、化10(1),(2)、化11(1),(2)、または化12(1),(2)に示した構造が形成されている。これにより、負極材料の表面の活性を低減して、電解液の分解反応を抑制することができるようになっている。   At least a part of the surface of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is chelate-bonded with, for example, one or more of the compounds shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9. . Specifically, for example, a chelate bond is formed with a silicon atom or a tin atom of the negative electrode material, and the chemical formula 10 (1), (2), chemical formula 11 (1), (2), or chemical formula 12 (1), (2) is obtained. The structure shown is formed. Thereby, the activity of the surface of the negative electrode material can be reduced, and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed.

Figure 0004957944
式中、A1は、CH(R3)またはNHを表し、R3は水素(H)、ハロゲン、アルキル基、またはアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 、アルキル基、またはアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1,R2およびR3は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基が好ましく、R3は、水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基が好ましい。
Figure 0004957944
In the formula, A1 represents CH (R3) or NH, and R3 represents hydrogen (H), a halogen, an alkyl group, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogen of an alkyl group with a halogen. R1 and R2 represent hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group, or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group with halogen. R1, R2 and R3 may be the same or different from each other. R1 and R2 are preferably hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a group in which at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen, and R3 is Hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen is preferable.

Figure 0004957944
式中、A2は、CH(R5)またはNHを表し、R5は水素、ハロゲン、アルキル基、またはアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4は、水素、ハロゲン、NH2 、アルキル基、またはアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4およびR5は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、R4は、水素、ハロゲン、NH2 、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基が好ましく、R5は、水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基が好ましい。
Figure 0004957944
In the formula, A2 represents CH (R5) or NH, and R5 represents hydrogen, halogen, an alkyl group, or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group with halogen. R4 represents hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group, or a group in which at least part of hydrogen of the alkyl group is substituted with halogen. R4 and R5 may be the same or different from each other. R4 is preferably hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a group in which at least a part of hydrogen of the alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen, and R5 is hydrogen, Halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a group obtained by substituting at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen is preferable.

Figure 0004957944
式中、A3は、CH(R6)またはNHを表し、R6は水素、ハロゲン、アルキル基、またはアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。また、R6は、水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基が好ましい。
Figure 0004957944
In the formula, A3 represents CH (R6) or NH, and R6 represents hydrogen, halogen, an alkyl group, or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group with halogen. R6 is preferably hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen.

Figure 0004957944
式中、A1,R1およびR2は化7と同様である。
Figure 0004957944
In the formula, A1, R1 and R2 are the same as in Chemical formula 7.

Figure 0004957944
式中、A2およびR4は化8と同様である。
Figure 0004957944
In the formula, A2 and R4 are the same as those in Chemical formula 8.

Figure 0004957944
式中、A3は化9と同様である。
Figure 0004957944
In the formula, A3 is the same as in formula 9.

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、例えば液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液は、例えば、溶媒と、溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。   For example, the separator 23 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. The electrolytic solution contains, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

溶媒は、比誘電率が30以上の高誘電率溶媒を含んでいる。これによりリチウムイオンの数を増加させることができるからである。   The solvent contains a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 30 or more. This is because the number of lithium ions can be increased.

高誘電率溶媒は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含んでいる。負極22に良好な被膜を形成することができ、電解液の分解反応を抑制することができるからである。このような環式炭酸エステル誘導体としては、例えば、化13(1)に示した4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンなどのフッ素化炭酸エチレン、または化13(2)に示した4−メチル−5−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、または化13(3)に示した4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンなどの二フッ化炭酸エチレン、または化13(4)に示した4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、または化13(5)に示した4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンなどの塩素化炭酸エチレンが挙げられる。中でも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンあるいは4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが好ましく、特に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが望ましい。より高い効果を得ることができるからである。環式炭酸エステル誘導体には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 high dielectric constant solvent contains a cyclic carbonate derivative having a halogen atom. This is because a good film can be formed on the negative electrode 22 and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. Examples of such cyclic carbonate derivatives include fluorinated ethylene carbonates such as 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one shown in Chemical formula 13 (1), or Chemical formula 13 (2). Ethylene difluoride carbonate such as 4-methyl-5-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one shown in Chemical formula 13 (3), Or chlorine such as 4-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 13 (4) or 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one represented by Chemical Formula 13 (5) And ethylene carbonate. Of these, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one is preferred, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is particularly desirable. This is because a higher effect can be obtained. One kind of cyclic carbonate derivative may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

Figure 0004957944
Figure 0004957944

高誘電率溶媒には、これらの環式炭酸エステル誘導体に加えて、他の高誘電率溶媒を混合して用いてもよい。他の高誘電率溶媒としては、例えば、炭酸エチレン,炭酸プロピレン、炭酸ブチレン,炭酸ビニレンあるいはビニル炭酸エチレンなどの環式炭酸エステル、またはγ−ブチロラクトンあるいはγ−バレロラクトンなどのラクトン、またはN−メチル−2−ピロリドンなどのラクタム、またはN−メチル−2−オキサゾリジノンなどの環式カルバミン酸エステル、またはテトラメチレンスルホンなどのスルホン化合物が挙げられる。他の高誘電率溶媒には、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 cyclic carbonate derivatives, other high dielectric constant solvents may be mixed and used as the high dielectric constant solvent. Other high dielectric constant solvents include, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate or vinyl ethylene carbonate, lactones such as γ-butyrolactone or γ-valerolactone, or N-methyl Examples include lactams such as 2-pyrrolidone, cyclic carbamates such as N-methyl-2-oxazolidinone, and sulfone compounds such as tetramethylene sulfone. As other high dielectric constant solvents, one kind may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

また、高誘電率溶媒には、粘度が1mPa・s以下の低粘度溶媒を混合して用いることが好ましい。これにより高いイオン伝導性を得ることができるからである。低粘度溶媒としては、例えば、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、または酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルあるいはトリメチル酢酸エチルなどの鎖式カルボン酸エステル、またはN,N−ジメチルアセトアミドなどの鎖式アミド、N,N−ジエチルカルバミン酸メチル、N,N−ジエチルカルバミン酸エチルなどの鎖式カルバミン酸エステル、または1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランあるいは1,3−ジオキソランなどのエーテルが挙げられる。低粘度溶媒には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。   Moreover, it is preferable to mix and use a low-viscosity solvent having a viscosity of 1 mPa · s or less as the high dielectric constant solvent. This is because high ion conductivity can be obtained. Examples of the low-viscosity solvent include chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, or methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate or A chain carboxylic acid ester such as ethyl trimethylacetate, or a chain amide such as N, N-dimethylacetamide, a chain carbamic acid ester such as methyl N, N-diethylcarbamate, ethyl N, N-diethylcarbamate, or Examples include ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and 1,3-dioxolane. One low viscosity solvent may be used alone, or a plurality of low viscosity solvents may be mixed and used.

電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 ),四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4 ),六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6 ),六フッ化アンチモン酸リチウム(LiSbF6 ),過塩素酸リチウム(LiClO4 ),四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl4 )などの無機リチウム塩、またはトリフルオロメタンスルホン酸リチウム(CF3 SO3 Li),リチウムビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド((CF3 SO2 2 NLi),リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミド((C2 5 SO2 2 NLi),リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホン)メチド((CF3 SO2 3 CLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩が挙げられる。電解質塩には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。 As the electrolyte salt, e.g., lithium hexafluorophosphate (LiPF 6), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6), lithium hexafluoro antimonate (LiSbF 6) , Inorganic lithium salts such as lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tetrachloroaluminate (LiAlCl 4 ), or lithium trifluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 Li), lithium bis (trifluoromethanesulfone) imide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), lithium bis (pentafluoroethanesulfone) imide ((C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi), lithium tris (trifluoromethanesulfone) methide ((CF 3 SO 2 ) 3 CLi), etc. Examples thereof include lithium salts of perfluoroalkanesulfonic acid derivatives. One electrolyte salt may be used alone, or a plurality of electrolyte salts may be mixed and used.

この電解液は、また、上記化7,化8または化9に示した化合物を含んでいることが好ましい。上述したように、負極材料にキレート結合することにより、負極材料の表面の活性を低減して、電解液の分解反応を抑制することができるからである。化7,化8または化9に示した化合物は、1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてよい。   This electrolytic solution preferably contains the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9. This is because, as described above, chelate bonding to the negative electrode material can reduce the activity of the surface of the negative electrode material and suppress the decomposition reaction of the electrolytic solution. One of the compounds shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.

化7,化8または化9に示した化合物について具体的に例を挙げれば、化14(1)に示したアセチルアセトン、化14(2)に示したヘキサフルオロアセチルアセトン、化14(3)に示したジアセトアミド、化14(4)に示したビストリフルオロアセトアミド、化14(5)に示した塩化マロニル、化14(6)に示したビスホルムイミド、化14(7)に示したビウレット、化14(8)に示したジシアナミド、化14(9)に示したマロノニトリル、あるいは化14(10)に示したシアノ尿素などがある。   Specific examples of the compounds shown in Chemical formula 7, Chemical formula 8 or Chemical formula 9 include acetylacetone represented by chemical formula 14 (1), hexafluoroacetylacetone represented by chemical formula 14 (2), and chemical formula 14 (3). Diacetamide, bistrifluoroacetamide shown in Chemical formula 14 (4), malonyl chloride shown in Chemical formula 14 (5), bisformimide shown in Chemical formula 14 (6), biuret shown in Chemical formula 14 (7) There are dicyanamide shown in 14 (8), malononitrile shown in Chemical formula 14 (9), and cyanourea shown in Chemical formula 14 (10).

Figure 0004957944
Figure 0004957944

化7,化8または化9に示した化合物の含有量は、電解液において、0.1質量%以上5質量%以下であることが好ましい。この範囲内で高い効果を得ることができるからである。   The content of the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less in the electrolytic solution. This is because a high effect can be obtained within this range.

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。そののち、電解液を電池缶11の内部に注入してセパレータ23に含浸させ、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。その際、例えば、電解液に化7,化8または化9に示した化合物のうちの少なくとも1種を添加し、その少なくとも一部を負極22の表面にキレート結合させる。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 that, an electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23, and the battery lid 14, the safety valve mechanism 15 and the heat sensitive resistance element 16 are caulked through the gasket 17 at the opening end of the battery can 11. To fix. At that time, for example, at least one of the compounds shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 is added to the electrolytic solution, and at least a part thereof is chelate-bonded to the surface of the negative electrode 22. 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原子を有する環式炭酸エステル誘導体が含まれており、また、負極22の少なくとも一部には化7,化8または化9に示した化合物がキレート結合しているので、負極22の表面の活性が低減され、電解液の分解反応が抑制される。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and inserted in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 22 and inserted in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. At that time, the electrolytic solution contains a cyclic carbonate derivative having a halogen atom, and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 is chelate-bonded to at least a part of the negative electrode 22. Therefore, the activity of the surface of the negative electrode 22 is reduced, and the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed.

このように本実施の形態によれば、電解液にハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含むと共に、負極22に化7,化8または化9に示した化合物がキレート結合した構造を有するようにしたので、または、電解液にハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体と、化7,化8または化9に示した化合物とを含むようにしたので、負極22の表面の活性を低減することができ、負極22における電解液の分解反応を抑制することができる。よって、優れた充放電効率を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the electrolyte solution includes a cyclic carbonate derivative having a halogen atom, and the negative electrode 22 has a structure in which the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8, or Chemical Formula 9 is chelate-bonded. Or because the electrolyte contains a cyclic carbonate derivative having a halogen atom and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8, or Chemical Formula 9, the surface activity of the negative electrode 22 is reduced. And the decomposition reaction of the electrolytic solution in the negative electrode 22 can be suppressed. Thus, excellent charge / discharge efficiency can be obtained.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る二次電池は、負極の構成が異なることを除き、他は第1の実施の形態に係る二次電池と同様の構成および作用を有しており、同様にして製造することができる。よって、図1および図2を参照し、対応する構成要素には同一の符号を付して同一の部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
The secondary battery according to the second embodiment of the present invention has the same configuration and operation as the secondary battery according to the first embodiment, except that the configuration of the negative electrode is different. It 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の実施の形態に係る二次電池と同様に、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、負極活物質としてスズまたはケイ素を構成元素として含む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。   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, similarly to the secondary battery according to the first embodiment. The negative electrode active material layer 22B contains, for example, a material containing tin or silicon as a constituent element as a negative electrode active material. 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,溶射法あるいは焼成法、またはそれらの2以上の方法を用いて形成されたものであり、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体22Aの構成元素が負極活物質層22Bに、または負極活物質の構成元素が負極集電体22Aに、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層22Bの膨張・収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。なお、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。   The negative electrode active material layer 22B is formed by using, for example, a vapor phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a firing method, or two or more of these methods. The electrical conductor 22A is preferably alloyed at least at a part of the interface. Specifically, it is preferable that the constituent element of the negative electrode current collector 22A is diffused in the negative electrode active material layer 22B, the constituent element of the negative electrode active material is diffused in the negative electrode current collector 22A, or they are mutually diffused at the interface. This is because breakage due to expansion / contraction of the negative electrode active material layer 22B due to charging / discharging can be suppressed, and electronic conductivity between the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A can be improved. . 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. .

(第3の実施の形態)
図3は、第3の実施の形態に係る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。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows the configuration of the secondary battery according to the third embodiment. 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 stacking and winding a positive electrode 33 and a negative electrode 34 with a separator 35 and an electrolyte 36, and the outermost peripheral portion 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、第1あるいは第2の実施の形態に係る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 in the secondary battery according to the first or second embodiment. The positive electrode active material layer 21B, the negative electrode current collector 22A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23 are the same.

電解質36は、第1の実施の形態で説明した電解液と、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。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 36 has a so-called gel shape including the electrolytic solution described in the first embodiment and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution. 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.

なお、電解質36には、電解液を高分子化合物に保持させることなく、液状の電解質としてそのまま用いてもよい。この場合、電解液はセパレータ35に含浸されている。   The electrolyte 36 may be used as it is as a liquid electrolyte without holding the electrolytic solution in the polymer compound. In this case, the electrolytic solution is impregnated in the separator 35.

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

まず、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質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36を形成した正極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得られる。   First, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte 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 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 a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion. Thus, the wound electrode body 30 is formed. 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 obtained.

なお、電解質36を正極33および負極34の上に形成したのちに巻回するのではなく、正極33および負極34をセパレータ35を介して巻回し、外装部材40の間に挟み込んだのち、電解液と高分子化合物のモノマーとを含む電解質組成物を注入し、外装部材40の内部でモノマーを重合させるようにしてもよい。   Instead of winding the electrolyte 36 on the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are wound via the separator 35 and sandwiched between the exterior members 40. And an electrolyte composition containing a monomer of a polymer compound may be injected so that the monomer is polymerized inside the exterior member 40.

更に、電解質36として電解液を用いる場合には、上述したようにして正極33および負極34を巻回し、外装部材40の間に挟み込んだのち、電解液を注入して外装部材40を密閉する。   Further, when an electrolytic solution is used as the electrolyte 36, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are wound as described above and sandwiched between the exterior members 40, and then the electrolytic solution is injected to seal the exterior member 40.

この二次電池の作用および効果は、上述した第1あるいは第2の実施の形態に係る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 secondary battery according to the first or second embodiment 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.

(実施例1−1〜1−11)
図3,4に示した二次電池を作製した。まず、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )94質量部と、導電材としてグラファイト3質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合したのち、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを添加し正極合剤スラリーを得た。次いで、得られた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33Aの両面に均一に塗布し乾燥させて厚み70μmの正極活物質層33Bを形成した。そののち、正極活物質層33Bが形成された正極集電体33Aを幅50mm,長さ300mmの形状に切断して正極33を作製した。
(Examples 1-1 to 1-11)
The secondary battery shown in FIGS. First, 94 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of graphite as a conductive material, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed, and then N-methyl as a solvent. -2-Pyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture slurry. Next, the obtained positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 33A made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode active material layer 33B having a thickness of 70 μm. After that, the positive electrode current collector 33A on which the positive electrode active material layer 33B was formed was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce the positive electrode 33.

また、負極活物質としてケイ素を用い、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体34Aの上にスパッタ法により厚み5μmのケイ素よりなる負極活物質層34Bを形成した。そののち、負極活物質層34Bが形成された負極集電体34Aを幅50mm,長さ300mmの形状に切断して負極34を作製した。   Further, silicon was used as the negative electrode active material, and a negative electrode active material layer 34B made of silicon having a thickness of 5 μm was formed on the negative electrode current collector 34A made of a copper foil having a thickness of 15 μm by a sputtering method. After that, the negative electrode current collector 34A on which the negative electrode active material layer 34B was formed was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce the negative electrode 34.

正極33および負極34を作製したのち、アルミニウムよりなる正極リード31を正極33に取り付けると共に、ニッケルよりなる負極リード32を負極34に取り付け、厚み20μmの微多孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ35を介して正極33と負極34とを積層し、巻回して巻回電極体とした。次いで、巻回電極体をアルミラミネートフィルムよりなる外装部材40の間に挟み込んだのち、外装部材40の外縁部同士を一辺を残して貼り合わせ袋状とした。その際、正極リード31および負極リード32を外装部材40の外部に導出させるようにした。続いて、外装部材40の内部に開放辺から電解液2gを注入し、セパレータ35に含浸させたのち、外装部材40の開放辺を熱融着により貼り合わせ、図3,4に示した二次電池を得た。   After producing the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode lead 31 made of aluminum is attached to the positive electrode 33, and the negative electrode lead 32 made of nickel is attached to the negative electrode 34, and the separator 35 made of a microporous polyethylene film having a thickness of 20 μm is interposed. The positive electrode 33 and the negative electrode 34 were laminated and wound to obtain a wound electrode body. Next, after sandwiching the wound electrode body between the exterior members 40 made of an aluminum laminate film, the outer edges of the exterior members 40 were bonded to form a bag shape with one side left. At that time, the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out of the exterior member 40. Subsequently, 2 g of electrolyte solution was injected into the exterior member 40 from the open side and impregnated in the separator 35, and then the open side of the exterior member 40 was bonded by thermal fusion, and the secondary shown in FIGS. A battery was obtained.

電解液には、高誘電率溶媒としてハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体と、低粘度溶媒として炭酸ジエチルと、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムとを、環式炭酸エステル誘導体:炭酸ジエチル:六フッ化リン酸リチウム=42:42:16の質量比で混合し、更に添加剤を添加したものを用いた。その際、電解液における添加剤の含有量は1.0質量%とした。また、環式炭酸エステル誘導体は、実施例1−1では4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(ClEC)とし、実施例1−2〜1−11では4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)とした。更に、添加剤には、化7,化8または化9に示した化合物として、実施例1−1,1−2では化14(5)に示した塩化マロニルを用い、実施例1−3では化14(1)に示したアセチルアセトンを用い、実施例1−4では化14(2)に示したヘキサフルオロアセチルアセトンを用い、実施例1−5では化14(3)に示したジアセトアミドを用い、実施例1−6では化14(4)に示したビストリフルオロアセトアミドを用い、実施例1−7では化14(6)に示したビスホルムイミドを用い、実施例1−8では化14(7)に示したビウレットを用い、実施例1−9では化14(8)に示したジシアナミドを用い、実施例1−10では化14(9)に示したマロノニトリルを用い、実施例1−11では化14(10)に示したシアノ尿素を用いた。   The electrolytic solution includes a cyclic carbonate derivative having a halogen atom as a high dielectric constant solvent, diethyl carbonate as a low viscosity solvent, lithium hexafluorophosphate as an electrolyte salt, and a cyclic carbonate derivative: diethyl carbonate: Lithium hexafluorophosphate = 42: 42: 16 was mixed at a mass ratio, and further added with additives. At that time, the content of the additive in the electrolytic solution was 1.0% by mass. The cyclic carbonate derivative is 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one (ClEC) in Example 1-1, and 4-fluoro-1,3 in Examples 1-2 to 1-11. -Dioxolan-2-one (FEC). Further, as the additive, as the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9, malonyl chloride shown in Chemical Formula 14 (5) was used in Examples 1-1 and 1-2, and in Example 1-3, Using acetylacetone shown in Chemical formula 14 (1), Example 1-4 using hexafluoroacetylacetone shown in Chemical formula 14 (2), and Example 1-5 using diacetamide shown in Chemical formula 14 (3) In Example 1-6, bistrifluoroacetamide shown in Chemical formula 14 (4) was used, in Example 1-7, bisformimide shown in Chemical formula 14 (6) was used, and in Example 1-8, Chemical formula 14 ( The biuret shown in 7) was used. In Example 1-9, the dicyanamide shown in Chemical formula 14 (8) was used. In Example 1-10, the malononitrile shown in Chemical formula 14 (9) was used. Then, cyanourine shown in Chemical formula 14 (10) It was used.

実施例1−1〜1−11に対する比較例1−1として、環式炭酸エステル誘導体に代えて、炭酸エチレンを用いたことを除き、他は実施例1−1〜1−11と同様にして二次電池を作製した。その際、添加剤は塩化マロニルとした。また、比較例1−2〜1−4として、添加剤を添加しなかったことを除き、他は実施例1−1〜1−11と同様にして二次電池を作製した。その際、高誘電率溶媒は、比較例1−2では炭酸エチレンとし、比較例1−3では4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとし、比較例1−4では4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとした。   As Comparative Example 1-1 with respect to Examples 1-1 to 1-11, except that ethylene carbonate was used in place of the cyclic carbonate derivative, the others were the same as those of Examples 1-1 to 1-11. A secondary battery was produced. At that time, the additive was malonyl chloride. Further, as Comparative Examples 1-2 to 1-4, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-11 except that the additive was not added. At that time, the high dielectric constant solvent was ethylene carbonate in Comparative Example 1-2, 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one in Comparative Example 1-3, and 4-fluoro- in Comparative Example 1-4. It was 1,3-dioxolan-2-one.

更に、比較例1−5では、添加剤として、化15に示したマロン酸ジメチルを用いたことを除き、他は実施例1−1〜1−11と同様にして二次電池を作製した。その際、高誘電率溶媒は4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとした。なお、マロン酸ジメチルは、化7,化8または化9に示した化合物のいずれにも含まれないものである。   Furthermore, in Comparative Example 1-5, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-11, except that dimethyl malonate shown in Chemical formula 15 was used as an additive. At that time, the high dielectric constant solvent was 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one. Dimethyl malonate is not included in any of the compounds shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9.

Figure 0004957944
Figure 0004957944

作製した実施例1−1〜1−11および比較例1−1〜1−5の二次電池について、23℃環境下において、900mAで4.2Vを上限として12時間充電し、その後10分間休止して900mAで2.5Vに達するまで放電するという充放電を繰り返し、1サイクル目の放電容量に対する50サイクル目の放電容量維持率、すなわち、(50サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100(%)を求めた。結果を表1に示す。   For the fabricated secondary batteries of Examples 1-1 to 1-11 and Comparative examples 1-1 to 1-5, in an environment of 23 ° C., the battery was charged with 900 mA and 4.2 V as the upper limit for 12 hours, and then suspended for 10 minutes. Then, the charging / discharging of discharging until reaching 2.5 V at 900 mA is repeated, and the discharge capacity maintenance ratio at the 50th cycle relative to the discharge capacity at the first cycle, that is, (discharge capacity at the 50th cycle / discharge capacity at the first cycle) ) × 100 (%). The results are shown in Table 1.

Figure 0004957944
Figure 0004957944

表1に示したように、環式炭酸エステル誘導体と、化7,化8または化9に示した化合物とを用いた実施例1−1、または実施例1−2〜1−11によれば、化7,化8または化9に示した化合物を用いなかった比較例1−3、または比較例1−4よりも、それぞれ放電容量維持率が向上した。また、環式炭酸エステル誘導体を用いなかった比較例1−1よりも、放電容量維持率が向上した。更に、環式炭酸エステル誘導体と化7,化8または化9に示した化合物とを用いなかった比較例1−2に対して、環式炭酸エステル誘導体を用いず化7,化8または化9に示した化合物を用いた比較例1−1では、放電容量維持率の改善効果がほとんどみられなかった。加えて、化7,化8または化9に示した化合物に含まれないマロン酸ジメチルを用いた比較例1−5では、これを含まない比較例1−4よりも放電容量維持率が低下した。   As shown in Table 1, according to Example 1-1 or Examples 1-2 to 1-11 using the cyclic carbonate derivative and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9, In addition, the discharge capacity retention ratio was improved as compared with Comparative Example 1-3 or Comparative Example 1-4 in which the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 was not used. Moreover, the discharge capacity maintenance rate improved rather than the comparative example 1-1 which did not use a cyclic carbonate derivative. Further, in contrast to Comparative Example 1-2 in which the cyclic carbonate derivative and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 were not used, chemical formula 7, chemical formula 8 or chemical formula 9 was used without using the cyclic carbonate derivative. In Comparative Example 1-1 using the compound shown in (2), the effect of improving the discharge capacity retention rate was hardly observed. In addition, in Comparative Example 1-5 using dimethyl malonate which is not included in the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9, the discharge capacity retention rate was lower than that in Comparative Example 1-4 which did not contain this. .

すなわち、電解液に、環式炭酸エステル誘導体と、化7,化8または化9に示した化合物とを含むようにすれば、充放電効率を向上させることができることが分かった。   That is, it was found that the charge / discharge efficiency can be improved if the electrolytic solution contains the cyclic carbonate derivative and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8, or Chemical Formula 9.

(実施例2−1〜2−11,3−1〜3−11)
実施例2−1〜2−11として、負極活物質にスズを用い、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体34Aの上に蒸着法により厚み5μmのスズよりなる負極活物質層34Bを形成したことを除き、他は実施例1−1〜1−11と同様にして二次電池を作製した。
(Examples 2-1 to 2-11, 3-1 to 3-11)
In Examples 2-1 to 2-11, tin is used as the negative electrode active material, and the negative electrode active material layer 34B made of tin having a thickness of 5 μm is formed on the negative electrode current collector 34A made of copper foil having a thickness of 15 μm by vapor deposition. Except for the above, secondary batteries were fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-11.

実施例3−1〜3−11として、負極活物質にインジウムとチタンとを含むCoSnC含有材料粉末を用い、このCoSnC含有材料粉末94質量部と、負極活物質であり導電材でもある黒鉛3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、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドンに分散させたのち、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体34Aに均一に塗布し乾燥させて厚み70μmの負極活物質層34Bを形成したことを除き、他は実施例1−1〜1−11と同様にして二次電池を作製した。   As Examples 3-1 to 3-11, a CoSnC-containing material powder containing indium and titanium is used as the negative electrode active material, 94 parts by mass of this CoSnC-containing material powder, and 3 mass of graphite which is a negative electrode active material and also a conductive material And 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder are dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and then uniformly applied to a negative electrode current collector 34A made of a copper foil having a thickness of 15 μm and dried. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-11 except that the negative electrode active material layer 34B having a thickness of 70 μm was formed.

その際、CoSnC含有材料粉末は、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。得られたCoSnC含有材料について組成の分析を行ったところ、スズの含有量は48.0質量%、コバルトの含有量は23.0質量%、インジウムの含有量は5.0質量%、チタンの含有量は2.0質量%、炭素の含有量は20.0質量%、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)は32質量%であった。なお、炭素の含有量は、炭素・硫黄分析装置により測定し、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。   At that time, the CoSnC-containing material powder was synthesized by mixing a tin-cobalt-indium-titanium alloy powder and a carbon powder and utilizing a mechanochemical reaction. When the composition of the obtained CoSnC-containing material was analyzed, the tin content was 48.0% by mass, the cobalt content was 23.0% by mass, the indium content was 5.0% by mass, The content was 2.0% by mass, the carbon content was 20.0% 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.

これらの実施例に対する比較例2−1〜2−5,3−1〜3−5として、比較例1−1−1〜1−1−5と同様の電解液を用いたことを除き、他は実施例2−1〜2−11,3−1〜3−11と同様にして二次電池を作製した。   As Comparative Examples 2-1 to 2-5 and 3-1 to 3-5 for these Examples, other than using the same electrolytic solution as Comparative Examples 1-1-1 to 1-1-5, etc. Were fabricated in the same manner as in Examples 2-1 to 2-11 and 3-1 to 3-11.

作製した実施例2−1〜2−11,3−1〜3−11および比較例2−1〜2−5,3−1〜3−5の二次電池についても、実施例1−1〜1−11と同様にして50サイクル目の放電容量維持率を求めた。結果を表2,3に示す。   For the fabricated secondary batteries of Examples 2-1 to 2-11, 3-1 to 3-11 and Comparative Examples 2-1 to 2-5, 3-1 to 3-5, Examples 1-1 to The discharge capacity retention rate at the 50th cycle was determined in the same manner as in 1-11. The results are shown in Tables 2 and 3.

Figure 0004957944
Figure 0004957944

Figure 0004957944
Figure 0004957944

表2,3に示したように、実施例1−1〜1−11と同様の結果が得られた。すなわち、他の負極活物質を用いても、電解液に、環式炭酸エステル誘導体と、化7,化8または化9に示した化合物とを含むようにすれば、充放電効率を向上させることができることが分かった。   As shown in Tables 2 and 3, the same results as in Examples 1-1 to 1-11 were obtained. That is, even if other negative electrode active materials are used, if the electrolytic solution contains the cyclic carbonate derivative and the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9, the charge / discharge efficiency can be improved. I found out that

(実施例4−1,4−2,5−1,5−2,6−1,6−2)
電解液における塩化マロニルの含有量を0.1質量%または5.0質量%としたことを除き、他は実施例1−2,2−2,3−2と同様にして二次電池を作製した。作製した実施例4−1,4−2,5−1,5−2,6−1,6−2の二次電池についても、実施例1−1〜1−11と同様にして放電容量維持率を調べた。結果を表4, 表5および表6に示す。
(Examples 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 6-1, 6-2)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-2, 2-2, and 3-2 except that the content of malonyl chloride in the electrolytic solution was 0.1% by mass or 5.0% by mass. did. Regarding the fabricated secondary batteries of Examples 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 6-1, 6-2, the discharge capacity was maintained in the same manner as in Examples 1-1 to 1-11. The rate was examined. The results are shown in Tables 4, 5 and 6.

Figure 0004957944
Figure 0004957944

Figure 0004957944
Figure 0004957944

Figure 0004957944
Figure 0004957944

表4, 表5および表6に示したように、電解液における塩化マロニルの含有量を0.1質量%以上5質量%以下とした場合に、高い放電容量維持率が得られた。すなわち、電解液における化7,化8または化9に示した化合物の含有量を0.1質量%以上5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 Tables 4, 5 and 6, when the content of malonyl chloride in the electrolytic solution was 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, a high discharge capacity retention rate was obtained. That is, it has been found that it is preferable that the content of the compound shown in Chemical Formula 7, Chemical Formula 8 or Chemical Formula 9 in the electrolytic solution is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less.

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、電解液に化7,化8または化9に示した化合物を含む場合について説明したが、全てが負極に結合しており、電解液に残存していなくてもよい。   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 embodiment and examples, the case where the electrolytic solution contains the compound shown in chemical formula 7, chemical formula 8 or chemical formula 9 has been described, but all of them are bonded to the negative electrode and are not left in the electrolytic solution. May be.

また、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。   In the above embodiments and examples, the case where an electrolytic solution is used as an electrolyte is described. In the above embodiment, a case where a gel electrolyte in which an 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.

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。   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.

加えて、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。   In addition, in the above embodiments or examples, 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 secondary batteries having other structures or secondary batteries having other structures such as a stacked 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.

本発明の一実施の形態に係る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 secondary battery 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. 本発明の他の実施の形態に係る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 secondary battery which concerns on other 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、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, 37 ... protective tape, 40 ... exterior member, 41 ... adhesion film.

Claims (7)

正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素としてスズ(Sn)およびケイ素(Si)のうちの少なくとも一方を含む材料を含有し、
前記電解液は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体と、化1,化2または化3に示した化合物からなる群のうちの少なくとも1種とを含む、二次電池。
Figure 0004957944
(式中、A1は、CH(R3)またはNHを表し、R3は水素(H)、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(式中、A2は、CH(R5)またはNHを表し、R5は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(式中、A3は、CH(R6)またはNHを表し、R6は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Bei example a cathode, an anode,
The negative electrode is capable of occluding and releasing an electrode reactant, and contains a material containing at least one of tin (Sn) and silicon (Si) as a constituent element,
The electrolyte includes cyclic and carbonate derivative, of 1, and at least one selected from the group consisting of the compounds shown in Chemical formula 2 or Chemical Formula 3 having a halogen atom, a secondary battery.
Figure 0004957944
(In the formula, A1 represents CH (R3) or NH, and R3 represents hydrogen (H), halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms. R1 and R2 represent a group substituted with halogen, wherein hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group in which at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen Represents.)
Figure 0004957944
(In the formula, A2 represents CH (R5) or NH, and R5 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. R4 represents hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen.)
Figure 0004957944
(In the formula, A3 represents CH (R6) or NH, and R6 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. Represents the selected group.)
前記化1に示した化合物は、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジアセトアミド、ビストリフルオロアセトアミド、塩化マロニル、ビスホルムイミドおよびビウレットのうちの少なくとも1種であり、The compound shown in Chemical Formula 1 is at least one of acetylacetone, hexafluoroacetylacetone, diacetamide, bistrifluoroacetamide, malonyl chloride, bisformimide and biuret,
化2に示した化合物は、シアノ尿素であり、The compound shown in Chemical Formula 2 is cyanourea,
化3に示した化合物はジシアナミドおよびマロノニトリルのうちの少なくとも1種である、請求項1記載の二次電池。The secondary battery according to claim 1, wherein the compound represented by Chemical Formula 3 is at least one of dicyanamide and malononitrile.
前記電解液における化1,化2または化3に示した化合物の含有量は、0.1質量%以上5質量%以下である請求項1記載の二次電池。 The content of the compound represented by Chemical Formula in the electrolytic solution 1, Formula 2 or Formula 3 is 5 wt% or less than 0.1 wt%, the secondary battery according to claim 1, wherein. 前記環式炭酸エステル誘導体は、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンおよび4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンのうちの少なくとも一方を含む請求項1記載の二次電池。 The secondary of claim 1 , wherein the cyclic carbonate derivative comprises at least one of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one. battery. 正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素としてスズおよびケイ素のうちの少なくとも一方を含む材料を含有し、
前記負極の少なくとも一部には、化4,化5または化6に示した化合物がキレート結合しており、
前記電解液は、ハロゲン原子を有する環式炭酸エステル誘導体を含む、二次電池。
Figure 0004957944
(式中、A1は、CH(R3)またはNHを表し、R3は水素(H)、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R1およびR2は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(式中、A2は、CH(R5)またはNHを表し、R5は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。R4は、水素、ハロゲン、NH2 炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Figure 0004957944
(式中、A3は、CH(R6)またはNHを表し、R6は水素、ハロゲン、炭素数が4以下のアルキル基、または炭素数が4以下のアルキル基の少なくとも一部の水素をハロゲンで置換した基を表す。)
Bei example a cathode, an anode,
The negative electrode is capable of occluding and releasing an electrode reactant, and contains a material containing at least one of tin and silicon as a constituent element,
At least a part of the negative electrode is chelate-bonded with the compound shown in Chemical formula 4, Chemical formula 5 or Chemical formula 6,
The electrolyte solution is a secondary battery including a cyclic carbonate derivative having a halogen atom.
Figure 0004957944
(In the formula, A1 represents CH (R3) or NH, and R3 represents hydrogen (H), halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms. R1 and R2 represent a group substituted with halogen, wherein hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group in which at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms is substituted with halogen Represents.)
Figure 0004957944
(In the formula, A2 represents CH (R5) or NH, and R5 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. R4 represents hydrogen, halogen, NH 2 , an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or a group obtained by substituting at least part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen.)
Figure 0004957944
(In the formula, A3 represents CH (R6) or NH, and R6 represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 4 or less carbon atoms , or at least a part of hydrogen of an alkyl group having 4 or less carbon atoms with halogen. Represents the selected group.)
前記化1に示した化合物は、アセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジアセトアミド、ビストリフルオロアセトアミド、塩化マロニル、ビスホルムイミドおよびビウレットのうちの少なくとも1種であり、The compound shown in Chemical Formula 1 is at least one of acetylacetone, hexafluoroacetylacetone, diacetamide, bistrifluoroacetamide, malonyl chloride, bisformimide and biuret,
化2に示した化合物は、シアノ尿素であり、The compound shown in Chemical Formula 2 is cyanourea,
化3に示した化合物はジシアナミドおよびマロノニトリルのうちの少なくとも1種である、請求項5記載の二次電池。The secondary battery according to claim 5, wherein the compound represented by Chemical Formula 3 is at least one of dicyanamide and malononitrile.
前記環式炭酸エステル誘導体は、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンおよび4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オンのうちの少なくとも一方を含む請求項記載の二次電池。 The secondary of claim 5 , wherein the cyclic carbonate derivative comprises at least one of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one. battery.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1987559B1 (en) 2006-01-12 2017-11-01 LG Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte and electrochemical device with improved safety
KR100767427B1 (en) * 2006-12-21 2007-10-17 제일모직주식회사 Nonaqueous electrolyte for li-secondary battery and li secondary battery thereby
US9118062B2 (en) 2007-06-13 2015-08-25 Sony Corporation Anode and method of manufacturing the same, and battery and method of manufacturing the same
JP2009093843A (en) * 2007-10-04 2009-04-30 Sony Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2010001892A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 ソニー株式会社 Secondary battery and electronic device
JP5273452B2 (en) * 2008-08-21 2013-08-28 ソニー株式会社 Secondary battery, negative electrode, positive electrode and electrolyte
JP5463632B2 (en) * 2008-07-04 2014-04-09 ソニー株式会社 Negative electrode for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery and electronic device
KR101802342B1 (en) * 2008-11-13 2017-11-28 삼성에스디아이 주식회사 Organic electrolytic solution and lithium battery employing the same
US8501355B2 (en) * 2009-02-27 2013-08-06 Lg Chem, Ltd. Electrolyte, and secondary battery comprising same
CN102290600A (en) 2010-06-18 2011-12-21 索尼公司 Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery
KR101520158B1 (en) * 2012-09-21 2015-05-13 주식회사 엘지화학 Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
US9660239B2 (en) 2012-11-22 2017-05-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Positive active material layer for rechargeable lithium battery, separator for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including at least one of same
JP6500541B2 (en) * 2014-03-28 2019-04-17 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Battery Using the Same
JP6772834B2 (en) 2014-09-30 2020-10-21 三菱ケミカル株式会社 Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte solution secondary battery using it

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03108265A (en) * 1989-09-21 1991-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Aluminium battery
JP2000077103A (en) * 1998-08-31 2000-03-14 Hitachi Ltd Lithium secondary battery and apparatus
JP2000156245A (en) * 1998-11-19 2000-06-06 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery

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