JP5799752B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP5799752B2
JP5799752B2 JP2011238023A JP2011238023A JP5799752B2 JP 5799752 B2 JP5799752 B2 JP 5799752B2 JP 2011238023 A JP2011238023 A JP 2011238023A JP 2011238023 A JP2011238023 A JP 2011238023A JP 5799752 B2 JP5799752 B2 JP 5799752B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbonate
aqueous electrolyte
less
mass
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011238023A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012109240A (en
Inventor
布施 亨
亨 布施
浩二 深水
浩二 深水
浩之 徳田
浩之 徳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2011238023A priority Critical patent/JP5799752B2/en
Publication of JP2012109240A publication Critical patent/JP2012109240A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5799752B2 publication Critical patent/JP5799752B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水系電解液二次電池に関し、詳しくは、電解質として三重結合を有する特定の環状化合物を含有する非水系電解液と負極に菱面体晶率が特定の割合を有する黒鉛からなる負極活物質を含む非水系電解液二次電池、および該非水系電解液二次電池に備えられる非水系電解液、並びに負極活物質に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more specifically, a non-aqueous electrolyte containing a specific cyclic compound having a triple bond as an electrolyte and a negative electrode comprising graphite having a specific ratio of rhombohedral crystal in the negative electrode The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including an active material, a non-aqueous electrolyte provided in the non-aqueous electrolyte secondary battery, and a negative electrode active material.

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる携帯電子機器用電源から自動車用等の駆動用車載電源や定置用大型電源等に至るまでの広範な電源としてリチウム二次電池等の非水系電解液二次電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の電子機器の高性能化や駆動用車載電源や定置用大型電源への適用等に伴い、適用される二次電池への要求はますます高まり、二次電池の電池特性の高性能化、例えば高容量化、高温保存特性、サイクル特性等の向上を高い水準で達成することが求められている。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium secondary batteries are widely used as power sources for so-called portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, to in-vehicle power sources for automobiles and large power sources for stationary applications. It is being put into practical use. However, with the recent high performance of electronic devices and the application to in-vehicle power supplies for driving and large power supplies for stationary applications, the demand for applied secondary batteries is increasing, and the high performance of the battery characteristics of secondary batteries is increasing. For example, it is required to achieve high levels of improvement in capacity, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, and the like.

非水系電解液リチウム二次電池に用いる電解液は、通常、主として電解質と非水溶媒とから構成されている。非水溶媒の主成分としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステルなどが用いられている。   The electrolyte used for the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery is usually composed mainly of an electrolyte and a non-aqueous solvent. The main components of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. It is used.

また、これらの非水系電解液を用いた電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性、低温特性等の電池特性を改良するために、種々の非水溶媒や電解質、助剤等も提案されている。例えば、負極活物質に炭素を用いた非水電解質において、ビニレンカーボネート及びその誘導体や、ビニルエチレンカーボネート誘導体を使用することにより、二重結合を有する環状カーボネートが負極と優先的に反応して負極表面に良質の被膜を形成し、これにより電池の保存特性とサイクル特性が向上することが特許文献1および2に開示されている。   In addition, various nonaqueous solvents, electrolytes, auxiliaries, and the like have been proposed in order to improve battery characteristics such as load characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, and low temperature characteristics of batteries using these nonaqueous electrolyte solutions. . For example, in a non-aqueous electrolyte using carbon as the negative electrode active material, by using vinylene carbonate and its derivatives or vinyl ethylene carbonate derivatives, the cyclic carbonate having a double bond reacts preferentially with the negative electrode surface. Patent Documents 1 and 2 disclose that a high-quality film is formed on the battery, thereby improving the storage characteristics and cycle characteristics of the battery.

また、例えば負極活物質に人造黒鉛を用いた非水電解質において、特定のエチレンカーボネート誘導体と、三重結合含有化合物及び/又はペンタフルオロフェニルオキシ化合物とを併用することにより、ガス発生が少なく、サイクル特性が改善されることが特許文献3に開示されている。   In addition, for example, in a non-aqueous electrolyte using artificial graphite as a negative electrode active material, by combining a specific ethylene carbonate derivative with a triple bond-containing compound and / or a pentafluorophenyloxy compound, gas generation is reduced and cycle characteristics are reduced. It is disclosed in Patent Document 3 that the above is improved.

特開平8−45545号公報JP-A-8-45545 特開平4−87156号公報JP-A-4-87156 WO2006−077763号公報WO 2006-077763

上記のように近年の二次電池の高性能化への要求が高まる中、リチウム二次電池の特性の向上、すなわち、高容量化、高温保存特性、サイクル特性等の向上が求められている。
このような背景の下、特許文献1、2に記載されている負極活物質に炭素を用い、非水電解質として二重結合を有する環状カーボネートを用いた非水電解液二次電池では、電極表面を保護して保存特性やサイクル特性等の電池耐久性を向上されるものの、充電状態の電池を高温で放置したり、連続充放電サイクルを行うと、正極上で不飽和環状カーボネー
トまたはその誘導体が酸化分解して炭酸ガスを発生するという問題があった。このような使用環境下で炭酸ガスが発生すると、例えば、電池の安全弁が作動したり、電池が膨張する等により電池自体が使用不能になる場合がある。
As described above, in recent years, the demand for higher performance of secondary batteries is increasing, and thus the characteristics of lithium secondary batteries have been improved, that is, higher capacity, higher temperature storage characteristics, cycle characteristics and the like have been demanded.
Under such a background, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using carbon as the negative electrode active material described in Patent Documents 1 and 2 and using a cyclic carbonate having a double bond as the non-aqueous electrolyte, the electrode surface Although the battery durability such as storage characteristics and cycle characteristics is improved by protecting the battery, if the charged battery is left at a high temperature or subjected to continuous charge and discharge cycles, the unsaturated cyclic carbonate or derivative thereof is formed on the positive electrode. There was a problem that carbon dioxide gas was generated by oxidative decomposition. If carbon dioxide gas is generated in such a use environment, the battery itself may become unusable due to, for example, activation of a battery safety valve or expansion of the battery.

また、特許文献3に記載されている負極活物質に人造黒鉛を用い、非水電解質として三重結合含有化合物などを用いた非水電解液二次電池では、非水電解質として三重結合含有化合物などを用いているが、高容量化のために電極密度を高くすると、電解液との反応性が大きく、サイクル特性が向上し難い課題がある。
そこで、本発明は、近年の二次電池に要求性能に対して発現する上記の種々の問題を解消し、特に、サイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液二次電池を提供すること、および、この非水系電解液二次電池に好適な非水系電解液、及び負極活物質を提供することにある。
Further, in a non-aqueous electrolyte secondary battery using artificial graphite as the negative electrode active material described in Patent Document 3 and using a triple bond-containing compound as a non-aqueous electrolyte, a triple bond-containing compound or the like is used as a non-aqueous electrolyte. Although it is used, if the electrode density is increased to increase the capacity, there is a problem that the reactivity with the electrolytic solution is large and the cycle characteristics are difficult to improve.
Therefore, the present invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the various problems expressed with respect to the required performance in recent secondary batteries are solved, and in particular, durability characteristics such as cycle and storage are improved. And providing a non-aqueous electrolyte suitable for the non-aqueous electrolyte secondary battery and a negative electrode active material.

発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、非水系電解液電池に使用する負極中に菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、且つ、非水系電解液中に、下記一般式(1)で表される化合物よりなる群の中から少なくとも一種以上を含有することにより、サイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液電池が実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have made a negative electrode active material composed of graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% in a negative electrode used in a non-aqueous electrolyte battery. In addition, the non-aqueous electrolyte contains at least one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (1), thereby improving durability characteristics such as cycle and storage. The present inventors have found that an aqueous electrolyte battery can be realized and have completed the present invention.

即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
a)リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液電池であって、前記負極は菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、
b)前記非水系電解液が下記一般式()で表される化合物を含有することを特徴とする、非水系電解液電池に関する。(請求項1)
That is, the gist of the present invention is as follows.
a) a non-aqueous electrolyte solution comprising a lithium salt and a non-aqueous solvent for dissolving the lithium salt, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a positive electrode, wherein the negative electrode Including a negative electrode active material composed of graphite particles having a plane crystallinity of 0% to 35%,
b) The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery characterized in that the non-aqueous electrolyte contains a compound represented by the following general formula ( 2 ). (Claim 1)

Figure 0005799752
Figure 0005799752

(YはC=O、S=O、S(=O) 2 、P(=O)−R 2 、P(=O)−OR 3 を表す。R 2 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R 3 は、Li、NR 4 4
たは、置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R 4 は置換基を有し
てもよい炭素数1から20の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
また、本発明の別の要旨は、上記請求項1に記載の菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子の(002)面の層間距離d002が0.335nm以上、0.339nm以下であることを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。(請求項2)
また、本発明の別の要旨は、上記請求項1または2に記載の菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれることを特徴とする非水系電解液電池、に存する。(請求項3)
また、本発明の別の要旨は、上記請求項1ないし3の何れか1項に記載の一般式()で表される化合物が、下記式(3)〜(8)で表される化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。(請求項4)
(Y represents C═O, S═O, S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P (═O) —OR 3 , where R 2 is an optionally substituted carbon. It is a hydrocarbon group of the number 1 to 20. R 3 is Li, NR 4 4 or
Or it is a C1-C20 hydrocarbon group which may have a substituent. R 4 has a substituent
And may be the same or different from each other. )
Another gist of the present invention is that the interlayer distance d002 of the (002) plane of the graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less according to claim 1 is 0.335 nm or more and 0.339 nm. It exists in the non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by the following. (Claim 2)
Another gist of the present invention is that the graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% according to claim 1 or 2 are graphite particles in which carbon is coated with nuclear graphite, and graphite is nuclear graphite. A non-aqueous electrolyte battery characterized by being selected from at least one of graphite particles coated with graphite and natural graphite particles. (Claim 3)
Another gist of the present invention is that the compound represented by the general formula ( 2 ) according to any one of claims 1 to 3 is represented by the following formulas (3) to (8): The present invention resides in a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by being at least one of the following. (Claim 4)

Figure 0005799752
Figure 0005799752

た、本発明の別の要旨は、上記請求項1ないし4の何れか1項に記載の非水系電解液が、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートから選ばれる群の中から少なくとも一種以上を含有することを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。(請求項5)
また、本発明の別の要旨は、上記請求項1ないし5の何れか1項に記載の非水系電解液が、少なくともモノフルオロリン酸リチウム(LiPO3F)、ジフルオロリン酸リチウ
ム(LiPO22)、FSO3Li、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテ
トラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェートの群から選ばれる何れか1つを含有することを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。(請求項6)
また、本発明の別の要旨は、上記請求項1ないし6の何れか1項に記載の非水系電解液二次電池に用いることを特徴とする非水系電解液、に存する。(請求項7)
Also, another aspect of the present invention, the non-aqueous electrolyte solution according to any one of the claims 1 to 4, carbon - selected from a cyclic carbonate having a cyclic carbonate and a fluorine atom carbon double bond A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that it contains at least one or more of the group. (Claim 5)
Another gist of the present invention is that the non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 5 is at least lithium monofluorophosphate (LiPO 3 F), lithium difluorophosphate (LiPO 2 F). 2 ) non-aqueous electrolysis characterized by containing any one selected from the group consisting of FSO 3 Li, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, and lithium difluorobis (oxalato) phosphate It resides in a liquid secondary battery. (Claim 6)
Another gist of the present invention resides in a non-aqueous electrolyte solution used in the non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6. (Claim 7)

本発明により、特に高電圧化や高容量化されたリチウム二次電池設計において電池のサイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液電池および該負極に使用される負極活物質並びに該非水系電解液に使用される非水系電解液が提供される。   According to the present invention, a non-aqueous electrolyte battery in which durability characteristics such as battery cycle and storage are improved, particularly in a high voltage and high capacity lithium secondary battery design, a negative electrode active material used in the negative electrode, and A non-aqueous electrolyte used for an aqueous electrolyte is provided.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented.

1.負極
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。
<負極活物質>
本発明の構成要素の一つである負極活物質としては、菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子を含むものであれば、特に制限はされない。ここで、本発明における菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子とは以下に定義されるものである。
1. Negative electrode The negative electrode active material used for the negative electrode is described below.
<Negative electrode active material>
The negative electrode active material that is one of the components of the present invention is not particularly limited as long as it includes graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35%. Here, the graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% in the present invention are defined below.

[黒鉛粒子]
本発明で定義される黒鉛粒子は、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335nm以上、0.340nm未満の炭素のことである。ここで、d値は好ましくは0.339nm以下、更に好ましくは0.337nm以下である。d値が大きすぎると結晶性が低下し、初期不可逆容量が増加する場合がある。一方0.335nmは黒鉛の理論値である。
[Graphite particles]
The graphite particles defined in the present invention are carbon whose d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 0.335 nm or more and less than 0.340 nm. is there. Here, the d value is preferably 0.339 nm or less, more preferably 0.337 nm or less. If the d value is too large, the crystallinity may decrease and the initial irreversible capacity may increase. On the other hand, 0.335 nm is a theoretical value of graphite.

黒鉛粒子としては、天然黒鉛粒子及び/又は人造黒鉛粒子などが挙げられる。好ましくは、黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれる。
天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては、ピッチ原料を高温熱処理して製造した、コークス、ニードルコークス、高密度炭素材料等の黒鉛質粒子が挙げられる。好ましくは、低コストと電極作製のし易さの点で、球形化した天然黒鉛粒子である。
Examples of the graphite particles include natural graphite particles and / or artificial graphite particles. Preferably, the graphite particles are selected from any one or more of graphite particles obtained by coating carbon with nuclear graphite, graphite particles obtained by coating graphite with nuclear graphite, and natural graphite particles.
Examples of natural graphite include scaly graphite, scaly graphite, and soil graphite. Examples of artificial graphite include graphite particles such as coke, needle coke, and high-density carbon material produced by high-temperature heat treatment of pitch raw materials. Of these, natural graphite particles that are spheroidized are preferable in terms of low cost and ease of electrode production.

[菱面体晶率]
本発明で定義される菱面体晶率は、X線広角回折法(XRD)による菱面体晶構造黒鉛層(ABCスタッキング層)と六方晶構造黒鉛層(ABスタッキング層)の割合から次式を用いて求めることができる。
菱面体晶率(%)=XRDのABC(101)ピークの積分強度÷
XRDのAB(101)ピーク積分強度×100
ここで、本発明の黒鉛粒子の菱面体晶率は、通常0%以上、好ましくは3%以上、更に好ましくは5%以上、特に好ましくは12%以上、また、通常35%以下、好ましくは27%以下、更に好ましくは24%以下、特に好ましくは20%以下の範囲である。ここで、菱面体晶率が0%とは、ABCスタッキング層に由来するXRDピークが殆ど検出されないことを指す。
[Rhombohedral crystal ratio]
The rhombohedral crystal ratio defined in the present invention is expressed by the following formula based on the ratio of rhombohedral structure graphite layer (ABC stacking layer) and hexagonal structure graphite layer (AB stacking layer) by X-ray wide angle diffraction (XRD). Can be obtained.
Rhombohedral crystal ratio (%) = integrated intensity of ABC (101) peak of XRD ÷
XRD AB (101) peak integrated intensity × 100
Here, the rhombohedral crystal ratio of the graphite particles of the present invention is usually 0% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, particularly preferably 12% or more, and usually 35% or less, preferably 27. % Or less, more preferably 24% or less, particularly preferably 20% or less. Here, the rhombohedral crystal ratio of 0% means that the XRD peak derived from the ABC stacking layer is hardly detected.

菱面体晶率が大きすぎると、黒鉛粒子の結晶構造中に欠陥が多く含まれているので、Liの挿入量が減少し高容量が得られ難い傾向がある。また、前記欠陥によってサイクル中に電解液が分解するため、サイクル特性が低下する傾向がある。これに対し、菱面体晶率が本発明の範囲内であれば、例えば、黒鉛粒子の結晶構造中に欠陥が少なく電解液との反応性が小さく、サイクル中の電解液の消耗が少なくサイクル特性に優れるので好ましい。   If the rhombohedral crystal ratio is too large, many defects are contained in the crystal structure of the graphite particles, so that the amount of Li inserted tends to decrease and it is difficult to obtain a high capacity. In addition, since the electrolyte is decomposed during the cycle due to the defects, the cycle characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if the rhombohedral crystal ratio is within the range of the present invention, for example, the crystal structure of the graphite particles has few defects and low reactivity with the electrolytic solution, and the consumption of the electrolytic solution during the cycle is small and the cycle characteristics. It is preferable because it is excellent.

菱面体晶率を求めるためのXRDの測定方法は、0.2mmの試料板に黒鉛粉体が配向しないように充填し、X線回折装置(例えば、PANalytical社製 X'Pert Pro MPDでCuKα線にて、出力45kV、40mA)で測定した。得られた回折パターンを使用し解析ソフトJADE5.0を用い、非対称ピアソンVII関数を用いたプロファイルフィッティングにより前記ピーク積分強度をそれぞれ算出し、前記式から菱面体晶率を求める。   The XRD measurement method for determining the rhombohedral crystal ratio is as follows: a 0.2 mm sample plate is filled so that the graphite powder is not oriented, and an X-ray diffractometer (for example, CuKα ray is used with X'Pert Pro MPD manufactured by PANalytical). And an output of 45 kV and 40 mA). Using the obtained diffraction pattern, the peak integrated intensity is calculated by profile fitting using the asymmetric Pearson VII function using analysis software JADE5.0, and the rhombohedral crystal ratio is obtained from the above formula.

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット:
ソーラースリット 0.04度
発散スリット 0.5度
横発散マスク 15mm
散乱防止スリット 1度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(101)面:41度≦2θ≦47.5度 0.3度/60秒
・バックグラウンド補正:42.7から45.5度の間を直線で結び、
バックグラウンドとし差し引く。
・菱面体晶構造黒鉛粒子層のピーク:43.4度付近のピークのことを指す。
・六方晶構造黒鉛粒子層のピーク:44.5度付近のピークのことを指す。
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Solar slit 0.04 degree divergence slit 0.5 degree side divergence mask 15mm
Anti-scattering slit 1 degree ・ Measurement range and step angle / measurement time:
(101) plane: 41 ° ≦ 2θ ≦ 47.5 ° 0.3 ° / 60 sec. Background correction: connecting 42.7 to 45.5 ° with a straight line,
Subtract as background.
-Peak of rhombohedral-structure graphite particle layer: refers to a peak around 43.4 degrees.
-Peak of hexagonal structure graphite particle layer: It indicates a peak around 44.5 degrees.

上記範囲の菱面体晶率を有する黒鉛粒子を得る方法は、従来の技術を用いて製造する方法を採用することが可能であり、特に限定されないが、黒鉛粒子を500℃以上の温度で熱処理することにより製造することが好ましい。特に、黒鉛粒子に衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与える。この他、本発明で規定する菱面体晶率は、機械的作用の強度、処理時間、繰り返しの有無などを変えることでも調整することが可能である。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材料を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するもの、若しくは、循環機構を有しないが装置を複数台連結させ処理する機構を有するものであるのが好ましい。好ましい装置の一例として、(株)奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムなどを挙げることができる。   A method for obtaining graphite particles having a rhombohedral crystal ratio in the above range can employ a method of manufacturing using conventional techniques, and is not particularly limited, but the graphite particles are heat-treated at a temperature of 500 ° C. or higher. It is preferable to manufacture by this. In particular, mechanical effects such as compression, friction, shearing force, etc. including the interaction of particles are given to graphite particles mainly by impact force. In addition, the rhombohedral crystal ratio defined in the present invention can also be adjusted by changing the strength of mechanical action, processing time, presence / absence of repetition, and the like. Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, mechanical action such as impact compression, friction, shearing force, etc. is applied to the carbon material introduced inside. An apparatus that provides a surface treatment is preferable. Moreover, it is preferable to have a mechanism that repeatedly gives a mechanical action by circulating a carbon material, or a mechanism that does not have a circulation mechanism but connects a plurality of apparatuses. As an example of a preferable apparatus, there can be mentioned a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.

また、前記機械的作用を与えた後に熱処理を加えることがより好ましい。
更に前記機械的作用を与えた後に炭素前駆体と複合化し700℃以上の温度で熱処理を加えることが特に好ましい。
Further, it is more preferable to apply a heat treatment after applying the mechanical action.
Further, it is particularly preferable that after applying the mechanical action, it is combined with a carbon precursor and subjected to heat treatment at a temperature of 700 ° C. or higher.

[負極活物質の形態]
負極活物質の形態としては、黒鉛粒子の菱面体晶率が前記範囲内であれば、特に制限はされないが、例えば、(1)核黒鉛と炭素の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子、(2)核黒鉛と黒鉛の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子、(3)菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子、及び(1)〜(3)の混合物などが挙げられる。
[Form of negative electrode active material]
The form of the negative electrode active material is not particularly limited as long as the rhombohedral crystal ratio of the graphite particles is within the above range. For example, (1) rhombohedral crystal composed of a composite and / or mixture of nuclear graphite and carbon Graphite particles having a rate of 0% to 35%, (2) graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% composed of a composite and / or mixture of nuclear graphite and graphite, and (3) rhombohedral crystal rate And graphite particles having a ratio of 0% to 35% and mixtures of (1) to (3).

ここで、前記核黒鉛としては前述の天然黒鉛や人造黒鉛などが挙げられる。また、核黒鉛としての天然黒鉛は球状天然黒鉛が好ましい。(本明細書では、球状天然黒鉛を球形化黒鉛ともいう)
例えば、(1)と(2)を組み合わせた混合物の場合、(1)の複合体及び/又は混合物に対して、(2)の複合体及び/又は混合物の割合は、通常5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。また、通常95質量%以下、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。(2)の混合割合が少なすぎると、不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する傾向があり、混合割合が多すぎると低温でのLi受入れ性が低下する傾向がある。
Here, examples of the nuclear graphite include the aforementioned natural graphite and artificial graphite. The natural graphite as the core graphite is preferably spherical natural graphite. (In this specification, spherical natural graphite is also referred to as spheroidized graphite)
For example, in the case of a mixture obtained by combining (1) and (2), the ratio of the complex and / or mixture of (2) to the complex and / or mixture of (1) is usually 5% by mass or more, Preferably it is 10 mass% or more, More preferably, it is 15 mass% or more. Moreover, it is 95 mass% or less normally, Preferably it is 90 mass% or less, More preferably, it is 85 mass% or less. When the mixing ratio of (2) is too small, the irreversible capacity tends to increase and the battery capacity tends to decrease, and when the mixing ratio is too large, the Li acceptability at low temperatures tends to decrease.

(1)と(3)を組み合わせた混合物の場合、(1)の複合体及び/又は混合物に対して、(3)の黒鉛粒子の割合は、通常5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。また、通常70質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。(3)の混合割合が少なすぎると、電池容量を大きくするために電極を高密度にプレスする時にプレス荷重が高くなり高密度化し難い懸念があり、多すぎると不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する虞がある。   In the case of a mixture obtained by combining (1) and (3), the ratio of the graphite particles of (3) to the composite and / or mixture of (1) is usually 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more. More preferably, it is 15 mass% or more. Moreover, it is 70 mass% or less normally, Preferably it is 60 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less. If the mixing ratio of (3) is too small, there is a concern that when the electrode is pressed at a high density in order to increase the battery capacity, there is a concern that the press load increases and it is difficult to increase the density, and if it is too large, the irreversible capacity increases and the battery capacity increases. May decrease.

(2)と(3)を組み合わせた混合物の場合、(2)の複合体及び/又は混合物に対して、(3)の黒鉛粒子の割合は、通常5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。また、通常70質量%以下、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。(3)の混合割合が少なすぎると、電池容量を大きくするために電極を高密度にプレスする時にプレス荷重が高くなり高密度化し難い傾向があり、多すぎると不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する傾向がある。   In the case of a mixture obtained by combining (2) and (3), the ratio of the graphite particles of (3) to the composite and / or mixture of (2) is usually 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more. More preferably, it is 20% by mass or more. Moreover, it is 70 mass% or less normally, Preferably it is 60 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less. If the mixing ratio of (3) is too small, the electrode load tends to increase when the electrode is pressed at a high density in order to increase the battery capacity, and it tends to be difficult to increase the density. There is a tendency to decrease.

これらの組み合わせとして、(1)の複合体と(2)の複合体の組み合わせ、(1)の複合体と(3)の黒鉛粒子の組み合わせ、(2)の複合体と(3)の黒鉛粒子の組み合わせが好ましく、(1)の複合体と(2)の複合体の組み合わせ、(1)の複合体と(3)の黒鉛粒子の組み合わせが、高密度電極が作製し易く、導電パスが確保され易くサイクル特性に優れるのでより好ましい。   As a combination of these, the combination of the composite of (1) and the composite of (2), the combination of the composite of (1) and (3) the graphite particles, the composite of (2) and the graphite particles of (3) The combination of (1) and (2), and the combination of (1) and (3) graphite particles facilitates the production of a high-density electrode and secures a conductive path. It is more preferable because it is easily processed and has excellent cycle characteristics.

また、上記黒鉛粒子を菱面体晶率が0%以上35%以下の範囲外である他の黒鉛と混合する場合、通常、本発明の黒鉛粒子質量に対して、他の黒鉛は、通常2質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。また、通常50質量%以下、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。他の黒鉛が少なすぎると他の黒鉛を混合した効果が得られにくい傾向があり、多すぎると本発明の効果が小さくなる傾向がある。   In addition, when the above graphite particles are mixed with other graphite having a rhombohedral crystal ratio outside the range of 0% or more and 35% or less, the other graphite is usually 2 mass relative to the mass of the graphite particles of the present invention. % Or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. Moreover, it is 50 mass% or less normally, Preferably it is 45 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or less. If the amount of other graphite is too small, the effect of mixing other graphite tends to be difficult to obtain, and if it is too large, the effect of the present invention tends to be small.

また、負極活物質の形態が(1)及び/又は(2)を含む場合、これらの複合体を構成する核黒鉛の菱面体晶率は、黒鉛粒子と同様に通常0%以上、好ましくは3%以上、更に好ましくは5%以上、また、通常35%以下、好ましくは27%以下、更に好ましくは24%以下、特に好ましくは20%以下の範囲である。これらの複合体を構成する核黒鉛の菱面体晶率は、前記の黒鉛粒子と同様な方法で求めることができる。   Further, when the form of the negative electrode active material includes (1) and / or (2), the rhombohedral crystal ratio of the nuclear graphite constituting these composites is usually 0% or more, preferably 3 like the graphite particles. % Or more, more preferably 5% or more, and usually 35% or less, preferably 27% or less, more preferably 24% or less, and particularly preferably 20% or less. The rhombohedral crystal ratio of the nuclear graphite constituting these composites can be determined by the same method as that for the graphite particles.

(1)核黒鉛と炭素の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子
核黒鉛と炭素の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子とは、例えば、核黒鉛に炭素前駆体を被覆や結合し、600℃〜2200℃にて焼成やCVDなどすることで得ることができ、核黒鉛に炭素が被覆又は結合した菱面体晶率が前記範囲内にある黒鉛粒子のことを指す。また、炭素の被覆率は、通常1質量%以上、好ましくは、2質量%以上であり、通常15質量%以下、好ましくは10質量%以下である。
(1) Graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less composed of a composite and / or mixture of nuclear graphite and carbon. A rhombohedral crystal ratio composed of a composite and / or mixture of nuclear graphite and carbon is 0%. The graphite particles of 35% or less can be obtained, for example, by coating or bonding a carbon precursor to nuclear graphite and firing or CVD at 600 ° C. to 2200 ° C. This refers to graphite particles having a bonded rhombohedral crystal ratio within the above range. The coverage of carbon is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and usually 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less.

本発明の被覆率とは、核黒鉛質量と焼成後の炭素前駆体由来の炭素質量などから、次式を用いて計算できる。
被覆率(質量%)=炭素質量÷(核黒鉛質量+炭素質量)×100
また、前記混合物とは、例えば、黒鉛粒子と炭素からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子のことを指す。
The coverage of the present invention can be calculated using the following formula from the mass of nuclear graphite and the mass of carbon derived from the carbon precursor after firing.
Coverage (mass%) = carbon mass ÷ (nuclear graphite mass + carbon mass) × 100
Moreover, the said mixture refers to the graphite particle whose rhombohedral crystal | crystallization ratio which consists of graphite particle | grains and carbon is 0% or more and 35% or less, for example.

(2)核黒鉛と黒鉛の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子
核黒鉛と黒鉛の複合体及び/又は混合物からなる菱面体晶率が0%以上35%以下の黒鉛粒子とは、例えば、核黒鉛に炭素前駆体を被覆や結合し、2300℃以上〜3200℃以下の温度で黒鉛化することで得ることができ、核黒鉛に易黒鉛及び/又は難黒鉛が被覆又は結合した菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子のことを指す。
(2) Graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less composed of a composite and / or a mixture of nuclear graphite and graphite. A rhombohedral crystal ratio of a composite and / or a mixture of nuclear graphite and graphite is 0%. The graphite particles of 35% or less can be obtained, for example, by coating or bonding a nuclear precursor with a carbon precursor and graphitizing at a temperature of 2300 ° C. or higher and 3200 ° C. or lower. / Or refers to graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less coated or bonded with hard graphite.

また、黒鉛の被覆率は、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下である。
本発明でいう被覆率とは、核黒鉛質量と黒鉛化後の炭素前駆体由来の黒鉛質量などから、次式を用いて計算できる。
被覆率(質量%)=前駆体由来黒鉛質量÷
(核黒鉛質量+前駆体由来黒鉛質量)×100
また、前記混合物とは、例えば、菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子と黒鉛が被覆や結合のない状態で任意の割合で混合しているもののことを指す。
The coverage of graphite is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less.
The coverage referred to in the present invention can be calculated from the mass of nuclear graphite and the mass of graphite derived from the carbon precursor after graphitization using the following formula.
Coverage (mass%) = precursor-derived graphite mass ÷
(Nuclear graphite mass + precursor-derived graphite mass) × 100
The mixture refers to, for example, a mixture of graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less and graphite in an arbitrary ratio without being covered or bonded.

(3)菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子
菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子とは、前記(1)、(2)の構造を含まない、菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子からなるもののことを指す。具体的には、力学的エネルギー処理を施した核黒鉛に炭素及び/又は黒鉛を複合化していない黒鉛粒子を指す。更に、この菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子を400℃〜3200℃にて焼成した黒鉛粒子を用いることもできる。
(3) Graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less The graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% or more and 35% or less do not include the structures (1) and (2). This refers to those composed of graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35%. Specifically, it refers to graphite particles in which carbon and / or graphite is not combined with nuclear graphite subjected to mechanical energy treatment. Further, graphite particles obtained by firing graphite particles having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% at 400 ° C. to 3200 ° C. can also be used.

前記黒鉛粒子は一種類で構成されていてもよいし、形態や粒径の異なる複数の黒鉛粒子から構成されていてもよい。   The graphite particles may be composed of one kind, or may be composed of a plurality of graphite particles having different forms and particle sizes.

<負極活物質の物性>
負極活物質としては更に以下の物性を有するものであることが望ましい。
(X線パラメータ)
負極活物質の学振法によるX線回折で求めた黒鉛粒子の結晶子サイズ(Lc)、(La)は、30nm以上であることが好ましく、中でも100nm以上であることが更に好ましい。結晶子サイズがこの範囲であれば、負極活物質に充電可能なリチウム量が多くなり、高容量を得易いので好ましい。
<Physical properties of negative electrode active material>
The negative electrode active material preferably further has the following physical properties.
(X-ray parameters)
The crystallite size (Lc) and (La) of the graphite particles determined by X-ray diffraction by the Gakushin method of the negative electrode active material is preferably 30 nm or more, and more preferably 100 nm or more. If the crystallite size is within this range, the amount of lithium that can be charged in the negative electrode active material is increased, and a high capacity is easily obtained, which is preferable.

(体積基準平均粒径)
負極活物質の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)が、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上、特に好ましくは7μm以上であり、また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、更に好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下である。
(Volume-based average particle size)
The volume-based average particle diameter of the negative electrode active material is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm, based on the volume-based average particle diameter (median diameter) determined by the laser diffraction / scattering method. In addition, it is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and particularly preferably 30 μm or less.

体積基準平均粒径が小さすぎると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損失を招くことになる場合がある。また、平均粒径が大きすぎると、塗布により電極を作製する際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。
体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、本発明の負極活物質の体積基準平均粒径と定義する。
If the volume-based average particle size is too small, the irreversible capacity may increase, leading to loss of initial battery capacity. On the other hand, if the average particle size is too large, when an electrode is produced by coating, an uneven coating surface tends to be formed, which may be undesirable in the battery production process.
The volume-based average particle size is measured by dispersing carbon powder in a 0.2% by weight aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and laser diffraction / scattering particle size distribution. This is carried out using a meter (LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the negative electrode active material of the present invention.

(ラマンR値、ラマン半値幅)
負極活物質のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、更に好ましくは0.1以上であり、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.2以下、更に好ましくは1以下、特に好ましくは0.5以下である。
(Raman R value, Raman half width)
The Raman R value of the negative electrode active material is a value measured using an argon ion laser Raman spectrum method, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more, and usually It is 1.5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が小さすぎると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなり、充電受入性が低下する虞がある。一方、ラマンR値が大きすぎると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。
また、負極活物質の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm-1以上、好ましくは15cm-1以上であり、また、通常100cm-1以下、好ましくは80cm-1以下、更に好ましくは60cm-1以下、特に好ましくは40cm-1以下である。
If the Raman R value is too small, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and the number of sites where Li enters between layers decreases with charge and discharge, which may reduce charge acceptance. On the other hand, if the Raman R value is too large, the crystallinity of the particle surface is lowered, the reactivity with the non-aqueous electrolyte is increased, and the efficiency and gas generation may be increased.
Further, the Raman half-width in the vicinity of 1580 cm −1 of the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 10 cm −1 or more, preferably 15 cm −1 or more, and is usually 100 cm −1 or less, preferably 80 cm −1 or less. More preferably, it is 60 cm −1 or less, and particularly preferably 40 cm −1 or less.

ラマン半値幅が小さすぎると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる傾向がある。即ち、充電受入性が低下する傾向がある
。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く傾向がある。一方、ラマン半値幅が大きすぎると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く傾向がある。
If the Raman half-value width is too small, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there is a tendency that the number of sites where Li enters between the layers increases with charge / discharge. That is, there is a tendency that charge acceptance is lowered. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals tend to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, and the load characteristics tend to be reduced. On the other hand, if the Raman half width is too large, the crystallinity of the particle surface decreases, the reactivity with the non-aqueous electrolyte increases, and the efficiency tends to decrease and the gas generation increases.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm-1付近のピークPA の強度IA と、1360cm-1付近のピークPB の強度IB とを測定し、その強度比R(R=IB /IA )を算出する。該測定で算出されるラマンR値を、本発明の負極活物質のラマンR値と定義する。また、得られるラマンスペクトルの1580cm-1付近のピークPA の半値幅を測定し、これを本発明の負極活物質のラマン半値幅と定義する。 The measurement of the Raman spectrum, using a Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation Raman spectrometer), the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and while irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light, This is done by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam. The resulting Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A) Is calculated. The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the negative electrode active material of the present invention. Further, the half width of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 of the resulting Raman spectrum was measured, which is defined as the Raman half-value width of the negative electrode active material of the present invention.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15〜25mW
・分解能 :10〜20cm-1
・測定範囲 :1100cm-1〜1730cm-1
・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
Moreover, said Raman measurement conditions are as follows.
Argon ion laser wavelength: 514.5nm
・ Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10-20cm -1
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
・ Raman R value, Raman half width analysis: Background processing ・ Smoothing processing: Simple average, 5 points of convolution

(BET比表面積)
負極活物質のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m2 ・g-1以上、好ましくは0.7m2 ・g-1以上、更に好ましくは1.0m2 ・g-1以上、特に好ましくは1.5m2 ・g-1以上であり、また、通常100m2 ・g-1以下、好ましくは25m2 ・g-1以下、更に好ましくは15m2 ・g-1以下、特に好ましくは10m2 ・g-1以下である。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of the negative electrode active material is a value of the specific surface area measured using the BET method, and is usually 0.1 m 2 · g −1 or more, preferably 0.7 m 2 · g −1 or more, more preferably 1 .0m 2 · g -1 or more, particularly preferably 1.5 m 2 · g -1 or more, and usually 100 m 2 · g -1 or less, preferably 25 m 2 · g -1 or less, more preferably 15 m 2 · G -1 or less, particularly preferably 10 m 2 · g -1 or less.

BET比表面積の値が小さすぎると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなり、安定性が低下する可能性がある。一方、BET比表面積の値が大きすぎると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい傾向がある。   If the value of the BET specific surface area is too small, the acceptability of lithium is likely to deteriorate during charging when used as a negative electrode material, and lithium is likely to precipitate on the electrode surface, which may reduce the stability. On the other hand, if the value of the BET specific surface area is too large, the reactivity with the non-aqueous electrolyte increases when used as a negative electrode material, gas generation tends to increase, and a preferable battery tends to be difficult to obtain.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明の負極活物質のBET比表面積と定義する。   The specific surface area was measured by the BET method using a surface area meter (a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is used. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the negative electrode active material of the present invention.

(タップ密度)
負極活物質のタップ密度は、通常0.1g・cm-3以上、好ましくは0.5g・cm-3以上、更に好ましくは0.7g・cm-3以上、特に好ましくは1g・cm-3以上であり、また、通常2g・cm-3以下、好ましくは1.8g・cm-3以下、更に好ましくは1.6g・cm-3以下である。タップ密度が小さすぎると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、高容量の電池を得ることができない傾向がある。また、タップ密度が大きすぎると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、粒子間の導電性が確保され難くなり、好ましい電池特性が得られにくい傾向がある。
(Tap density)
The tap density of the negative electrode active material is usually 0.1 g · cm −3 or more, preferably 0.5 g · cm −3 or more, more preferably 0.7 g · cm −3 or more, and particularly preferably 1 g · cm −3 or more. Moreover, it is 2 g * cm <-3> or less normally, Preferably it is 1.8 g * cm < -3 > or less, More preferably, it is 1.6 g * cm <-3> or less. If the tap density is too small, when used as a negative electrode, the packing density is difficult to increase, and there is a tendency that a high-capacity battery cannot be obtained. On the other hand, if the tap density is too high, there are too few voids between the particles in the electrode, and it is difficult to ensure conductivity between the particles, and it is difficult to obtain preferable battery characteristics.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cm3 のタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明の負極活物質のタップ密度として定義する。 The tap density is measured by passing a sieve having a mesh opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell and filling the sample to the upper end surface of the cell, and then measuring a powder density measuring instrument (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the negative electrode active material of the present invention.

(配向比)
負極活物質の配向比は、通常0.005以上、好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.015以上であり、また、通常0.67以下である。配向比が小さすぎると、高密度充放電特性が低下する傾向がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(Orientation ratio)
The orientation ratio of the negative electrode active material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less. When the orientation ratio is too small, the high-density charge / discharge characteristics tend to decrease. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し58.8MN・m-2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される配向比を、本発明の負極活物質の配向比と定義する。 The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. Set the molded body obtained by filling 0.47 g of the sample into a molding machine with a diameter of 17 mm and compressing it with 58.8 MN · m -2 so that it is flush with the surface of the sample holder for measurement. X-ray diffraction is measured. From the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbon, a ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated. The orientation ratio calculated by the measurement is defined as the orientation ratio of the negative electrode active material of the present invention.

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット:
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degree Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degree / measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 75 degrees ≦ 2θ ≦ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) plane: 52 degrees ≦ 2θ ≦ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(アスペクト比)
菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛のアスペクト比(長径/短径)は、通常0.05以上、好ましくは0.07以上、更に好ましくは0.10以上、特に好ましくは0.14以上、また、通常20以下、好ましくは15以下、更に好ましくは10以下、特に好ましくは7以下の範囲である。アスペクト比が小さすぎる(若しくは大きすぎる)と、黒鉛粒子が扁平状や鱗片状になり、電極中で黒鉛粒子が配向し易くなり、充放電による電極膨張が大きいので電池容量を高めることができ難く、サイクル特性が悪化する傾向がある。
(aspect ratio)
The aspect ratio (major axis / minor axis) of graphite having a rhombohedral crystal ratio of 0% to 35% is usually 0.05 or more, preferably 0.07 or more, more preferably 0.10 or more, and particularly preferably 0. .14 or more, usually 20 or less, preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and particularly preferably 7 or less. If the aspect ratio is too small (or too large), the graphite particles become flat or scaly, and the graphite particles are easily oriented in the electrode, and the electrode expansion due to charge / discharge is large, so it is difficult to increase the battery capacity. , Cycle characteristics tend to deteriorate.

なお、球形化黒鉛粒子のアスペクト比の測定は、負極を用いて以下の手順で行なうことができる。
負極表面の写真を撮影(若しくは、集電体の膜面に対して平行な面で研磨や切断し、その断面写真を撮影)をし、撮影された写真の画像解析により、黒鉛粒子表面(断面)の長径(最も長い径)を50点以上測定する。また、負極を集電体の膜面に対して垂直に切断、研磨し、その断面写真を撮影し、撮影された写真の画像解析により、黒鉛粒子断面の短径(粒子の厚み)を50点以上測定する。測定された長径及び短径のそれぞれについて平均値を求め、これら平均長径と平均短径との比を、アスペクト比(長径/短径)とする。
The aspect ratio of the spheroidized graphite particles can be measured using the negative electrode according to the following procedure.
Take a photo of the negative electrode surface (or polish or cut it in a plane parallel to the film surface of the current collector and take a cross-sectional photograph thereof), and analyze the photographed image to determine the surface of the graphite particles (cross-section). ) Is measured at 50 points or more. In addition, the negative electrode was cut and polished perpendicularly to the film surface of the current collector, a cross-sectional photograph thereof was taken, and image analysis of the photographed photograph revealed that the short diameter (particle thickness) of the graphite particle cross section was 50 points. Measure above. An average value is obtained for each of the measured major axis and minor axis, and the ratio of the average major axis to the average minor axis is defined as an aspect ratio (major axis / minor axis).

また、負極活物質が負極の形態を維持していない(例えば粉末状)場合、負極活物質粒子をガラスなどの基体となる平板に並べた状態で樹脂包埋し、平板に対し平行な面で研磨や切断し、その断面写真から前述の通り長径を測定する。同様に黒鉛粒子断面の短径を測
定し、アスペクト比を求めることができる。
ここで、極板化した粒子は、通常は平板に対して粒子の厚み方向が垂直になるように並ぶ傾向があることから、上記の方法により、粒子に特徴的な長径と短径を得ることが出来る。
In addition, when the negative electrode active material does not maintain the negative electrode form (for example, in powder form), the negative electrode active material particles are embedded in a resin in a state where they are arranged on a flat plate serving as a substrate such as glass, and the surface is parallel to the flat plate. Polish and cut and measure the major axis from the cross-sectional photograph as described above. Similarly, the minor axis of the graphite particle cross section can be measured to determine the aspect ratio.
Here, since the plate-like particles usually tend to be arranged so that the thickness direction of the particles is perpendicular to the flat plate, the above-mentioned method obtains characteristic long and short diameters of the particles. I can do it.

なお、粒子の断面(若しくは表面)写真は、一般的には、走査型電子顕微鏡(Scanning
Electron Microscope:SEM)を用いて撮影する。但し、SEM写真では球形化黒鉛の形状を特定できない場合には、偏光顕微鏡又は透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)を用いて、上述と同様に断面(表面)写真を撮影することにより、アスペクト比を求めることができる。
In addition, the cross-sectional (or surface) photograph of the particle is generally a scanning electron microscope (Scanning).
Photograph using Electron Microscope (SEM). However, when the shape of the spheroidized graphite cannot be specified by the SEM photograph, by taking a cross-sectional (surface) photograph in the same manner as described above using a polarizing microscope or a transmission electron microscope (TEM), The aspect ratio can be obtained.

上記範囲のアスペクト比を有する球形化黒鉛粒子を得る方法は、特に限定されないが、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることが好ましい。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材料を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するもの、若しくは、循環機構を有しないが装置を複数台連結させ処理する機構を有するものであるのが好ましい。好ましい装置の一例として、(株)奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムなどを挙げることができる。   The method for obtaining the spheroidized graphite particles having the aspect ratio in the above range is not particularly limited, but for example, mechanical effects such as compression, friction, shearing force, etc. including the interaction of particles mainly with impact force are repeatedly applied to the particles. It is preferred to use an apparatus for feeding. Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, mechanical action such as impact compression, friction, shearing force, etc. is applied to the carbon material introduced inside. An apparatus that provides a surface treatment is preferable. Moreover, it is preferable to have a mechanism that repeatedly gives a mechanical action by circulating a carbon material, or a mechanism that does not have a circulation mechanism but connects a plurality of apparatuses. As an example of a preferable apparatus, there can be mentioned a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.

<負極の構成と作製法>
電極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを後述する集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
<Configuration and production method of negative electrode>
Any known method can be used for producing the electrode as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector described later, dried, and then pressed. can do.

(集電体)
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、さらに好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。
(Current collector)
As the current collector for holding the negative electrode active material, a known material can be arbitrarily used. Examples of the current collector for the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.
In addition, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, or the like when the current collector is a metal material. Among them, a metal thin film is preferable, a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, and both can be used as a current collector.

集電体の厚さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。負極集電体の厚さが厚過ぎると、電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄過ぎると取り扱いが困難になることがあるためである。   The thickness of the current collector is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less. This is because if the thickness of the negative electrode current collector is too thick, the capacity of the entire battery may be too low, and conversely if it is too thin, handling may be difficult.

(集電体と負極活物質層との厚さの比)
集電体と負極活物質層の厚さの比は特に制限されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以下がさらに好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上がさらに好ましく、1以上が特に好ましい。集電体と負極活物質層の厚さの比が大きすぎると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる傾向がある。また、集電体と負極活物質層の厚さの比が小さすぎると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する傾向がある。
(Thickness ratio between current collector and negative electrode active material layer)
The ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is not particularly limited, but the value of “(the thickness of the negative electrode active material layer on one side immediately before the nonaqueous electrolyte injection) / (thickness of the current collector)” However, 150 or less is preferable, 20 or less is more preferable, 10 or less is particularly preferable, 0.1 or more is preferable, 0.4 or more is more preferable, and 1 or more is particularly preferable. If the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is too large, the current collector tends to generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. On the other hand, if the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is too small, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity tends to decrease.

(結着剤)
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、ポリイミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Binder)
The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used in manufacturing the electrode.
Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, polyimide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, Rubber polymers such as NBR (acrylonitrile / butadiene rubber) and ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / Thermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate , Soft resinous polymers such as ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, etc. And a polymer composition having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

負極活物質に対するバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましく、0.6質量%以上が特に好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が大きすぎると、バインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量の低下を招く傾向がある。また、バインダーの割合が小さすぎると、負極電極の強度低下を招く傾向がある。   The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 0.6% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, 15% by mass. The following is more preferable, 10% by mass or less is further preferable, and 8% by mass or less is particularly preferable. When the ratio of the binder to the negative electrode active material is too large, the binder ratio in which the binder amount does not contribute to the battery capacity increases, and the battery capacity tends to decrease. Moreover, when the ratio of a binder is too small, there exists a tendency which causes the strength reduction of a negative electrode.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、また、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。   In particular, when a rubbery polymer typified by SBR is contained as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and 0 .6% by mass or more is more preferable, and is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. When the main component contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride, the ratio to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and more preferably 3% by mass or more. It is preferably 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.

(スラリー形成溶媒)
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。
(Slurry forming solvent)
The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and conductive material used as necessary. Alternatively, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
Examples of the aqueous solvent include water and alcohol. Examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N- Examples include dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, and the like.

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to add a dispersant or the like in addition to the thickener and slurry it using a latex such as SBR. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(増粘剤)
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Thickener)
A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

さらに増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が少なすぎると、著しく塗布性が低下する傾向がある。また、増粘剤の割合が多すぎると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する傾向がある。   Further, when using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, Moreover, it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable, and 2 mass% or less is more preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is too small, applicability tends to be remarkably lowered. Moreover, when there are too many ratios of a thickener, the ratio of the negative electrode active material which occupies for a negative electrode active material layer will fall, and there exists a tendency for the capacity | capacitance of a battery to fall and the resistance between negative electrode active materials to increase.

(電極密度)
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm-3以上が好ましく、1.2g・cm-3以上がさらに好ましく、1.3g・cm-3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm-3以下が好ましく、2.1g・cm-3以下がより好ましく、2.0g・cm-3以下がさらに好ましく、1.9g・cm-3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が大きすぎると、負極活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く傾向がある。また、密度が小さすぎると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する傾向がある。
(Electrode density)
The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more, and 1.2 g · cm −3 or more. but more preferably, particularly preferably 1.3 g · cm -3 or more, preferably 2.2 g · cm -3 or less, more preferably 2.1 g · cm -3 or less, 2.0 g · cm -3 or less Further preferred is 1.9 g · cm −3 or less. If the density of the negative electrode active material present on the current collector is too large, the negative electrode active material particles will be destroyed, increasing the initial irreversible capacity, and the non-aqueous electrolyte solution near the current collector / negative electrode active material interface. There is a tendency for high current density charge / discharge characteristics to deteriorate due to a decrease in permeability. On the other hand, if the density is too small, the conductivity between the negative electrode active materials decreases, the battery resistance increases, and the capacity per unit volume tends to decrease.

(負極板の厚さ)
負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上、また、通常300μm以下、好ましくは280μm以下、より好ましくは250μm以下が望ましい。
(Thickness of negative electrode plate)
The thickness of the negative electrode plate is designed according to the positive electrode plate to be used, and is not particularly limited. However, the thickness of the composite layer obtained by subtracting the thickness of the metal foil of the core is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more. More preferably, it is 30 μm or more, and usually 300 μm or less, preferably 280 μm or less, more preferably 250 μm or less.

(負極板の表面被覆)
また、上記負極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
(Surface coating of negative electrode plate)
Moreover, you may use what adhered the substance of the composition different from this to the surface of the said negative electrode plate. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

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

例えば、LiPF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiAlF4 、LiSbF6 、LiTaF6 、LiWF7 等の無機リチウム塩; LiPO3 F、LiPO22 等のフルオロリン酸リチウム類; LiWOF5 等のタングステン酸リチウム類; HCO2 Li、CH3 CO2 Li、CH2 FCO2 Li、CHF2 CO2 Li、CF3CO2 Li、CF3
CH2 CO2 Li、CF3 CF2 CO2 Li、CF3 CF2 CF2 CO2 Li、CF3
CF2 CF2 CF2 CO2 Li等のカルボン酸リチウム塩類; FSO3 Li、CH3 SO3 Li、CH2 FSO3 Li、CHF2 SO3 Li、CF3SO3 Li、CF3 CF2 SO3 Li、CF3 CF2 CF2 SO3 Li、CF3 CF2 CF2 CF2 SO3 Li等のスルホン酸リチウム塩類;
LiN(FCO)2 、LiN(FCO)(FSO2 )、LiN(FSO22 、LiN(FSO2 )(CF3 SO2 )、LiN(CF3 SO22 、LiN(C25 SO22 、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CF3 SO2 )(C49 SO2)等のリチウムイミド塩類;LiC(FSO23 、LiC(CF3 SO23 、LiC(C25 SO23 等のリチウムメチド塩類;リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート等のリチウムオキサラトボレート塩類;
リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等のリチウムオキサラトフォスフェート塩類;
その他、LiPF4 (CF32 、LiPF4 (C252 、LiPF4 (CF3 SO22 、LiPF4 (C25 SO22 、LiBF3 CF3 、LiBF325 、LiBF337 、LiBF2 (CF32 、LiBF2 (C252 、LiBF2(CF3 SO22 、LiBF2 (C25 SO22 等の含フッ素有機リチウム塩類;等が挙げられる。
For example, inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 and LiWF 7 ; Lithium fluorophosphates such as LiPO 3 F and LiPO 2 F 2 ; Tungstic acids such as LiWOF 5 Lithium; HCO 2 Li, CH 3 CO 2 Li, CH 2 FCO 2 Li, CHF 2 CO 2 Li, CF 3 CO 2 Li, CF 3
CH 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CO 2 Li, CF 3
Carboxylic acid lithium salts such as CF 2 CF 2 CF 2 CO 2 Li; FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2 FSO 3 Li, CHF 2 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 CF 2 SO 3 Sulfonic acid lithium salts such as Li, CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 Li;
LiN (FCO) 2 , LiN (FCO) (FSO 2 ), LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium imide salts such as lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) Lithium lithium salt such as LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 ; lithium oxalate borate such as lithium difluorooxalatoborate and lithium bis (oxalato) borate salts;
Lithium oxalate phosphate salts such as lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tris (oxalato) phosphate;
In addition, LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiBF 3 C 3 F 7 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 Fluorine-containing organic lithium salts such as;

中でも、LiPF6 、LiBF4 、LiSbF6 、LiTaF6 、LiPO22 、FSO3 Li、CF3 SO3 Li、LiN(FSO22 、LiN(FSO2 )(CF3 SO2 )、LiN(CF3 SO22 、LiN(C25 SO22 、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO23 、LiC(CF3 SO23 、LiC(C25 SO23 、リチウムビスオキサラトボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトフォスフェート、LiBF3 CF3 、LiBF325 、LiPF3 (CF33、LiPF3 (C253 等が出力特性やハイレート充放電特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から特に好ましい。 Among them, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiPO 2 F 2 , FSO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN ( CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , lithium bisoxalatoborate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobisoxalatophosphate, LiBF 3 CF 3, LiBF 3 C 2 F 5, LiPF 3 (CF 3) 3, LiPF 3 (C 2 F 5) 3 There the output characteristics and high-rate discharge characteristics, high-temperature storage characteristics, particularly preferred from the viewpoint that an effect of improving the cycle characteristics and the like.

これらのリチウム塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPF6 とLiBF4 や、LiPF6 とFSO3 Li、LiPF6 とLiPO22 等の併用であり、負荷特性やサイクル特性を向上させる効果がある。これらの中では、LiPF6 とFSO3 Li、LiPF6 とLiPO22 の併用がその効果が顕著である理由から好ましく、その中でもLiPF6 とLiPO22 の併用が微量の添加で著しい効果が発現する為に特に好ましい。 These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. A preferable example in the case of using two or more kinds in combination is a combination of LiPF 6 and LiBF 4 , LiPF 6 and FSO 3 Li, LiPF 6 and LiPO 2 F 2, etc., and has an effect of improving load characteristics and cycle characteristics. . Among these, the combined use of LiPF 6 and FSO 3 Li and LiPF 6 and LiPO 2 F 2 is preferable because the effect is remarkable, and among them, the combined use of LiPF 6 and LiPO 2 F 2 is a remarkable effect with a small amount of addition. Is particularly preferred because

LiPF6 とLiBF4 、LiPF6 とFSO3 Liを併用する場合、非水系電解液全体100質量%に対するLiBF4 或いはFSO3 Liの濃度は配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常、0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上であり、一方その上限は通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。一方、LiPF6 とLiPO22 の併用の場合においても非水系電解液全体100質量%に対するLiPO22 の濃度は配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上であり、一方その上限は、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下である。この範囲であれば、出力特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温特性等の効果が向上する。一方で多すぎる場合は、低温において析出して電池特性を低下させる場合があり、少なすぎる場合は、低温特性やサイクル特性、高温保存特性等の向上効果が低下する場合がある。 When LiPF 6 and LiBF 4 , LiPF 6 and FSO 3 Li are used in combination, the concentration of LiBF 4 or FSO 3 Li with respect to 100% by mass of the entire non-aqueous electrolyte is not limited, and the effects of the present invention are not significantly impaired. As long as it is optional, it is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and the upper limit is usually 30% by mass or less, preferably 20% with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. It is below mass%. On the other hand, even when LiPF 6 and LiPO 2 F 2 are used in combination, the concentration of LiPO 2 F 2 with respect to 100% by mass of the total amount of the non-aqueous electrolyte is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. However, with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, while its upper limit is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less. is there. Within this range, effects such as output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, and high temperature characteristics are improved. On the other hand, if it is too much, it may be deposited at low temperature to deteriorate the battery characteristics, and if it is too little, the effect of improving the low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc. may be reduced.

ここで、LiPO22 を電解液中に含有させる場合の電解液の調製は、別途公知の手法で合成したLiPO22 をLiPF6 を含む電解液に添加する方法や後述する活物質や極板等の電池構成要素中に水を共存させておき、LiPF6 を含む電解液を用いて電池を組み立てる際に系中でLiPO22 を発生させる方法が挙げられ、本発明においてはいずれの手法を用いてもよい。 Here, the preparation of the electrolyte solution in the case of incorporating the LiPO 2 F 2 in the electrolyte solution, Ya separately active material method and later be added to the electrolytic solution containing LiPF 6 and LiPO 2 F 2 synthesized by a known method A method of generating LiPO 2 F 2 in the system when water is allowed to coexist in a battery component such as an electrode plate and assembling a battery using an electrolyte containing LiPF 6 is used. You may use the method of.

上記の非水系電解液、および非水系電解液電池中におけるLiPO22 の含有量を測定する手法としては、特に制限がなく、公知の手法であれば任意に用いることができるが、具体的にはイオンクロマトグラフィーや、F核磁気共鳴分光法(以下、NMRと省略する場合がある)等が挙げられる。
また、他の一例は、無機リチウム塩と有機リチウム塩との併用であり、この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。有機リチウム塩としては、CF3 SO3Li、LiN(FSO22 、LiN(FSO2 )(CF3 SO2 )、LiN(CF3 SO22 、LiN(C25 SO22 、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO23 、LiC(CF3 SO23 、LiC(C25 SO23 、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトフォスフェート、LiBF3 CF3 、LiBF32 5 、LiPF3 (CF33 、LiPF3 (C253 等であるのが好ましい。この場合には、非水系電解液全体100質量%に対する有機リチウム塩の割合は、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上、好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下である。
The method for measuring the content of LiPO 2 F 2 in the non-aqueous electrolyte and the non-aqueous electrolyte battery is not particularly limited, and any known method can be used. Examples include ion chromatography and F nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter sometimes abbreviated as NMR).
Another example is the combined use of an inorganic lithium salt and an organic lithium salt, and the combined use of both has the effect of suppressing deterioration due to high-temperature storage. Examples of the organic lithium salt include CF 3 SO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2. , Lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , Lithium bis (oxalato) borate, Lithium difluorooxalatoborate, Lithium tetrafluorooxalatophosphate, Lithium difluorobisoxalatophosphate, LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 3 ), LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 or the like. In this case, the ratio of the organic lithium salt to 100% by mass of the whole non-aqueous electrolyte is preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, preferably 30% by mass or less, particularly preferably. It is 20 mass% or less.

非水系電解液中のこれらのリチウム塩の濃度は、本発明の効果を損なわない限り、その含有量は特に制限されないが、電解液の電気伝導率を良好な範囲とし、良好な電池性能を確保する点から、非水系電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは0.3mol/L以上、より好ましくは0.4mol/L以上、さらに好ましくは0.5mol/L以上であり、また、好ましくは3mol/L以下、より好ましくは2.5mol/L以下、さらに好ましくは2.0mol/L以下である。この範囲であれば、低温特性、サイクル特性、高温特性等の効果が向上する。一方でリチウムの総モル濃度が低すぎると、電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。   The concentration of these lithium salts in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but the electric conductivity of the electrolyte solution is in a good range, and good battery performance is ensured. Therefore, the total molar concentration of lithium in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.3 mol / L or more, more preferably 0.4 mol / L or more, and further preferably 0.5 mol / L or more. Preferably it is 3 mol / L or less, More preferably, it is 2.5 mol / L or less, More preferably, it is 2.0 mol / L or less. If it is this range, effects, such as a low temperature characteristic, cycling characteristics, and a high temperature characteristic, will improve. On the other hand, if the total molar concentration of lithium is too low, the electrical conductivity of the electrolyte may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to an increase in viscosity. May decrease.

1−2.溶媒
非水溶媒としては、飽和環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状及び鎖状カルボン酸エステル、エーテル化合物、スルホン系化合物等を使用することが可能である。
1-2. Solvent As the non-aqueous solvent, a saturated cyclic carbonate, a cyclic carbonate having a fluorine atom, a chain carbonate, a cyclic and chain carboxylic acid ester, an ether compound, a sulfone compound, and the like can be used.

<飽和環状カーボネート>
飽和環状カーボネートとしては、炭素数2〜4のアルキレン基を有するものが挙げられる。
具体的には、炭素数2〜4の飽和環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。
<Saturated cyclic carbonate>
Examples of the saturated cyclic carbonate include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
Specifically, examples of the saturated cyclic carbonate having 2 to 4 carbon atoms include ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate are particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from an improvement in the degree of lithium ion dissociation.
A saturated cyclic carbonate may be used individually by 1 type, and may have 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない
限り任意であるが、1種を単独で用いる場合の配合量の下限は、非水溶媒100体積%中、5体積%以上、より好ましくは10体積%以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。また上限は、95体積%以下、より好ましくは90体積%以下、さらに好ましくは85体積%以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の負荷特性を良好な範囲としやすくなる。
The blending amount of the saturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The lower limit of the blending amount when one kind is used alone is 5% in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Volume% or more, more preferably 10 volume% or more. By setting this range, the decrease in electrical conductivity resulting from the decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte is avoided, and the large current discharge characteristics, negative electrode stability, and cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are good. It becomes easy to be in a range. Moreover, an upper limit is 95 volume% or less, More preferably, it is 90 volume% or less, More preferably, it is 85 volume% or less. By setting it as this range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is set to an appropriate range, a decrease in ionic conductivity is suppressed, and as a result, the load characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are easily set in a favorable range.

また、飽和環状カーボネートの2種以上を任意の組み合わせで用いる場合の好ましい組合せの一つは、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートに組み合わせである。この場合のエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの体積比は、99:1〜40:60が好ましく、特に好ましくは95:5〜50:50である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの量を、0.1体積%以上、好ましくは1体積%以上、より好ましくは2体積%以上、また上限は、通常20体積%以下、好ましくは8体積%以下、より好ましくは5体積%以下である。この範囲でプロピレンカーボネートを含有すると、エチレンカーボネートとジアルキルカーボネート類との組み合わせの特性を維持したまま、更に低温特性が優れるので好ましい。   Moreover, one of the preferable combinations when using 2 or more types of saturated cyclic carbonates by arbitrary combinations is a combination to ethylene carbonate and propylene carbonate. In this case, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, and particularly preferably 95: 5 to 50:50. Furthermore, the amount of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is 0.1% by volume or more, preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and the upper limit is usually 20% by volume or less, preferably 8% by volume. % Or less, more preferably 5% by volume or less. When propylene carbonate is contained within this range, it is preferable because the low temperature characteristics are further excellent while maintaining the combination characteristics of ethylene carbonate and dialkyl carbonates.

<フッ素原子を有する環状カーボネート>
フッ素原子を有する環状カーボネート(以下、「フッ素化環状カーボネート」と略記する場合がある)としては、フッ素原子を有する環状カーボネートであれば、特に制限はない。
フッ素化環状カーボネートとしては、炭素原子数2〜6のアルキレン基を有する環状カーボネートの誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネート誘導体である。エチレンカーボネート誘導体としては、例えば、エチレンカーボネート又はアルキル基(例えば、炭素原子数1〜4個のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられ、中でもフッ素原子が1〜8個のものが好ましい。
<Cyclic carbonate having a fluorine atom>
The cyclic carbonate having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated cyclic carbonate”) is not particularly limited as long as it is a cyclic carbonate having a fluorine atom.
Examples of the fluorinated cyclic carbonate include derivatives of cyclic carbonates having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene carbonate derivatives. Examples of the ethylene carbonate derivative include fluorinated products of ethylene carbonate or ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), and particularly those having 1 to 8 fluorine atoms. Is preferred.

具体的には、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(ジフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(トリフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−4−フルオロエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−5−フルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5,5−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Specifically, monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4- Fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (trifluoromethyl) -ethylene carbonate 4- (fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethyl Le ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5- ジフルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種が、高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護被膜を形成する点でより好ましい。
フッ素化環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。フッ素化環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系溶媒100体積%中、好ましくは0.01体積%以上、より好ましくは0.1体積%以上、さらに好ましくは0.2体積%以上であり、また、好ましくは95体積%以下、より好ましくは90体積%以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しや
すく、高温保存特性の低下や、ガス発生量の増加により、放電容量維持率が低下することを回避しやすい。
Among them, at least one selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate has high ionic conductivity. It is more preferable in terms of imparting properties and suitably forming an interface protective film.
A fluorinated cyclic carbonate may be used individually by 1 type, and may have 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios. The blending amount of the fluorinated cyclic carbonate is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but in 100% by volume of the non-aqueous solvent, preferably 0.01% by volume or more, more preferably 0.8%. It is 1 volume% or more, More preferably, it is 0.2 volume% or more, Preferably it is 95 volume% or less, More preferably, it is 90 volume% or less. Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery tends to exhibit a sufficient cycle characteristic improvement effect, and avoids a decrease in discharge capacity maintenance rate due to a decrease in high-temperature storage characteristics or an increase in the amount of gas generated. Cheap.

尚、フッ素原子を有する環状カーボネートは、溶媒のみならず下記1−3に記載の助剤としても有効な機能を発現する。フッ素原子を有する環状カーボネート溶媒兼助剤として用いる場合の配合量に明確な境界は存在せず、前段落にて記載した配合量をそのまま踏襲できる。   In addition, the cyclic carbonate which has a fluorine atom expresses an effective function not only as a solvent but also as an auxiliary agent described in the following 1-3. There is no clear boundary in the blending amount when used as a cyclic carbonate solvent / auxiliary having a fluorine atom, and the blending amount described in the previous paragraph can be followed as it is.

<鎖状カーボネート>
鎖状カーボネートとしては、炭素数3〜7のものが好ましい。
<Chain carbonate>
As a chain carbonate, a C3-C7 thing is preferable.

具体的には、炭素数3〜7の鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、t−ブチルメチルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、t−ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。   Specifically, as the chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, Examples include n-butyl methyl carbonate, isobutyl methyl carbonate, t-butyl methyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, n-butyl ethyl carbonate, isobutyl ethyl carbonate, t-butyl ethyl carbonate.

中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネートが好ましく、特に好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。
また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート誘導体、フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート誘導体等が挙げられる。
Among them, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl n-propyl carbonate are preferable, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are particularly preferable. is there.
Further, chain carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated chain carbonate”) can also be suitably used. The number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon or may be bonded to different carbons. Examples of the fluorinated chain carbonate include a fluorinated dimethyl carbonate derivative, a fluorinated ethyl methyl carbonate derivative, and a fluorinated diethyl carbonate derivative.

フッ素化ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート等が挙げられる。
フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体としては、2−フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2−フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、2−フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated dimethyl carbonate derivative include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate, and the like.
Fluorinated ethyl methyl carbonate derivatives include 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, 2,2,2-trimethyl Examples include fluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, and ethyl trifluoromethyl carbonate.

フッ素化ジエチルカーボネート誘導体としては、エチル−(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2,2−ジフルオロエチル−2'−フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2'−フルオロエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2',2'−ジフルオロエチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。   Fluorinated diethyl carbonate derivatives include ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2,2-trifluoro). Ethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, 2,2, Examples include 2-trifluoroethyl-2 ′, 2′-difluoroethyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, and the like.

鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
鎖状カーボネートの配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上である。このように下限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。また、鎖状カーボネートは、非水溶媒100体積%中、90体積%以下、より好ましくは85体積%以下であることが好ましい。このように上限を設定することにより、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。
A chain carbonate may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
The amount of the chain carbonate is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and further preferably 15% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is set to an appropriate range, the decrease in ionic conductivity is suppressed, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are easily set to a favorable range. Become. Further, the chain carbonate is preferably 90% by volume or less, more preferably 85% by volume or less, in 100% by volume of the nonaqueous solvent. By setting the upper limit in this way, it is easy to avoid a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte and to make the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery in a favorable range. .

特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の配合量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることができる。
例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネート、またはエチルメチルカーボネート、またはジエチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの配合量が10体積%以上、80体積%以下、ジメチルカーボネート、またはエチルメチルカーボネート、またはジエチルカーボネートの配合量が20体積%以上、90体積%以下であることが好ましい。このような配合量を選択することで、電解質の低温析出温度を低下させながら、非水系電解液の粘度も低下させてイオン伝導度を向上させ、低温でも高出力を得ることができる。
The battery performance can be remarkably improved by combining ethylene carbonate at a specific blending amount with respect to the specific chain carbonate.
For example, when dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate is selected as the specific chain carbonate, the blending amount of ethylene carbonate is 10% by volume or more and 80% by volume or less, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl It is preferable that the blending amount of carbonate is 20% by volume or more and 90% by volume or less. By selecting such a blending amount, the low-temperature deposition temperature of the electrolyte is lowered, the viscosity of the nonaqueous electrolytic solution is also lowered to improve the ionic conductivity, and a high output can be obtained even at a low temperature.

特定の鎖状カーボネートを2種類以上併用することも好ましい。特定の鎖状カーボネートにジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が10体積%以上、60体積%以下、ジメチルカーボネートの配合量が10体積%以上、70体積%以下、エチルメチルカーボネートの配合量が10体積%以上、80体積%以下であるものが特に好ましい。また、特定の鎖状カーボネートにジメチルカーボネートとジエチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が10体積%以上、60体積%以下、ジメチルカーボネートの配合量が10体積%以上、70体積%以下、ジエチルカーボネートの配合量が10体積%以上、70体積%以下であるものが特に好ましい。更に、特定の鎖状カーボネートにエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が10体積%以上、60体積%以下、エチルメチルカーボネートの配合量が10体積%以上、80体積%以下、ジエチルカーボネートの配合量が10体積%以上、70体積%以下であるものが特に好ましい。   It is also preferable to use two or more types of specific chain carbonates in combination. When dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are used in combination with a specific chain carbonate, the blending amount of ethylene carbonate is 10% by volume or more and 60% by volume or less, and the blending amount of dimethyl carbonate is 10% by volume or more and 70% by volume or less. Particularly preferred are those in which the amount of ethyl methyl carbonate is 10% by volume or more and 80% by volume or less. When a specific chain carbonate is used in combination with dimethyl carbonate and diethyl carbonate, the blending amount of ethylene carbonate is 10% by volume or more and 60% by volume or less, and the blending amount of dimethyl carbonate is 10% by volume or more and 70% by volume. Hereinafter, it is particularly preferable that the amount of diethyl carbonate is 10% by volume or more and 70% by volume or less. Further, when ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate are used in combination with a specific chain carbonate, the blending amount of ethylene carbonate is 10% by volume or more and 60% by volume or less, the blending amount of ethyl methyl carbonate is 10% by volume or more, 80% Those having a volume% or less and a blending amount of diethyl carbonate of 10 vol% or more and 70 vol% or less are particularly preferable.

<環状カルボン酸エステル>
環状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素原子数が3〜12のものが挙げられる。
具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
<Cyclic carboxylic acid ester>
Examples of the cyclic carboxylic acid ester include those having 3 to 12 total carbon atoms in the structural formula.
Specific examples include gamma butyrolactone, gamma valerolactone, gamma caprolactone, epsilon caprolactone, and the like. Among these, gamma butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from an improvement in the degree of lithium ion dissociation.

環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上である。このように下限を設定することにより、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの配合量は、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。   The amount of the cyclic carboxylic acid ester is usually 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this manner, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are easily improved. Moreover, the compounding quantity of cyclic carboxylic acid ester becomes like this. Preferably it is 50 volume% or less, More preferably, it is 40 volume% or less. By setting the upper limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is set to an appropriate range, a decrease in electrical conductivity is avoided, an increase in negative electrode resistance is suppressed, and a large current discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery is performed. It becomes easy to make a characteristic into a favorable range.

<鎖状カルボン酸エステル>
鎖状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素数が3〜7のものが挙げられる。
具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−t−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−n−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−n−プロピル、イソ酪酸イソプロピル等が挙げられる。
<Chain carboxylic acid ester>
Examples of the chain carboxylic acid ester include those having 3 to 7 carbon atoms in the structural formula.
Specifically, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid-n-propyl, isopropyl acetate, acetic acid-n-butyl, isobutyl acetate, acetic acid-t-butyl, methyl propionate, ethyl propionate, propionate-n-propyl, Isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate, t-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, isobutyric acid-n- Examples include propyl and isopropyl isobutyrate.

中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−n−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が、粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から好ましい。
鎖状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。このように下限を設定することで、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、鎖状カルボン酸エステルの配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下である。このように上限を設定することで、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。
Among them, methyl acetate, ethyl acetate, acetate-n-propyl acetate-n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propionate-n-propyl, isopropyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, etc. It is preferable from the viewpoint of improvement of ionic conductivity.
The compounding amount of the chain carboxylic acid ester is usually 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this way, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are easily improved. Moreover, the compounding quantity of chain | strand-shaped carboxylic acid ester is 60 volume% or less preferably in 100 volume% of nonaqueous solvents, More preferably, it is 50 volume% or less. By setting the upper limit in this manner, an increase in negative electrode resistance is suppressed, and the large current discharge characteristics and cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery are easily set in a favorable range.

<エーテル系化合物>
エーテル系化合物としては、一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい炭素数3〜10の鎖状エーテル、及び炭素数3〜6の環状エーテルが好ましい。
炭素数3〜10の鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ(2−フルオロエチル)エーテル、ジ(2,2−ジフルオロエチル)エーテル、ジ(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(2−フルオロエチル)エーテル、エチル(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、エチル−n−プロピルエーテル、エチル(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2−フルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2−フルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2,2,2−トリフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−プロピルエーテル、(n−プロピル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタンメトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジエトキシメタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2−フルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタンジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、メトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジエトキシエタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2−フルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
<Ether compound>
As the ether compound, a chain ether having 3 to 10 carbon atoms in which part of hydrogen may be substituted with fluorine, and a cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms are preferable.
Examples of the chain ether having 3 to 10 carbon atoms include diethyl ether, di (2-fluoroethyl) ether, di (2,2-difluoroethyl) ether, di (2,2,2-trifluoroethyl) ether, ethyl (2-fluoroethyl) ether, ethyl (2,2,2-trifluoroethyl) ether, ethyl (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,2 -Trifluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoro) Ethyl) ether, ethyl-n-propyl ether, ethyl (3-fluoro-n-propyl) ether, ethyl (3,3,3-trifluoro-n-propyl) Ether, ethyl (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2-fluoroethyl-n-propyl Ether, (2-fluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (2, 2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2,2,2-trifluoroethyl -N-propyl ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (3,3,3-trifluoro Olo-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (2 , 2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-n-propyl ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (3 -Fluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) Ether, di-n-propyl Ether, (n-propyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3 , 3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3-fluoro-n-propyl) ether, ( 3-Fluoro-n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether , (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3 3,3-triflu (Ro-n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-penta Fluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) (2,2,3 3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, methoxyethoxymethane, methoxy (2 -Fluoroethoxy) methane, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) methanemethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, diethoxymethane, ethoxy (2-fur Roethoxy) methane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (2-fluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) ( 2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methanedi (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2,2, 2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, methoxy (2-fluoroethoxy) ) Ethane, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, methoxy (1,1,2,2-tetrafluoroeth) Xyl) ethane, diethoxyethane, ethoxy (2-fluoroethoxy) ethane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2 -Fluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2, 2,2-trifluoroethoxy) ethane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) Ethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, etc. And the like.

炭素数3〜6の環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、2−メチル−1,3−ジオキサン、4−メチル−1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。
中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。
Examples of the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1 , 4-dioxane and the like, and fluorinated compounds thereof.
Among them, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether have high solvating ability to lithium ions and improve ion dissociation. Of these, dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane are preferable because they have low viscosity and give high ionic conductivity.

エーテル系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上、また、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下、さらに好ましくは50体積%以下である。この範囲であれば、鎖状エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすく、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エー
テルがリチウムイオンと共に共挿入されて容量が低下するといった事態を回避しやすい。
The compounding amount of the ether compound is usually in 100% by volume of the non-aqueous solvent, preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, further preferably 15% by volume or more, and preferably 70% by volume or less. More preferably, it is 60 volume% or less, More preferably, it is 50 volume% or less. If it is this range, it is easy to ensure the improvement effect of the lithium ion dissociation degree of chain ether, and the improvement of the ionic conductivity derived from a viscosity fall, and when a negative electrode active material is a carbonaceous material, a chain ether with lithium ion It is easy to avoid a situation where the capacity is reduced due to co-insertion.

<スルホン系化合物>
スルホン系化合物としては、炭素数3〜6の環状スルホン、及び炭素数2〜6の鎖状スルホンが好ましい。1分子中のスルホニル基の数は、1又は2であることが好ましい。
環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類;ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。
<Sulfone compound>
As the sulfone compound, a cyclic sulfone having 3 to 6 carbon atoms and a chain sulfone having 2 to 6 carbon atoms are preferable. The number of sulfonyl groups in one molecule is preferably 1 or 2.
Examples of the cyclic sulfone include trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, and hexamethylene sulfones that are monosulfone compounds; trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, and hexamethylene disulfones that are disulfone compounds. Among these, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable.

スルホラン類としては、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体(以下、スルホランも含めて「スルホラン類」と略記する場合がある)が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子やアルキル基で置換されたものが好ましい。中でも、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、2−フルオロスルホラン、3−フルオロスルホラン、2,2−ジフルオロスルホラン、2,3−ジフルオロスルホラン、2,4−ジフルオロスルホラン、2,5−ジフルオロスルホラン、3,4−ジフルオロスルホラン、2−フルオロ−3−メチルスルホラン、2−フルオロ−2−メチルスルホラン、3−フルオロ−3−メチルスルホラン、3−フルオロ−2−メチルスルホラン、4−フルオロ−3−メチルスルホラン、4−フルオロ−2−メチルスルホラン、5−フルオロ−3−メチルスルホラン、5−フルオロ−2−メチルスルホラン、2−フルオロメチルスルホラン、3−フルオロメチルスルホラン、2−ジフルオロメチルスルホラン、3−ジフルオロメチルスルホラン、2−トリフルオロメチルスルホラン、3−トリフルオロメチルスルホラン、2−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、3−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、4−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、5−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。   The sulfolane is preferably sulfolane and / or a sulfolane derivative (hereinafter sometimes abbreviated as “sulfolane” including sulfolane). As the sulfolane derivative, one in which one or more hydrogen atoms bonded to the carbon atom constituting the sulfolane ring are substituted with a fluorine atom or an alkyl group is preferable. Among them, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,2-difluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2,4-difluorosulfolane, 2,5-difluorosulfolane, 3,4-difluorosulfolane, 2-fluoro-3-methylsulfolane, 2-fluoro-2-methylsulfolane, 3-fluoro-3-methylsulfolane, 3-fluoro-2-methylsulfolane, 4-fluoro-3-methyl Sulfolane, 4-fluoro-2-methylsulfolane, 5-fluoro-3-methylsulfolane, 5-fluoro-2-methylsulfolane, 2-fluoromethylsulfolane, 3-fluoromethylsulfolane, 2-difluoromethylsulfolane, 3-difluoro Methyl sulfolane, 2- Trifluoromethylsulfolane, 3-trifluoromethylsulfolane, 2-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 3-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 4-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane , 5-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane and the like are preferable in terms of high ionic conductivity and high input / output.

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、n−プロピルエチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、t−ブチルメチルスルホン、t−ブチルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ(トリフルオロエチル)スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル−n−プロピルスルホン、ジフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−プロピルスルホン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−t−ブチルスルホン等が挙げられる。   As the chain sulfone, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, n-propyl ethyl sulfone, di-n-propyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, isopropyl ethyl sulfone, diisopropyl sulfone, n- Butyl methyl sulfone, n-butyl ethyl sulfone, t-butyl methyl sulfone, t-butyl ethyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone, monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, Trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trif Oromethylsulfone, perfluoroethylmethylsulfone, ethyltrifluoroethylsulfone, ethylpentafluoroethylsulfone, di (trifluoroethyl) sulfone, perfluorodiethylsulfone, fluoromethyl-n-propylsulfone, difluoromethyl-n-propylsulfone Trifluoromethyl-n-propylsulfone, fluoromethylisopropylsulfone, difluoromethylisopropylsulfone, trifluoromethylisopropylsulfone, trifluoroethyl-n-propylsulfone, trifluoroethylisopropylsulfone, pentafluoroethyl-n-propylsulfone, Pentafluoroethyl isopropyl sulfone, trifluoroethyl-n-butyl sulfone, trifluoroethyl-t-butyl sulfone Emissions, pentafluoroethyl -n- butyl sulfone, pentafluoroethyl -t- butyl sulfone, and the like.

中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、t−ブチル
メチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−t−ブチルスルホン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。
Among them, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, t-butyl methyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone , Monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl pentafluoro Ethyl sulfone, trifluoromethyl-n-propyl sulfone, trifluoromethyl isopropyl sulfone, tri Ruoroechiru -n- butyl sulfone, trifluoroethyl -t- butyl sulfone, trifluoromethyl -n- butyl sulfone, trifluoromethyl -t- butyl sulfone is preferred because a higher high output ionic conductivity.

スルホン系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは0.3体積%以上、より好ましくは0.5体積%以上、さらに好ましくは1体積%以上であり、また、好ましくは40体積%以下、より好ましくは35体積%以下、さらに好ましくは30体積%以下である。この範囲であれば、サイクル特性や保存特性等の耐久性の向上効果が得られやすく、また、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避することができ、非水系電解液二次電池の充放電を高電流密度で行う場合に、充放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   The compounding amount of the sulfone compound is usually 0.3% by volume or more, more preferably 0.5% by volume or more, and further preferably 1% by volume or more in 100% by volume of the nonaqueous solvent. Is 40% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, and still more preferably 30% by volume or less. Within this range, durability improvement effects such as cycle characteristics and storage characteristics can be easily obtained, and the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be set to an appropriate range to avoid a decrease in electrical conductivity. When charging / discharging an aqueous electrolyte secondary battery at a high current density, it is easy to avoid a situation in which the charge / discharge capacity retention rate decreases.

1−3.一般式(1)で表される化合物
本発明は、リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液二次電池であって、非水系電解液中に下記一般式(1)で表される化合物よりなる群から少なくとも一種以上を含有することを特徴としている。
1-3. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt and a non-aqueous solvent that dissolves the lithium salt, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-electrode provided with a positive electrode. An aqueous electrolyte secondary battery is characterized in that the nonaqueous electrolyte contains at least one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (1).

Figure 0005799752
Figure 0005799752

(式中、XとZはCR1 2、C=O、C=N−R1 、C=P−R1 、O、S、N−R1 、P−R1 を表し、同一でも異なっていてもよい。YはCR1 2、C=O、S=O、S(=O)2、P(=O)−R2 、P(=O)−OR3 を表す。式中、R及びR1 は水素、ハロゲン、または、置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。R2 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R3 は、Li、NR4 4または、置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R4 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。nおよびmは0以上の整数を表す。Wは上記Rと同義であり、上記Rと同一でも異なっていてもよい。) (Wherein X and Z represent CR 1 2 , C═O, C═N—R 1 , C═P—R 1 , O, S, N—R 1 , P—R 1 , and are the same or different. Y represents CR 1 2 , C═O, S═O, S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P (═O) —OR 3 , wherein R and R 1 is hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and may be the same or different from each other, and R 2 has a substituent. Or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 3 is Li, NR 4 4 or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 4 is a substituent group. And may be the same or different from each other, n and m each represents an integer of 0 or more, and W has the same meaning as R above, Same as R above It may be made to.)

<一般式(1)で表される化合物>
式中、XとZは、一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、CR1 2、O、S、N−R1 がより好ましい。また、Yも一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、C=O、S=O、S(=O)2 、P(=O)−R2 、P(=O)−OR3 がより好ましい。RとR1 は、一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、水素、フッ素、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基があげられる。
<Compound represented by the general formula (1)>
In the formula, X and Z are not particularly limited as long as they are in the range described in the general formula (1), but CR 1 2 , O, S, and N—R 1 are more preferable. Y is not particularly limited as long as it is within the range described in the general formula (1), but preferably C═O, S═O, S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P ( ═O) —OR 3 is more preferred. R and R 1 are not particularly limited as long as they are within the range described in the general formula (1), but preferably have hydrogen, fluorine, a saturated aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or a substituent. Examples thereof may include an unsaturated aliphatic hydrocarbon group which may be substituted, and an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.

2 およびR4 は、一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環があげられる。
3 は、一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、Li、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環があげられる。
R 2 and R 4 are not particularly limited as long as they are within the range described in the general formula (1), but are preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group that may have a substituent or a substituent. Examples thereof include unsaturated aliphatic hydrocarbons and optionally substituted aromatic hydrocarbons / aromatic heterocycles.
R 3 is not particularly limited as long as it is within the range described in the general formula (1), but preferably Li, a saturated aliphatic hydrocarbon which may have a substituent, or an unsaturated which may have a substituent Examples thereof include an aliphatic hydrocarbon and an aromatic hydrocarbon / aromatic heterocycle which may have a substituent.

置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環の、置換基としては特に限定はされないが、好ましくは、ハロゲン、カルボン酸、炭酸、スルホン酸、リン酸、亜リン酸等の置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基のエステル等があげられ、さらに好ましくは、ハロゲン、最も好ましくはフッ素が好ましい。   Substituents of saturated aliphatic hydrocarbons which may have substituents, unsaturated aliphatic hydrocarbons which may have substituents, aromatic hydrocarbons and aromatic heterocycles which may have substituents Is not particularly limited, but preferably has a saturated aliphatic hydrocarbon group, which may have a substituent such as halogen, carboxylic acid, carbonic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, phosphorous acid, etc. And an unsaturated aliphatic hydrocarbon group that may be substituted, an ester of an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent, and the like, more preferably halogen, and most preferably fluorine.

好ましい飽和脂肪族炭化水素として、具体的には、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1−フルオロエチル基、2−フルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基、1,2−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、1,1、2−トリフルオロエチル基、1,2、2−トリフルオロエチル基、2、2、2−トリフルオロエチル基フェニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。   Preferable saturated aliphatic hydrocarbons include, specifically, methyl group, ethyl group, fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 1-fluoroethyl group, 2-fluoroethyl group, 1,1-difluoroethyl. Group, 1,2-difluoroethyl group, 2,2-difluoroethyl group, 1,1,2-trifluoroethyl group, 1,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group A phenyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group are preferred.

好ましい不飽和脂肪族炭化水素としては、具体的には、エテニル基、1−フルオロエテニル基、2−フルオロエテニル基、1−メチルエテニル基、2−プロペニル基、2−フルオロ−2−プロペニル基、3−フルオロ−2−プロペニル基、エチニル基、2−フルオロエチニル基、2−プロピニル基、3−フルオロ−2プロピニル基、が好ましい。
好ましい芳香族炭化水素としては、フェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、2、4−ジフルオロフェニル基、2、6−ジフルオロフェニル基、3、5−ジフルオロフェニル基、2、4、6−トリフルオロフェニル基、が好ましい。
Specific preferred unsaturated aliphatic hydrocarbons include ethenyl, 1-fluoroethenyl, 2-fluoroethenyl, 1-methylethenyl, 2-propenyl, and 2-fluoro-2-propenyl. 3-fluoro-2-propenyl group, ethynyl group, 2-fluoroethynyl group, 2-propynyl group, and 3-fluoro-2propynyl group are preferable.
Preferred aromatic hydrocarbons include phenyl group, 2-fluorophenyl group, 3-fluorophenyl group, 2,4-difluorophenyl group, 2,6-difluorophenyl group, 3,5-difluorophenyl group, 2, 4 , 6-trifluorophenyl group is preferable.

好ましい芳香族ヘテロ環としては、2−フラニル基、3−フラニル基、2−チオフェニル基、3−チオフェニル基、1−メチル−2−ピロリル基、1−メチル−3−ピロリル基、が好ましい。
これらの中でも、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2、2、2−トリフルオロエチル基、エテニル基、エチニル基、フェニル基、が好ましい。
Preferred aromatic heterocycles are 2-furanyl group, 3-furanyl group, 2-thiophenyl group, 3-thiophenyl group, 1-methyl-2-pyrrolyl group, and 1-methyl-3-pyrrolyl group.
Among these, a methyl group, an ethyl group, a fluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a 2-fluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, an ethenyl group, an ethynyl group, and a phenyl group are preferable.

さらに好ましくは、メチル基、エチル基、エチニル基、が好ましい。
nおよびmは一般式(1)に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、0または1であり、さらに好ましくは、n=m=1またはn=1、m=0である。
また、分子量は、好ましくは50以上である。また、好ましくは500以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。これら好ましい化合物の具体例としては、
More preferably, a methyl group, an ethyl group, and an ethynyl group are preferable.
n and m are not particularly limited as long as they are within the range described in the general formula (1), but are preferably 0 or 1, and more preferably n = m = 1 or n = 1 and m = 0.
The molecular weight is preferably 50 or more. Moreover, Preferably it is 500 or less. If it is this range, it will be easy to ensure the solubility of the unsaturated cyclic carbonate with respect to a non-aqueous electrolyte solution, and the effect of this invention will fully be expressed easily. Specific examples of these preferred compounds include

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

これらの中でも、その反応性と安定性の両面からRが水素、フッ素またはエチニル基であることが好ましい。他の置換基である場合、反応性が低下し、期待する特性が低下する恐れが有る。また、フッ素以外のハロゲンで有る場合は、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。   Among these, it is preferable that R is hydrogen, a fluorine, or an ethynyl group from both the reactivity and the stability. In the case of other substituents, the reactivity is lowered, and the expected properties may be lowered. Moreover, when it is halogen other than fluorine, there is a possibility that the reactivity is too high and the side reaction increases.

また、Rにおけるフッ素またはエチニル基の数は合わせて2つ以内で有ることが好ましい。これらの数が多すぎると、電解液との相溶性が悪化する恐れがあり、また、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。
また、これらの中でも、n=1、m=0が好ましい。双方が0である場合、環のひずみから安定性が悪化し、反応性が高くなりすぎて副反応が増加する恐れが有る。また、n=2以上、またはn=1であっても、m=1以上で有る場合、環状より鎖状である方が安定となる恐れがあり、初期の特性を示さない恐れが有る。
The number of fluorine or ethynyl groups in R is preferably within 2 in total. If the number is too large, the compatibility with the electrolytic solution may be deteriorated, and the reactivity may be too high to increase the side reaction.
Among these, n = 1 and m = 0 are preferable. When both are 0, stability deteriorates from the distortion of the ring, the reactivity becomes too high, and there is a possibility that side reactions increase. Further, even if n = 2 or more, or n = 1, when m = 1 or more, there is a possibility that the chain is more stable than the ring and the initial characteristics may not be exhibited.

さらに、式中、XとZは、CR1 2またはOがより好ましい。これら以外の場合、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。
また、分子量は、より好ましくは100以上であり、また、より好ましくは200以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する一般式(1)の溶解性をさらに確保しやすく、本発明の効果が十分にさらに発現されやすい。
Further, in the formula, X and Z are more preferably CR 1 2 or O. In cases other than these, the reactivity may be too high and side reactions may increase.
The molecular weight is more preferably 100 or more, and more preferably 200 or less. If it is this range, it will be easy to ensure further the solubility of General formula (1) with respect to a non-aqueous electrolyte solution, and the effect of this invention will be further fully expressed easily.

これらのうち、さらに好ましい化合物の具体例を以下に示す。

Figure 0005799752

Among these, specific examples of more preferable compounds are shown below.
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

Figure 0005799752
Figure 0005799752

さらに好ましくは、Rが全て水素である場合である。この場合、期待される特性を維持しつつ、副反応が最も抑制される可能性が高い。また、YがC=OまたはS=Oの場合、XおよびZのいずれか一方がOである事が、YがS(=O)2、P(=O)−R2、P(=O)−OR3の場合XとZが共にOまたはCH2であるか、XとZのいずれか一方がOであり、もう一方がCH2で有ることが好ましい。YがC=OまたはS=Oの場合、XとZが共にCH2であると、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。 More preferably, R is all hydrogen. In this case, the side reaction is most likely to be suppressed while maintaining the expected characteristics. Further, when Y is C═O or S═O, one of X and Z is O, indicating that Y is S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P (═O ) In the case of —OR 3 , it is preferred that both X and Z are O or CH 2 , or one of X and Z is O and the other is CH 2 . When Y is C═O or S═O, if both X and Z are CH 2 , the reactivity may be too high and side reactions may increase.

これらの化合物の具体的を以下に示す。

Figure 0005799752
Specific examples of these compounds are shown below.
Figure 0005799752

一般式(1)の化合物のうち、一般式(2)であらわされる化合物が、工業的な製造の容易さの観点から、好ましい。   Of the compounds represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2) is preferable from the viewpoint of ease of industrial production.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

上記式(2)中YはC=O、S=O、S(=O)2 、P(=O)−R2 、P(=O)−OR3 を表す。R2 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R3 は、Li、NR4 4または、置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R4 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。
これら、好ましい条件を持つ化合物としては、具体的には以下に示す。
In the above formula (2), Y represents C═O, S═O, S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P (═O) —OR 3 . R 2 is an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 3 is Li, NR 4 4 or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and may be the same or different.
Specific examples of these compounds having preferable conditions are shown below.

Figure 0005799752
一般式(1)であらわされる化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。また、一般式(1)であらわされる化合物の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。一般式(1)であらわされる化合物の配合量は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎると、本発明における効果が十分に発揮しにくい場合があり、また多すぎると、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。
Figure 0005799752
The compound represented by General formula (1) may be used individually by 1 type, or may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios. Moreover, the compounding quantity of the compound represented by General formula (1) is not restrict | limited especially, unless the effect of this invention is impaired remarkably. The compounding amount of the compound represented by the general formula (1) is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. % Or more, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less. Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient cycle characteristics improvement effect, and the high-temperature storage characteristics are reduced, the amount of gas generated is increased, and the discharge capacity maintenance rate is reduced. Easy to avoid. On the other hand, if the amount is too small, the effects of the present invention may not be sufficiently exerted. If the amount is too large, the resistance may increase and the output and load characteristics may decrease.

1−4.助剤
本発明の非水系電解液電池において、一般式(1)の化合物以外に、目的に応じて適宜助剤を用いてもよい。助剤としては、以下に示される不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する不飽和環状カーボネート、過充電防止剤、その他の助剤、等が挙げられる。
1-4. Auxiliary agent In the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, an auxiliary agent may be appropriately used according to the purpose in addition to the compound of the general formula (1). Examples of the auxiliary agent include a cyclic carbonate having an unsaturated bond shown below, an unsaturated cyclic carbonate having a fluorine atom, an overcharge inhibitor, and other auxiliary agents.

<不飽和結合を有する環状カーボネート>
本発明の非水系電解液において、非水系電解液電池の負極表面に皮膜を形成し、電池の長寿命化を達成するために、一般式(1)の化合物に加えて、一般式(1)の化合物の除いた不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある)を用いることができる。
<Cyclic carbonate having an unsaturated bond>
In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, in order to form a film on the negative electrode surface of the non-aqueous electrolyte battery and to extend the life of the battery, in addition to the compound of the general formula (1), the general formula (1) A cyclic carbonate having an unsaturated bond from which the above compound is removed (hereinafter sometimes abbreviated as “unsaturated cyclic carbonate”) may be used.

前記不飽和環状カーボネートとしては、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和カーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含されることとする。
不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類、カテコールカーボネート類等が挙げられる。
The unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited as long as it is a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond, and any unsaturated carbonate can be used. The cyclic carbonate having an aromatic ring is also included in the unsaturated cyclic carbonate.
Examples of the unsaturated cyclic carbonate include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates, catechol carbonates, and the like. It is done.

ビニレンカーボネート類としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4, 5- ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4, 5- ジアリルビニレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of vinylene carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, 4,5-diphenyl vinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, 4,5-vinyl vinylene carbonate, allyl vinylene carbonate, 4 , 5-diallyl vinylene carbonate and the like.

芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−ビニルエチレンカーボネート、4−アリル−5−ビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフェニルエチレンカーボネート、4−フェニル−5−ビニルエチレンカーボネート、4−アリル−5−フェニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−メチル−5−アリルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Specific examples of ethylene carbonates substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon double bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-vinyl ethylene carbonate, 4- Allyl-5-vinylethylene carbonate, phenylethylene carbonate, 4,5-diphenylethylene carbonate, 4-phenyl-5-vinylethylene carbonate, 4-allyl-5-phenylethylene carbonate, allylethylene carbonate, 4,5-diallylethylene Examples thereof include carbonate and 4-methyl-5-allylethylene carbonate.

中でも、特に一般式(1)の化合物と併用するのに好ましい不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4, 5- ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4, 5- ジアリルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−ビニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−メチル−5−アリルエチレンカーボネート、4−アリル−5−ビニルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので、より好適に用いられる。   Among them, particularly preferable unsaturated cyclic carbonates for use in combination with the compound of the general formula (1) include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, 4,5-vinyl vinylene carbonate, Allyl vinylene carbonate, 4,5-diallyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-vinyl ethylene carbonate, allyl ethylene carbonate, 4,5-diallyl ethylene carbonate, 4-methyl- Since 5-allylethylene carbonate and 4-allyl-5-vinylethylene carbonate form a stable interface protective film, they are more preferably used.

不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、50以上、250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの分子量は、より好ましくは80以上であり、また、より好ましくは150以下である。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。   The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The molecular weight is preferably 50 or more and 250 or less. If it is this range, it will be easy to ensure the solubility of the unsaturated cyclic carbonate with respect to a non-aqueous electrolyte solution, and the effect of this invention will fully be expressed easily. The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is more preferably 80 or more, and more preferably 150 or less. The production method of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and can be produced by arbitrarily selecting a known method.

不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。また、不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。不飽和環状カーボネートの配合量は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎる場合は、本発明における効果が十分に発揮しない場合があり、また多すぎる場合は、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。   An unsaturated cyclic carbonate may be used individually by 1 type, or may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios. Moreover, the compounding quantity of unsaturated cyclic carbonate is not restrict | limited in particular, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, it is arbitrary. The amount of the unsaturated cyclic carbonate is 100% by mass in the non-aqueous electrolyte solution, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and further preferably 0.2% by mass or more. Moreover, Preferably it is 5 mass% or less, More preferably, it is 4 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or less. Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient cycle characteristics improvement effect, and the high-temperature storage characteristics are reduced, the amount of gas generated is increased, and the discharge capacity maintenance rate is reduced. Easy to avoid. On the other hand, if the amount is too small, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. If the amount is too large, the resistance may increase and the output and load characteristics may decrease.

<フッ素化不飽和環状カーボネート>
フッ素化環状カーボネートとして、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネート(以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある)を用いることも好ましい。フッ素化不飽和環状カーボネートが有するフッ素原子の数は1以上があれば、特に制限されない。中でもフッ素原子が通常6以下、好ましくは4以下であり、1個又は2個のものが最も好ましい。
<Fluorinated unsaturated cyclic carbonate>
As the fluorinated cyclic carbonate, it is also preferable to use a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated unsaturated cyclic carbonate”). The number of fluorine atoms contained in the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more. Among them, the number of fluorine atoms is usually 6 or less, preferably 4 or less, and most preferably 1 or 2 fluorine atoms.

フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化ビニレンカーボネート誘導体、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体等が挙げられる。
フッ素化ビニレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルビニレンカーボネート、4−アリル−5−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルビニレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate include fluorinated vinylene carbonate derivatives, fluorinated ethylene carbonate derivatives substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon double bond.
Fluorinated vinylene carbonate derivatives include 4-fluoro vinylene carbonate, 4-fluoro-5-methyl vinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenyl vinylene carbonate, 4-allyl-5-fluoro vinylene carbonate, 4-fluoro-5- And vinyl vinylene carbonate.

芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−アリルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the fluorinated ethylene carbonate derivative substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon double bond include 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-5. -Vinylethylene carbonate, 4-fluoro-5-allylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate 4,5-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-diallylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinylethylene carbonate 4,5-diflu B-4,5-diallylethylene carbonate, 4-fluoro-4-phenylethylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4- Examples thereof include phenylethylene carbonate.

中でも、特に一般式(1)の化合物と併用するのに好ましいフッ素化不飽和環状カーボネートとしては、4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレ
ンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルビニレンカーボネート、4−アリル−5−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−アリルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので、より好適に用いられる。
Among them, particularly preferred fluorinated unsaturated cyclic carbonates to be used in combination with the compound of the general formula (1) include 4-fluoro vinylene carbonate, 4-fluoro-5-methyl vinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinyl vinylene carbonate. 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-5-allylethylene carbonate 4,4-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4 -Full B-4,5-divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-diallylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-diallylethylene carbonate Since a stable interface protective film is formed, it is more preferably used.

フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、50以上であり、また、250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対するフッ素化環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。フッ素化不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。分子量は、より好ましくは100以上であり、また、より好ましくは200以下である。   The molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The molecular weight is preferably 50 or more and 250 or less. If it is this range, it will be easy to ensure the solubility of the fluorinated cyclic carbonate with respect to a non-aqueous electrolyte solution, and the effect of this invention will be easy to be expressed. The production method of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and can be produced by arbitrarily selecting a known method. The molecular weight is more preferably 100 or more, and more preferably 200 or less.

フッ素化不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。また、フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、通常、非水系電解液100質量%中、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎる場合は、本発明における効果が十分に発揮しない場合があり、また多すぎる場合は、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。   A fluorinated unsaturated cyclic carbonate may be used individually by 1 type, and may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios. Moreover, the compounding quantity of a fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not restrict | limited in particular, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, it is arbitrary. The compounding amount of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is usually 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, in 100% by mass of the nonaqueous electrolytic solution. Moreover, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less. Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient cycle characteristics improvement effect, and the high-temperature storage characteristics are reduced, the amount of gas generated is increased, and the discharge capacity maintenance rate is reduced. Easy to avoid. On the other hand, if the amount is too small, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. If the amount is too large, the resistance may increase and the output and load characteristics may decrease.

<過充電防止剤>
本発明の非水系電解液において、非水系電解液二次電池が過充電等の状態になった際に電池の破裂・発火を効果的に抑制するために、過充電防止剤を用いることができる。
過充電防止剤としては、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。中でも、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼン又はt−アミルベンゼンとの組み合わせ、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種を併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。
<Overcharge prevention agent>
In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, an overcharge inhibitor can be used in order to effectively suppress battery explosion / ignition when the non-aqueous electrolyte secondary battery is in an overcharged state or the like. .
As an overcharge inhibitor, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran; 2-fluorobiphenyl, Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as o-cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole and the like And a fluorine-containing anisole compound. Of these, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, terphenyl partially hydrogenated, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, Using at least one selected from aromatic compounds not containing oxygen, such as t-amylbenzene, and at least one selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether, dibenzofuran, and the like is an overcharge prevention property and a high temperature storage property. From the standpoint of balance.

過充電防止剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。過充電防止剤は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.1質量%以上であり、また、5質量%以下である。この範囲でれば、過充電防止剤の効果を十分に発現させやすく、また、高温保存特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。過充電防止剤は、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上であり、また、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。   The amount of the overcharge inhibitor is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The overcharge inhibitor is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. If it is this range, it will be easy to fully express the effect of an overcharge inhibiting agent, and it will be easy to avoid the situation where the battery characteristics, such as a high temperature storage characteristic, fall. The overcharge inhibitor is more preferably 0.2% by mass or more, further preferably 0.3% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 3% by mass or less, still more preferably. Is 2% by mass or less.

<その他の助剤>
本発明の非水系電解液には、公知のその他の助剤を用いることができる。その他の助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、1,4−ブタンスルトン、1−ブテン−1,4−スルトン、3−ブテン−1,4−スルトン、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシンイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。
<Other auxiliaries>
Other known auxiliary agents can be used in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. Other auxiliaries include carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, anhydrous Carboxylic anhydrides such as itaconic acid, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and phenylsuccinic anhydride; 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5 ] Spiro compounds such as undecane, 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3- Propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-ph Oro-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 2-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 3-fluoro -1-propene-1,3-sultone, 1,4-butanesultone, 1-butene-1,4-sultone, 3-butene-1,4-sultone, methyl fluorosulfonate, ethyl fluorosulfonate, methanesulfonic acid Sulfur-containing compounds such as methyl, ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfolene, diphenylsulfone, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2 -Piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-me Nitrogen-containing compounds such as Rusukushin'imido; heptane, octane, nonane, decane, hydrocarbon compounds cycloheptane, etc., fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene, fluorinated aromatic compounds such as benzotrifluoride, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. By adding these auxiliaries, capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high temperature storage can be improved.

その他の助剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。その他の助剤は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上であり、また、5質量%以下である。この範囲であれば、その他助剤の効果が十分に発現させやすく、高負荷放電特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。その他の助剤の配合量は、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。   The blending amount of other auxiliary agents is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The other auxiliary agent is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. Within this range, the effects of other auxiliaries can be sufficiently exhibited, and it is easy to avoid a situation in which battery characteristics such as high-load discharge characteristics deteriorate. The blending amount of other auxiliaries is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. .

以上に記載してきた非水系電解液は、本発明に記載の非水系電解液電池の内部に存在するものも含まれる。具体的には、リチウム塩や溶媒、助剤等の非水系電解液の構成要素を別途合成し、実質的に単離されたものから非水系電解液を調整し、下記に記載する方法にて別途組み立てた電池内に注液して得た非水系電解液電池内の非水系電解液である場合や、本発明の非水系電解液の構成要素を個別に電池内に入れておき、電池内にて混合させることにより本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合、更には、本発明の非水系電解液を構成する化合物を該非水系電解液電池内で発生させて、本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合も含まれるものとする。   The non-aqueous electrolyte solution described above includes those existing inside the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention. Specifically, the components of the non-aqueous electrolyte solution such as lithium salt, solvent, and auxiliary agent are separately synthesized, and the non-aqueous electrolyte solution is prepared from what is substantially isolated by the method described below. In the case of a nonaqueous electrolyte solution in a nonaqueous electrolyte battery obtained by pouring into a separately assembled battery, the components of the nonaqueous electrolyte solution of the present invention are individually placed in the battery, In order to obtain the same composition as the non-aqueous electrolyte solution of the present invention by mixing in a non-aqueous electrolyte battery, the compound constituting the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is further generated in the non-aqueous electrolyte battery. The case where the same composition as the aqueous electrolyte is obtained is also included.

3.電池構成
本発明の非水系電解液電池は、非水系電解液電池の中でも二次電池用、例えばリチウム二次電池用の電解液として用いるのに好適である。以下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液電池について説明する。
本発明の非水系電解液二次電池は、公知の構造を採ることができ、典型的には、イオン(例えば、リチウムイオン)を吸蔵・放出可能な負極及び正極と、上記の本発明の非水系電解液とを備える。
3. Battery Configuration The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is suitable for use as an electrolyte for a secondary battery, for example, a lithium secondary battery, among non-aqueous electrolyte batteries. Hereinafter, a non-aqueous electrolyte battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention will be described.
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can adopt a known structure. Typically, the negative electrode and the positive electrode capable of occluding and releasing ions (for example, lithium ions), and the non-aqueous electrolyte of the present invention described above. An aqueous electrolyte solution.

4.正極
<正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について述べる。
(組成)
正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。
4). Positive electrode <Positive electrode active material>
The positive electrode active material used for the positive electrode is described below.
(composition)
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. For example, a material containing lithium and at least one transition metal is preferable. Specific examples include lithium transition metal composite oxides and lithium-containing transition metal phosphate compounds.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO2 等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO2 等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO2 、LiMn24、Li2 MnO4 等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をNa、K、B、F、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。置換されたものの具体例としては、例えば、LiNi0.5 Mn0.52 、LiNi0.85Co0.10Al0.052 、LiNi0.33Co0.33Mn0.332 、LiNi0.45Co0.10Al0.452 、LiMn1.8 Al0.24 、LiMn1.5 Ni0.54 等が挙げられる。 The transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples include lithium / cobalt composite oxide such as LiCoO 2 or LiNiO 2 . Lithium / nickel composite oxides, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 4 and other lithium / manganese composite oxides, part of transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal composite oxides are Na, K , B, F, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, W, etc. And the like. Specific examples of the substituted ones include, for example, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiNi 0.45 Co 0.10 Al 0.45 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like.

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO4 、Li3 Fe2 (PO43 、LiFeP27 等のリン酸鉄類、LiCoPO4 等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Si and the like substituted with other elements.

また、正極活物質にリン酸リチウムを含ませると、連続充電特性が向上するので好ましい。リン酸リチウムの使用に制限はないが、前記の正極活物質とリン酸リチウムを混合して用いることが好ましい。使用するリン酸リチウムの量は前記正極活物質とリン酸リチウムの合計に対し、下限が、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、上限が、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。   In addition, it is preferable to include lithium phosphate in the positive electrode active material because continuous charge characteristics are improved. Although there is no restriction | limiting in the use of lithium phosphate, It is preferable to mix and use the said positive electrode active material and lithium phosphate. The lower limit of the amount of lithium phosphate used is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and still more preferably 0.5% by mass with respect to the total of the positive electrode active material and lithium phosphate. %, And the upper limit is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.

(表面被覆)
また、上記正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
(Surface coating)
Moreover, you may use what the substance of the composition different from this adhered to the surface of the said positive electrode active material. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate, and carbon.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることもできる。   For example, these surface adhering substances are dissolved or suspended in a solvent, impregnated and added to the positive electrode active material, and dried. After the surface adhering substance precursor is dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material, It can be made to adhere to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating or the like, a method of adding to the positive electrode active material precursor and firing simultaneously. In addition, when making carbon adhere, the method of making carbonaceous adhere mechanically later in the form of activated carbon etc. can also be used, for example.

表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは0.1ppm以上、より好ましくは1ppm以上、さらに好ましくは10ppm以上、上限として、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する場合がある。   The amount of the surface adhering substance is by mass with respect to the positive electrode active material, preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more, and the upper limit, preferably 20% or less, more preferably, as the lower limit. Is used at 10% or less, more preferably 5% or less. The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the electrolyte solution on the surface of the positive electrode active material and can improve the battery life. However, when the amount of the adhering quantity is too small, the effect is not sufficiently manifested. If it is too high, the resistance may increase in order to inhibit the entry and exit of lithium ions.

本発明においては、正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものをも「正極活物質」という。
(形状)
正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が挙げられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成していてもよい。
In the present invention, a material in which a material having a different composition is attached to the surface of the positive electrode active material is also referred to as “positive electrode active material”.
(shape)
Examples of the shape of the particles of the positive electrode active material include a lump shape, a polyhedron shape, a sphere shape, an oval sphere shape, a plate shape, a needle shape, and a column shape as conventionally used. Moreover, primary particles may aggregate to form secondary particles.

(タップ密度)
正極活物質のタップ密度は、好ましくは0.5g/cm3 以上、より好ましくは0.8g/cm3 以上、さらに好ましくは1.0g/cm3 以上である。該正極活物質のタップ密度が上記下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく、特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、上限は、好ましくは4.0g/cm3 以下、より好ましくは3.7g/cm3 以下、さらに好ましくは3.5g/cm3 以下である。
(Tap density)
The tap density of the positive electrode active material is preferably 0.5 g / cm 3 or more, more preferably 0.8 g / cm 3 or more, and further preferably 1.0 g / cm 3 or more. If the tap density of the positive electrode active material is lower than the lower limit, the amount of the required dispersion medium increases when the positive electrode active material layer is formed, and the necessary amount of conductive material and binder increases, so that the positive electrode to the positive electrode active material layer The filling rate of the active material is restricted, and the battery capacity may be restricted. By using a complex oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. In general, the tap density is preferably as large as possible, and there is no particular upper limit, but if it is too large, diffusion of lithium ions using the electrolytic solution in the positive electrode active material layer as a medium is rate-limiting, and load characteristics may be easily reduced. The upper limit is preferably 4.0 g / cm 3 or less, more preferably 3.7 g / cm 3 or less, and still more preferably 3.5 g / cm 3 or less.

なお、本発明では、タップ密度は、正極活物質粉体5〜10gを10mlのガラス製メスシリンダーに入れ、ストローク約20mmで200回タップした時の粉体充填密度(タップ密度)g/ccとして求める。   In the present invention, the tap density is defined as the powder packing density (tap density) g / cc when 5 to 10 g of the positive electrode active material powder is put in a 10 ml glass measuring cylinder and tapped 200 times with a stroke of about 20 mm. Ask.

(メジアン径d50
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは0.8μm以上、最も好ましくは1.0μm以上であり、上限は、好ましくは30μm以下、より好ましくは27μm以下、さらに好ましくは25μm以下、最も好ましくは22μm以下である。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成、即ち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径d50をもつ該正極活物質を2種類以上混合することで、正極作成時の充填性をさらに向上させることができる。
(Median diameter d 50 )
The median diameter d 50 of the positive electrode active material particles (secondary particle diameter when the primary particles are aggregated to form secondary particles) is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, The upper limit is preferably 30 μm or less, more preferably 27 μm or less, still more preferably 25 μm or less, and most preferably 22 μm or less. If the lower limit is not reached, a high tap density product may not be obtained. If the upper limit is exceeded, it takes time to diffuse lithium in the particles. When a conductive material, a binder, or the like is slurried with a solvent and applied as a thin film, problems such as streaking may occur. Here, by mixing two or more kinds of the positive electrode active materials having different median diameters d 50 , the filling property at the time of forming the positive electrode can be further improved.

なお、本発明では、メジアン径d50は、公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置
によって測定される。粒度分布計としてHORIBA社製LA−920を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24を設定して測定される。
In the present invention, the median diameter d 50 is measured by a known laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus. When LA-920 manufactured by HORIBA is used as a particle size distribution meter, a 0.1% by mass sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium used for measurement, and a measurement refractive index of 1.24 is set after ultrasonic dispersion for 5 minutes. Measured.

(平均一次粒子径)
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、該正極活物質の平均一次粒子径としては、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μm以上、さらに好ましくは0.2μm以上であり、上限は、好ましくは5μm以下、より好ましくは4μm以下、さらに好ましくは3μm以下、最も好ましくは2μm以下である。上記上限を超えると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。逆に、上記下限を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題を生ずる場合がある。
(Average primary particle size)
When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, and still more preferably 0.8 μm. The upper limit is preferably 5 μm or less, more preferably 4 μm or less, still more preferably 3 μm or less, and most preferably 2 μm or less. If the above upper limit is exceeded, it is difficult to form spherical secondary particles, which adversely affects the powder filling property, or the specific surface area is greatly reduced, so that there is a high possibility that battery performance such as output characteristics will deteriorate. is there. On the other hand, when the value falls below the lower limit, there is a case where problems such as inferior reversibility of charge / discharge are usually caused because crystals are not developed.

なお、本発明では、一次粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   In the present invention, the primary particle diameter is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles and obtained by taking the average value. It is done.

(BET比表面積)
正極活物質のBET比表面積は、好ましくは0.1m2 /g以上、より好ましくは0.2m2 /g以上、さらに好ましくは0.3m2 /g以上であり、上限は50m2 /g以下、好ましくは40m2 /g以下、さらに好ましくは30m2 /g以下である。BET比表面積がこの範囲よりも小さいと電池性能が低下しやすく、大きいとタップ密度が上がりにくくなり、正極活物質層形成時の塗布性に問題が発生しやすい場合がある。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of the positive electrode active material is preferably 0.1 m 2 / g or more, more preferably 0.2 m 2 / g or more, still more preferably 0.3 m 2 / g or more, and the upper limit is 50 m 2 / g or less. , Preferably 40 m 2 / g or less, more preferably 30 m 2 / g or less. If the BET specific surface area is smaller than this range, the battery performance tends to be lowered. If the BET specific surface area is larger, the tap density is difficult to increase, and a problem may occur in applicability when forming the positive electrode active material layer.

なお、本発明では、BET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用い、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値で定義される。   In the present invention, the BET specific surface area is determined by using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 150 ° C. for 30 minutes under nitrogen flow, and then atmospheric pressure. This is defined as a value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method, using a nitrogen-helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen to 0.3 is 0.3.

(正極活物質の製造法)
正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。特に球状ないし楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられるが、例えば、遷移金属の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、Li2 CO3 、LiNO3 等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。
(Method for producing positive electrode active material)
As a manufacturing method of the positive electrode active material, a general method is used as a manufacturing method of the inorganic compound. In particular, various methods are conceivable for preparing a spherical or elliptical active material. For example, a transition metal source material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring. And a spherical precursor is prepared and recovered, and after drying as necessary, a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and the like is added and fired at a high temperature to obtain an active material. .

正極の製造のために、前記の正極活物質を単独で用いてもよく、異なる組成の1種以上とを、任意の組み合わせ又は比率で併用してもよい。この場合の好ましい組み合わせとしては、LiCoO2 とLiNi0.33Co0.33Mn0.332 などのLiMn24 若しくはこのMnの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせ、あるいは、LiCoO2 若しくはこのCoの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせが挙げられる。 For the production of the positive electrode, the positive electrode active material may be used alone, or one or more of the different compositions may be used in any combination or ratio. A preferable combination in this case is a combination of LiCoO 2 and LiMn 2 O 4 such as LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 or a part of this Mn substituted with another transition metal or the like, or LiCoO 2 or The combination with what substituted a part of Co with other transition metals etc. is mentioned.

<正極の構成と作製法>
以下に、正極の構成について述べる。本発明において、正極は、正極活物質と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製することができる。正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着
するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成されることにより正極を得ることができる。
<Configuration and manufacturing method of positive electrode>
The structure of the positive electrode will be described below. In the present invention, the positive electrode can be produced by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder on a current collector. The production of the positive electrode using the positive electrode active material can be performed by a conventional method. That is, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener mixed in a dry form into a sheet form are pressure-bonded to the positive electrode current collector, or these materials are liquid media A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by applying it to a positive electrode current collector and drying it as a slurry by dissolving or dispersing in a slurry.

正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、特に好ましくは84質量%以上である。また上限は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。   The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and particularly preferably 84% by mass or more. Moreover, an upper limit becomes like this. Preferably it is 99 mass% or less, More preferably, it is 98 mass% or less. If the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is low, the electric capacity may be insufficient. Conversely, if the content is too high, the strength of the positive electrode may be insufficient.

塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、下限として好ましくは1.5g/cm3 以上、より好ましくは2g/cm3 、さらに好ましくは2.2g/cm3 以上であり、上限としては、好ましくは5g/cm3 以下、より好ましくは4.5g/cm3 以下、さらに好ましくは4g/cm3 以下の範囲である。この範囲を上回ると集電体/活物質界面付近への電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下し高出力が得られない場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し高出力が得られない場合がある。 The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1.5 g / cm 3 or more as a lower limit, more preferably 2 g / cm 3 , further preferably 2.2 g / cm 3 or more, and preferably 5 g / cm 3 as an upper limit. It is 3 or less, more preferably 4.5 g / cm 3 or less, and further preferably 4 g / cm 3 or less. If it exceeds this range, the permeability of the electrolyte solution to the vicinity of the current collector / active material interface decreases, and the charge / discharge characteristics particularly at a high current density decrease, and a high output may not be obtained. On the other hand, if it is lower, the conductivity between the active materials is lowered, the battery resistance is increased, and a high output may not be obtained.

(導電材)
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また上限は、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。
(Conductive material)
A known conductive material can be arbitrarily used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; and carbon materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. The conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more in the positive electrode active material layer, and the upper limit is usually 50% by mass or less, preferably It is used so as to contain 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less. If the content is lower than this range, the conductivity may be insufficient. Conversely, if the content is higher than this range, the battery capacity may decrease.

(結着剤)
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であればよいが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Binder)
The binder used in the production of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of the coating method, any material that can be dissolved or dispersed in the liquid medium used during electrode production may be used. Resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber , Rubber polymers such as butadiene rubber and ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / Ethylene copolymer, styrene Thermoplastic elastomeric polymer such as isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer Soft resinous polymers such as polymers; Fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; alkali metal ions (especially lithium ions) And a polymer composition having ion conductivity. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは1.5質量%以上であり、上限は、通常80質量%以下、好ましくは6
0質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。
The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and the upper limit is usually 80% by mass or less, preferably Is 6
It is 0 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or less, Most preferably, it is 10 mass% or less. When the ratio of the binder is too low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained and the positive electrode has insufficient mechanical strength, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. On the other hand, if it is too high, battery capacity and conductivity may be reduced.

(スラリー形成溶媒)
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系媒体としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
(Slurry forming solvent)
As the solvent for forming the slurry, the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and a solvent that can dissolve or disperse the thickener that is used as necessary are particularly suitable for the type. There is no restriction, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of the organic medium include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; and aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethylsulfoxide.

特に水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。さらに増粘剤を添加する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上であり、また、上限としては5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下の範囲である。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じる場合がある。   In particular, when an aqueous medium is used, it is preferable to make a slurry using a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR). A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios. When a thickener is further added, the ratio of the thickener to the active material is 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more. The upper limit is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less. Below this range, applicability may be significantly reduced. If it exceeds, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer may decrease, and there may be a problem that the capacity of the battery decreases and a problem that the resistance between the positive electrode active materials increases.

(集電体)
正極集電体の材質としては特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
(Current collector)
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and a known material can be arbitrarily used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、また上限は、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。   Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, and foam metal in the case of a metal material. A thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. Although the thickness of the thin film is arbitrary, it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thin film is thinner than this range, the strength required for the current collector may be insufficient. Conversely, if the thin film is thicker than this range, the handleability may be impaired.

また、集電体の表面に導電助剤が塗布されていることも、集電体と正極活物質層の電子接触抵抗を低下させる観点で好ましい。導電助剤としては、炭素や、金、白金、銀等の貴金属類が挙げられる。
集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(電解液注液直前の片面の正極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)の値が20以下であることが好ましく、より好ましくは15以下、最も好ましくは10以下であり、下限は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.8以上、最も好ましくは1以上の範囲である。この範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。この範囲を下回ると、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
Moreover, it is also preferable from the viewpoint of reducing the electronic contact resistance between the current collector and the positive electrode active material layer that a conductive additive is applied to the surface of the current collector. Examples of the conductive assistant include noble metals such as carbon, gold, platinum, and silver.
The ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is not particularly limited, but the value of (thickness of the positive electrode active material layer on one side immediately before electrolyte injection) / (thickness of the current collector) is 20 The lower limit is preferably 15 or less, most preferably 10 or less, and the lower limit is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, and most preferably 1 or more. Above this range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. Below this range, the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material increases and the battery capacity may decrease.

(電極面積)
本発明の非水系電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する正極の電極面積の総和が面積比で15倍以上とすることが好ましく、さらに40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
(Electrode area)
When using the non-aqueous electrolyte of the present invention, it is preferable that the area of the positive electrode active material layer is larger than the outer surface area of the battery outer case from the viewpoint of increasing the stability at high output and high temperature. Specifically, the sum of the electrode areas of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery is preferably 15 times or more, and more preferably 40 times or more. The outer surface area of the outer case is the total area obtained by calculation from the vertical, horizontal, and thickness dimensions of the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal in the case of a bottomed square shape. . In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure in which the positive electrode mixture layer is formed on both sides via the current collector foil. , The sum of the areas where each surface is calculated separately.

(正極板の厚さ)
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上で、上限としては、好ましくは500μm以下、より好ましくは450μm以下である。
(Thickness of positive plate)
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the composite layer obtained by subtracting the metal foil thickness of the core material is preferably as a lower limit with respect to one side of the current collector. Is 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and the upper limit is preferably 500 μm or less, more preferably 450 μm or less.

(正極板の表面被覆)
また、上記正極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
(Positive electrode surface coating)
Moreover, you may use what adhered the substance of the composition different from this to the surface of the said positive electrode plate. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate, and carbon.

5.セパレータ
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
5. Separator Normally, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating the separator.
The material and shape of the separator are not particularly limited, and known ones can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As materials for the resin and glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamides, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, glass filters and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. These materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、8μm以上がさらに好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。   The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less. If the separator is too thin than the above range, the insulating properties and mechanical strength may decrease. On the other hand, if it is thicker than the above range, not only the battery performance such as the rate characteristic may be lowered, but also the energy density of the whole non-aqueous electrolyte secondary battery may be lowered.

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上がさらに好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下がさらに好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。   Furthermore, when using a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, Further, it is usually 90% or less, preferably 85% or less, and more preferably 75% or less. If the porosity is too smaller than the above range, the membrane resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. Moreover, when larger than the said range, it exists in the tendency for the mechanical strength of a separator to fall and for insulation to fall.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。
Moreover, although the average pore diameter of a separator is also arbitrary, it is 0.5 micrometer or less normally, 0.2 micrometer or less is preferable, and it is 0.05 micrometer or more normally. If the average pore diameter exceeds the above range, a short circuit tends to occur. On the other hand, below the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.
On the other hand, as inorganic materials, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Used.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。   As the form, a thin film shape such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the above-mentioned independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing the inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, a porous layer may be formed by using alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm on both surfaces of the positive electrode and using a fluororesin as a binder.

6.電池設計
<電極群>
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。
6). Battery design <Electrode group>
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed through the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape through the separator. Either is acceptable. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupation ratio) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less. .

電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。   When the electrode group occupancy is below the above range, the battery capacity decreases. Also, if the above range is exceeded, the void space is small, the battery expands, and the member expands or the vapor pressure of the electrolyte liquid component increases and the internal pressure rises. In some cases, the gas release valve that lowers various characteristics such as storage at high temperature and the like, or releases the internal pressure to the outside is activated.

<集電構造>
集電構造は、特に制限されないが、本発明の非水系電解液による高電流密度の充放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
<Current collection structure>
The current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the high current density charge / discharge characteristics by the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, a structure that reduces the resistance of the wiring part and the joint part is used. It is preferable. Thus, when internal resistance is reduced, the effect of using the non-aqueous electrolyte solution of this invention is exhibited especially favorable.

電極群が上記の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が上記の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端
子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
In the case where the electrode group has the above laminated structure, a structure formed by bundling the metal core portions of the electrode layers and welding them to the terminals is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to provide a plurality of terminals in the electrode to reduce the resistance. When the electrode group has the winding structure described above, the internal resistance can be lowered by providing a plurality of lead structures for the positive electrode and the negative electrode, respectively, and bundling the terminals.

<外装ケース>
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に制限されない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネートフィルム)が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
<Exterior case>
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte used. Specifically, a nickel-plated steel plate, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, a metal such as a magnesium alloy, or a laminated film (laminate film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, an aluminum or aluminum alloy metal or a laminate film is preferably used.

金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。   In an exterior case using metals, the metal is welded together by laser welding, resistance welding, or ultrasonic welding to form a sealed sealed structure, or a caulking structure using the above metals via a resin gasket. Things. Examples of the outer case using the laminate film include a case where a resin-sealed structure is formed by heat-sealing resin layers. In order to improve sealing performance, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a sealed structure, a metal and a resin are joined, so that a resin having a polar group or a modified group having a polar group introduced as an intervening resin is used. Resins are preferably used.

<保護素子>
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(PositiveTemperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
<Protective element>
As a protection element, PTC (Positive Temperature Coefficient) increases in resistance when abnormal heat generation or excessive current flows, thermal fuse, thermistor, shuts off current flowing in the circuit due to sudden rise in battery internal pressure or internal temperature in abnormal heat generation A valve (current cutoff valve) or the like can be used. It is preferable to select a protective element that does not operate under normal use at a high current, and it is more preferable that the protective element is designed so as not to cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.

<外装体>
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
<Exterior body>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body. This exterior body is not particularly limited, and any known one can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.

また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。   The shape of the exterior body is also arbitrary, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

7.電池性能
本発明で得られた電池は、特に制限なく用いることができるが、好ましくは高電圧化や高容量化された電池に用いることができる。
7). Battery Performance The battery obtained in the present invention can be used without particular limitation, but can be preferably used for a battery with a higher voltage or a higher capacity.

高電圧化とは、例えばリチウムイオン二次電池の場合、通常4.25V以上、好ましくは4.3以上である。
また、高容量化とは、例えば18650型電池の場合、通常2600mAh以上、好ましくは2800mAh以上、より好ましくは、3000mAh以上である。
For example, in the case of a lithium ion secondary battery, the increase in voltage is usually 4.25 V or more, preferably 4.3 or more.
The increase in capacity is usually 2600 mAh or more, preferably 2800 mAh or more, more preferably 3000 mAh or more in the case of an 18650 type battery, for example.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
[負極]
以下の物性を有する球形化された天然黒鉛混合物を負極活物質として用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が25%、アスペクト比が8.4、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.336nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が21.8μm、BET比表面積が5.0m2/g、タップ密度が1.00g・cm-3、ラマンR値が0.21、粉体の配向比が0.25である球形化された天然黒鉛混合物を用いた。ここで、球形化された天然黒鉛混合物には、球形化天然黒鉛粒子と球形化天然黒鉛粒子の1000℃熱処理物を1対1の質量割合で混合した混合物を用いた。
<Example 1>
[Negative electrode]
A spheroidized natural graphite mixture having the following physical properties was used as the negative electrode active material. Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 25%, the aspect ratio is 8.4, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.336 nm, the crystal Child size Lc, La is 100 nm or more, volume-based average particle diameter is 21.8 μm, BET specific surface area is 5.0 m 2 / g, tap density is 1.00 g · cm −3 , Raman R value is 0.21, powder A spherical natural graphite mixture having a body orientation ratio of 0.25 was used. Here, as the spheroidized natural graphite mixture, a mixture obtained by mixing spheroidized natural graphite particles and spheroidized natural graphite particles at 1000 ° C. in a mass ratio of 1: 1 was used.

前記負極活物質98質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ18μmの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で電極密度1.7g/cm3に圧延し、切り出したものを負極として用いた。 98 parts by mass of the negative electrode active material, 100 parts by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by mass of sodium carboxymethylcellulose) and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene 1 part by mass of a butadiene rubber concentration of 50% by mass was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to a copper foil having a thickness of 18 μm, dried, rolled to an electrode density of 1.7 g / cm 3 with a press, and the cut out was used as the negative electrode.

[正極]
正極活物質としてLiCoO2 を90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ15μmのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。
[Positive electrode]
A slurry is prepared by mixing 90% by mass of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder in an N-methylpyrrolidone solvent. did. The obtained slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, rolled with a press, and the cut out was used as a positive electrode.

[電解液]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物(体積比30:70)に乾燥したLiPF6 を1mol/Lの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表1に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。
[Electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, dried LiPF 6 was dissolved in a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio 30:70) to a ratio of 1 mol / L to prepare a basic electrolyte. A compound described in Table 1 was mixed with this basic electrolytic solution and used as an electrolytic solution.

[リチウム二次電池]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。
この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表1に記載の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し電池とした。
[Lithium secondary battery]
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode to prepare a battery element.
The battery element was inserted into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness: 40 μm) were coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and each of the electrolyte solutions shown in Table 1 was placed in the bag. And sealed in a vacuum to produce a sheet-like battery.

[慣らし運転]
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において0.2Cに相当する定電流で慣らし運転を行った。
[Run-in operation]
The lithium secondary battery was conditioned with a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C. in a state of being sandwiched between glass plates in order to improve the adhesion between the electrodes.

[サイクル特性の評価]
慣らし運転が終了した電池を45℃において、0.5Cの定電流で充電後、0.5Cの定電流で放電する過程を1サイクルとして、100サイクル実施した。ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、5Cとはその5倍の電流値を、また0.2Cとはその1/5の電流値を表す。(100サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100の計算式から、容量維持率を求めた。
[Evaluation of cycle characteristics]
The battery after the break-in operation was charged at 45 ° C. with a constant current of 0.5 C, and then discharged with a constant current of 0.5 C as one cycle, and 100 cycles were performed. Here, 1C represents a current value that discharges the reference capacity of the battery in one hour, 5C represents a current value that is five times that of the battery, and 0.2C represents a current value that is 1/5 of the current value. The capacity retention rate was calculated from the formula of (discharge capacity at the 100th cycle) ÷ (discharge capacity at the first cycle) × 100.

[高温保存特性の評価]
慣らし運転が終了した電池を25℃において、0.2Cの定電流で充電した後、これを85℃で24時間保存し、電池を室温まで冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を
測定し、高温保存前後の体積変化から発生したガス量を求めた。
[Evaluation of high-temperature storage characteristics]
The battery after the break-in operation was charged at a constant current of 0.2 C at 25 ° C., and then stored at 85 ° C. for 24 hours. After the battery was cooled to room temperature, it was immersed in an ethanol bath to measure the volume. The amount of gas generated from the volume change before and after high temperature storage was determined.

<実施例2>
表1に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例1と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性(容量維持率のみ)を求めた。
<Example 2>
A battery was assembled using the same negative electrode and positive electrode as in Example 1 except that the compounds contained in the electrolytic solution shown in Table 1 were changed, and the battery characteristics (capacity retention rate only) were similarly determined.

<実施例3>
表1に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例1と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性(容量維持率のみ)を求めた。
<Example 3>
A battery was assembled using the same negative electrode and positive electrode as in Example 1 except that the compounds contained in the electrolytic solution shown in Table 1 were changed, and the battery characteristics (capacity retention rate only) were similarly determined.

<実施例4>
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体と球形化天然黒鉛の混合物を用いた以外は、実施例1と同じ正極、電解液(化合物含む)を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。
<Example 4>
Assembling the battery using the same positive electrode and electrolyte (including the compound) as in Example 1 except that the composite of spheroidized natural graphite described below and a mixture of spheroidized natural graphite and a mixture of spheroidized natural graphite was used as the negative electrode active material, Similarly, the battery characteristics were obtained.

具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が26%、アスペクト比が8.0、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.336nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が18.8μm、BET比表面積が3.8m2/g、タップ密度が1.03g・cm-3、ラマンR値が0.22、粉体の配向比が0.36である(球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体と球形化天然黒鉛からなる)混合物を用いた。 Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 26%, the aspect ratio is 8.0, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.336 nm, the crystal Child size Lc, La of 100 nm or more, volume-based average particle diameter of 18.8 μm, BET specific surface area of 3.8 m 2 / g, tap density of 1.03 g · cm −3 , Raman R value of 0.22, powder A mixture having a body orientation ratio of 0.36 (consisting of a composite of spheroidized natural graphite coated with carbon and spheroidized natural graphite) was used.

ここで、球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に3質量%(被覆率)となるように球形化天然黒鉛に被覆し、1300℃で焼成した材料を用いた。更に、前記炭素被覆した複合体に球形化天然黒鉛を1対1の質量割合で混合した混合物を負極活物質として用いた。   Here, for a composite in which spheroidized natural graphite is coated with carbon, a material obtained by coating the carbon precursor with spheroidized natural graphite so as to be 3% by mass (coverage) after firing and firing at 1300 ° C. is used. It was. Furthermore, a mixture obtained by mixing the carbon-coated composite with spheroidized natural graphite at a mass ratio of 1: 1 was used as the negative electrode active material.

<実施例5>
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した菱面体晶率が7%の複合体と菱面体晶率が21%の球形化天然黒鉛の混合物を用いた以外は、実施例2と同じ正極、電解液(化合物含む)を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。
具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が13%、アスペクト比が4.1、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.336nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が19.1μm、BET比表面積が4.3m2/g、タップ密度が1.10g・cm-3、ラマンR値が0.17である(球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した複合体と球形化天然黒鉛からなる)混合物を用いた。
<Example 5>
Example 2 Aside from using a composite of a spheroidized natural graphite having a rhombohedral crystal ratio of 7% and a spheroidized natural graphite having a rhombohedral crystal ratio of 21%, as described below, as the negative electrode active material, coated with graphite on spheroidized natural graphite. A battery was assembled using the same positive electrode and electrolyte solution (including the compound) as above, and the battery characteristics were similarly determined.
Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 13%, the aspect ratio is 4.1, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.336 nm, the crystal Child size Lc, La is 100 nm or more, volume-based average particle diameter is 19.1 μm, BET specific surface area is 4.3 m 2 / g, tap density is 1.10 g · cm −3 , and Raman R value is 0.17. A mixture (consisting of a composite of spheroidized natural graphite coated with graphite and spheroidized natural graphite) was used.

ここで、球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に15質量%(被覆率)となるように球形化天然黒鉛に被覆し、3000℃で焼成した材料を用いた。更に、前記黒鉛被覆した複合体に球形化天然黒鉛を6対4の質量割合で混合した混合物を負極活物質として用いた。   Here, for a composite in which spheroidized natural graphite is coated with graphite, a material obtained by coating the carbon precursor with spheroidized natural graphite so as to be 15% by mass (coverage) after firing and firing at 3000 ° C. is used. It was. Further, a mixture obtained by mixing spheroidized natural graphite in a mass ratio of 6: 4 to the graphite-coated composite was used as the negative electrode active material.

<参考例1>
負極活物質として次に記す天然黒鉛を用いた以外は、実施例1と同じ正極、電解液(化合物含む)を用い電池を組み立て、同様に電池特性(容量維持率のみ)を求めた。
具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が38%、アスペクト比が5.6、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.336nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が7.0μm、BET比表面積が11.2m2/g、ラマンR値が0.37である天然黒鉛を用いた。
<Reference Example 1>
A battery was assembled using the same positive electrode and electrolyte (including the compound) as in Example 1 except that natural graphite described below was used as the negative electrode active material, and battery characteristics (capacity retention rate only) were similarly determined.
Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 38%, the aspect ratio is 5.6, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.336 nm, the crystal Natural graphite having a child size Lc, La of 100 nm or more, a volume-based average particle size of 7.0 μm, a BET specific surface area of 11.2 m 2 / g, and a Raman R value of 0.37 was used.

<比較例1>
表1に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例1と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性(容量維持率のみ)を求めた。
<Comparative Example 1>
A battery was assembled using the same negative electrode and positive electrode as in Example 1 except that the compounds contained in the electrolytic solution shown in Table 1 were changed, and the battery characteristics (capacity retention rate only) were similarly determined.

<比較例2>
表1に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例1と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性(容量維持率のみ)を求めた。
<Comparative Example 2>
A battery was assembled using the same negative electrode and positive electrode as in Example 1 except that the compounds contained in the electrolytic solution shown in Table 1 were changed, and the battery characteristics (capacity retention rate only) were similarly determined.

<比較例3>
表1に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例1と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。
<Comparative Example 3>
A battery was assembled using the same negative electrode and positive electrode as in Example 1 except that the compounds contained in the electrolytic solution shown in Table 1 were changed, and battery characteristics were similarly determined.

上記実施例1〜5、比較例1〜3、及び参考例1で用いた負極活物質の粉体物性及び電解液に含まれる化合物並びに電池特性を表1に示す。   Table 1 shows the powder physical properties of the negative electrode active materials used in Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1, the compounds contained in the electrolyte, and the battery characteristics.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表1から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合は(実施例1〜5)、一般式(1)の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合(比較例1)や一般式(1)の化合物以外の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合(比較例2及び3)と比較して、サイクル容量維持率と高温保存時のガス発生量抑制に優れる。このように優れた電池耐久性を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式(1)の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。
なお、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液を、菱面体晶率が本発明の範囲外となる負極と組合せて用いた場合であっても、サイクル容量維持率の効果はある(参考例1)。しかしながら、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた場合(実施例1)と比較すると、本発明がサイクル容量維持率と高温保存時のガス発生量抑制に優れることがわかる。
As is clear from Table 1, in a battery using a negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention, when a nonaqueous electrolytic solution containing a compound of the general formula (1) was used (Example 1) To 5), when a non-aqueous electrolyte containing no compound of general formula (1) is used (Comparative Example 1) or when a non-aqueous electrolyte containing a compound other than the compound of general formula (1) is used ( Compared to Comparative Examples 2 and 3), the cycle capacity retention rate and the gas generation rate during high temperature storage are excellent. The reason for exhibiting such excellent battery durability is that the compound of the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte during charging / discharging is on the negative electrode surface using a negative electrode active material having a specific rhombohedral crystal ratio. It is presumed that an effective film capable of preventing deterioration of battery characteristics is formed.
Even when the nonaqueous electrolytic solution containing the compound of the general formula (1) is used in combination with a negative electrode whose rhombohedral crystal ratio falls outside the scope of the present invention, there is an effect of the cycle capacity retention rate. (Reference Example 1). However, it can be seen that the present invention is excellent in cycle capacity retention and gas generation suppression during high-temperature storage as compared with the case where a negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention is used (Example 1).

<実施例6、及び比較例4、5>
[負極]
以下の物性を有する球形化された黒鉛粒子を負極活物質として用いたこと以外は実施例1と同様の方法により作製した負極を用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が4%、アスペクト比が4.9、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.3354nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が22μm、BET比表面積が4.2m2/g、タップ密度が1.09g・cm-3、ラマンR値が0.04である黒鉛粒子を用いた。
<Example 6 and Comparative Examples 4 and 5>
[Negative electrode]
A negative electrode produced by the same method as in Example 1 was used except that spheroidized graphite particles having the following physical properties were used as the negative electrode active material. Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 4%, the aspect ratio is 4.9, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.3354 nm, the crystal Graphite particles having a child size Lc, La of 100 nm or more, a volume-based average particle size of 22 μm, a BET specific surface area of 4.2 m 2 / g, a tap density of 1.09 g · cm −3 , and a Raman R value of 0.04 Was used.

[正極]
実施例1と同様の方法により作製した正極を用いた。
[Positive electrode]
A positive electrode produced by the same method as in Example 1 was used.

[電解液]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物(体積比30:70)に乾燥したLiPF6 を1mol/Lの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表2に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。
[Electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, dried LiPF 6 was dissolved in a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio 30:70) to a ratio of 1 mol / L to prepare a basic electrolyte. A compound described in Table 2 was mixed with this basic electrolytic solution and used as an electrolytic solution.

[リチウム二次電池]
実施例1と同様の方法により作製した。
[Lithium secondary battery]
It was produced by the same method as in Example 1.

[耐久特性の評価]
実施例1と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を25℃において、0.2Cの定電流で充電した後、これを85℃で24時間保存した後、45℃において、0.5Cの定電流で充電後、0.5Cの定電流で放電する過程を1サイクルとして、6サイクル実施した。(nサイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100の計算式から、nサイクル目の容量維持率を求めた。評価結果を表2に示す。
[Evaluation of durability characteristics]
A battery that has been run-in under the same conditions as in Example 1 was charged at a constant current of 0.2 C at 25 ° C., then stored at 85 ° C. for 24 hours, and then at a constant temperature of 0.5 C at 45 ° C. The process of discharging at a constant current of 0.5 C after charging with a current was carried out for 6 cycles. From the calculation formula of (discharge capacity at the nth cycle) ÷ (discharge capacity at the first cycle) × 100, the capacity retention rate at the nth cycle was obtained. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表2から明らかなように、高温保存試験を終えたリチウム二次電池であっても、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液及び菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いることによって、容量維持率の極端な低下を招くことはなかった(実施例6)。一方で、本発明の範囲内である負極を用いた場合であっても、一般式(1)以外の化合物を用いた場合や、添加剤を含有しない場合では充放電のサイクルの増加に伴い、容量維持率の著しい低下を招いた(比較例4、5)。
このように高温保存試験を終えた過酷な条件下であっても、実施例6で示すように非常に優れた効果を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式(1)の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。
As is clear from Table 2, even in the lithium secondary battery that has finished the high-temperature storage test, the nonaqueous electrolytic solution containing the compound of the general formula (1) and the rhombohedral crystal ratio are within the scope of the present invention. By using the negative electrode, the capacity retention rate was not significantly reduced (Example 6). On the other hand, even when a negative electrode that is within the scope of the present invention is used, when a compound other than the general formula (1) is used or when an additive is not included, with an increase in the cycle of charge and discharge, The capacity retention rate was significantly reduced (Comparative Examples 4 and 5).
Thus, even under the harsh conditions after the high-temperature storage test, the reason for exhibiting a very excellent effect as shown in Example 6 is that the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte during charge / discharge It is presumed that this compound forms an effective film capable of preventing deterioration of battery characteristics on the negative electrode surface using a negative electrode active material having a specific rhombohedral crystal ratio.

<実施例7〜9、及び比較例6、7>
[負極]
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に非晶質炭素を被覆した複合体を用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が30%、アスペクト比が4.2、格子面(002面)のd値(層間距離)が0.3355nm、結晶子サイズLc、Laが100nm以上、体積基準平均粒径が11.6μm、BET比表面積が3.4m2/g、タップ密度が0.99g・cm-3、ラマンR値が0.32である、天然黒鉛に黒鉛を被覆した黒鉛粒子を用いた。
<Examples 7 to 9 and Comparative Examples 6 and 7>
[Negative electrode]
As the negative electrode active material, a composite in which amorphous natural carbon was coated on spherical natural graphite described below was used. Specifically, the rhombohedral crystal ratio of the negative electrode active material measured by the above method is 30%, the aspect ratio is 4.2, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) is 0.3355 nm, the crystal Child size Lc, La is 100 nm or more, volume-based average particle diameter is 11.6 μm, BET specific surface area is 3.4 m 2 / g, tap density is 0.99 g · cm −3 , and Raman R value is 0.32. Then, graphite particles obtained by coating graphite on natural graphite were used.

ここで、球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に3質量%(被覆率)となるように球形化天然黒鉛に被覆し、1100℃で焼成した材料を用いた。   Here, for the composite in which spheroidized natural graphite is coated with carbon, a material obtained by coating the carbon precursor with spheroidized natural graphite so as to be 3% by mass (coverage) after firing, and firing at 1100 ° C. is used. It was.

前記負極活物質98質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ18μmの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で電極密度1.45g/cm3に圧延し、切り出したものを負極として用いた。 98 parts by mass of the negative electrode active material, 100 parts by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by mass of sodium carboxymethylcellulose) and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene 1 part by mass of a butadiene rubber concentration of 50% by mass was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to a copper foil having a thickness of 18 μm, dried, rolled to an electrode density of 1.45 g / cm 3 with a press, and the cut out was used as the negative electrode.

[正極]
正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/32 を90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ15μmのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。
[Positive electrode]
90% by mass of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as a positive electrode active material, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, -Mixed in a methylpyrrolidone solvent and slurried. The obtained slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, rolled with a press, and the cut out was used as a positive electrode.

[電解液]
乾燥アルゴン雰囲気下、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(体積比30:40:30)に乾燥したLiPF6 を1mol/Lの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表3に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。
[Electrolyte]
In a dry argon atmosphere, the basic electrolyte solution was prepared by dissolving LiPF 6 in a mixture of monofluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 30:40:30) to a ratio of 1 mol / L. Prepared. A compound described in Table 3 was mixed with this basic electrolytic solution at a ratio shown in Table 3 and used as the electrolytic solution.

[リチウム二次電池]
実施例1と同様の方法により作製した。
[Lithium secondary battery]
It was produced by the same method as in Example 1.

[サイクル特性の評価]
実施例1と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を60℃において、2Cの定電流で充電後、2Cの定電流で放電する過程を1サイクルとして、300サイクル実施した。(100サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100の計算式から、容量維持率を求めた。評価結果を表3に示す。
[Evaluation of cycle characteristics]
A battery that had been subjected to a break-in operation under the same conditions as in Example 1 was charged at 60 ° C. with a constant current of 2 C, and then discharged with a constant current of 2 C, and 300 cycles were performed. The capacity retention rate was calculated from the formula of (discharge capacity at the 100th cycle) ÷ (discharge capacity at the first cycle) × 100. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表3から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液(実施例7〜9)は、一般式(1)の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合(比較例7)や一般式(1)の化合物以外の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合(比較例6)と比較して、高温サイクル容量維持率に優れる。このように、一般式(1)で表される化合物であれば、どのような化合物を用いても電池耐久性に特徴的な効果を発揮する。しかし、一般式(1)と同様に環外に多重結合性部位を有する化合物であっても、環外に炭素−炭素二重結合を有する化合物を用いた場合(比較例6)では、仮に菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いたとしても、耐久性向上効果は実施例7〜9に比べて大きく劣る。このように優れたサイクル容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式(1)の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。   As is clear from Table 3, in the battery using the negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention, the non-aqueous electrolytes containing the compound of the general formula (1) (Examples 7 to 9) When a non-aqueous electrolyte containing no compound of general formula (1) is used (Comparative Example 7) or when a non-aqueous electrolyte containing a compound other than the compound of general formula (1) is used (Comparative Example 6) Compared to, the high temperature cycle capacity retention rate is excellent. As described above, any compound represented by the general formula (1) exhibits a characteristic effect on battery durability regardless of which compound is used. However, even in the case of a compound having a multiple bond site outside the ring as in the general formula (1), when a compound having a carbon-carbon double bond outside the ring (Comparative Example 6) is used, Even if a negative electrode having a plane crystal ratio in the range of the present invention is used, the durability improvement effect is greatly inferior to Examples 7-9. The reason why such an excellent cycle capacity retention rate is exhibited is that the compound of the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte during charge / discharge is on the negative electrode surface using a negative electrode active material having a specific rhombohedral crystal ratio. Thus, it is presumed that an effective film capable of preventing deterioration of battery characteristics is formed.

<実施例10〜13、及び比較例8、9>
[電解液]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(体積比30:30:40)に乾燥したLiPF6 を1mol/Lの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表4に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。
<Examples 10 to 13 and Comparative Examples 8 and 9>
[Electrolyte]
In a dry argon atmosphere, a basic electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 dried in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 30:30:40) to a ratio of 1 mol / L. . A compound described in Table 4 was mixed with this basic electrolytic solution at a ratio shown in Table 4 and used as the electrolytic solution.

[リチウム二次電池の製造]
実施例7と同様の正極及び実施例7と同様の負極を用い、実施例1と同様にしてシート状電池を作製した。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
Using a positive electrode similar to Example 7 and a negative electrode similar to Example 7, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1.

[高温保存特性の評価]
実施例1と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を25℃において0.2Cに相当する定電流で容量確認を行った後、0.2Cに相当する定電流で充電し、75℃で120時間保存した。電池を室温まで冷却させた後、0.2Cに相当する定電流で放電して放電容量を求め、(保存後の放電容量)÷(保存前の放電容量)×100の計算式から、容量維持率を求めた。結果を表4に示す。
[Evaluation of high-temperature storage characteristics]
After confirming the capacity of a battery that has been run-in under the same conditions as in Example 1 at a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C., the battery was charged with a constant current corresponding to 0.2 C, and 120 ° C. at 75 ° C. Saved for hours. After cooling the battery to room temperature, discharge at a constant current equivalent to 0.2C to obtain the discharge capacity, and maintain the capacity from the formula of (discharge capacity after storage) ÷ (discharge capacity before storage) x 100 The rate was determined. The results are shown in Table 4.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表4から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液(実施例10〜13)は、一般式(1)の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合(比較例8、9)と比較して、高温保存容量維持率に優れる。このように優れた高温保存容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式(1)の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。   As is clear from Table 4, in the battery using the negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention, the nonaqueous electrolytic solution containing the compound of the general formula (1) (Examples 10 to 13) Compared with the case where the non-aqueous electrolyte solution not containing the compound of the general formula (1) is used (Comparative Examples 8 and 9), the high temperature storage capacity retention rate is excellent. The reason for exhibiting such an excellent high-temperature storage capacity retention ratio is that the compound of the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte solution during charge / discharge uses a negative electrode active material having a specific rhombohedral crystal ratio. From the above, it is presumed that an effective film capable of preventing deterioration of battery characteristics is formed.

<実施例14、15、及び比較例10〜14>
[正極]
正極活物質としてLi1.1(Ni0.45Mn0.45Co0.10)O2を85質量%と、導電材としてのアセチレンブラック10質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ15μmのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。
<Examples 14 and 15 and Comparative Examples 10 to 14>
[Positive electrode]
85% by mass of Li 1.1 (Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.10 ) O 2 as a positive electrode active material, 10% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl Mix in a pyrrolidone solvent to make a slurry. The obtained slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, rolled with a press, and the cut out was used as a positive electrode.

[リチウム二次電池の製造]
実施例7と同様の負極を用いた。また、実施例14、比較例12、13については、実施例10と同様の基本電解液を用いた。また、実施例15、比較例10、11、14については、実施例7と同様の基本電解液を用いた。次いで、これら正極、負極、電解液を用いて、実施例1と同様にしてシート状電池を作製した。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
The same negative electrode as in Example 7 was used. For Example 14 and Comparative Examples 12 and 13, the same basic electrolyte as in Example 10 was used. For Example 15 and Comparative Examples 10, 11, and 14, the same basic electrolyte as in Example 7 was used. Next, using these positive electrode, negative electrode, and electrolytic solution, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1.

[サイクル特性の評価]
実施例1と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を60℃において、2Cの定電流で充電後、2Cの定電流で放電する過程を1サイクルとして、300サイクル実施した。(300サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100の計算式から、放電容量維持率を求めた。評価結果を表5に示す。
[Evaluation of cycle characteristics]
A battery that had been subjected to a break-in operation under the same conditions as in Example 1 was charged at 60 ° C. with a constant current of 2 C, and then discharged with a constant current of 2 C, and 300 cycles were performed. The discharge capacity retention ratio was calculated from the formula of (discharge capacity at 300th cycle) ÷ (discharge capacity at the first cycle) × 100. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表5から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液(実施例14、15)は、一般式(1)の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合(比較例10〜14)と比較して、高温サイクル容量維持率に優れる。このように優れた高温保存容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式(1)の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。   As is clear from Table 5, in the battery using the negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention, the nonaqueous electrolytic solution containing the compound of the general formula (1) (Examples 14 and 15) Compared with the case of using a non-aqueous electrolyte solution that does not contain the compound of general formula (1) (Comparative Examples 10 to 14), the high temperature cycle capacity retention rate is excellent. The reason for exhibiting such an excellent high-temperature storage capacity retention ratio is that the compound of the general formula (1) in the non-aqueous electrolyte solution during charge / discharge uses a negative electrode active material having a specific rhombohedral crystal ratio. From the above, it is presumed that an effective film capable of preventing deterioration of battery characteristics is formed.

<実施例16、及び比較例15>
[負極の作製]
実施例7で用いた負極活物質98質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延したものを、活物質層のサイズとして幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出し、それぞれ実施例16及び比較例15に用いる負極とした。
<Example 16 and Comparative Example 15>
[Production of negative electrode]
98 parts by mass of the negative electrode active material used in Example 7, 100 parts by mass of an aqueous dispersion of carboxymethylcellulose sodium (concentration of 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) and an aqueous solution of styrene-butadiene rubber, respectively, as a thickener and a binder 1 part by weight of dispersion (styrene-butadiene rubber concentration 50% by weight) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and rolled with a press. The active material layer was 30 mm wide, 40 mm long, 5 mm wide, and 9 mm long uncoated. It cut out into the shape which has a part, and it was set as the negative electrode used for Example 16 and Comparative Example 15, respectively.

[正極の作製]
正極活物質としてLi1.1(Ni0.45Mn0.45Co0.10)O2を85質量%と、導電材としてのアセチレンブラック10質量%と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、予め導電助剤を塗布した厚さ15μmのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延したものを、活物質層のサイズとして幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出し、実施例16及び比較例15に用いる正極とした。
[Production of positive electrode]
85% by mass of Li 1.1 (Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.10 ) O 2 as a positive electrode active material, 10% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl Mix in a pyrrolidone solvent to make a slurry. The obtained slurry was applied to a 15 μm-thick aluminum foil previously coated with a conductive additive, dried, and rolled with a press machine. The active material layer size was 30 mm wide, 40 mm long, and 5 mm wide. The positive electrode used in Example 16 and Comparative Example 15 was cut into a shape having an uncoated part with a length of 9 mm.

[電解液の製造]
乾燥アルゴン雰囲気下、表6の割合となるように、LiPF6、エチレンカーボネート(EC)、モノフルオロエチレンカーボネート(MFEC)、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート(TFEMC)と一般式(1)で表される化合物を用いて、実施例16及び比較例15に用いる電解液を調製した。なお、LiPF6の濃度は、EC、MFEC、TFEMCと一般式(1)で表される化合物を混合した溶媒組成対して、1.0mol/Lとなるように調製した。
[Manufacture of electrolyte]
In a dry argon atmosphere, LiPF 6 , ethylene carbonate (EC), monofluoroethylene carbonate (MFEC), 2,2,2-trifluoroethyl methyl carbonate (TFEMC) and general formula (1 The electrolyte solution used for Example 16 and Comparative Example 15 was prepared using the compound represented by this. The concentration of LiPF 6 was adjusted to 1.0 mol / L with respect to the solvent composition obtained by mixing EC, MFEC, TFEMC and the compound represented by the general formula (1).

[リチウム二次電池の製造]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表6に記載の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し、それぞれ実施例16及び比較例15に用いる電池とした。
[Manufacture of lithium secondary batteries]
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode to prepare a battery element. The battery element was inserted into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness: 40 μm) were coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and each electrolyte solution shown in Table 6 was then placed in the bag. And then sealed in a vacuum to produce a sheet-like battery, which were used for Example 16 and Comparative Example 15, respectively.

[初期放電容量の評価]
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において0.2Cに相当する定電流で慣らし運転を行った。慣らし運転を行った電池を、25℃において0.2Cに相当する定電流で充電した後、0.2Cに相当する定電流で放電を実施して初期放電容量を求めた。結果を表2に示す。ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、また0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
[Evaluation of initial discharge capacity]
The lithium secondary battery was conditioned with a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C. in a state of being sandwiched between glass plates in order to improve the adhesion between the electrodes. The battery that had been conditioned was charged with a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C., and then discharged with a constant current corresponding to 0.2 C to obtain an initial discharge capacity. The results are shown in Table 2. Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.

[サイクル特性の評価]
初期放電容量評価を行ったリチウム二次電池を、60℃において、2Cの定電流で充電後、2Cの定電流で放電する過程を1サイクルとして、100サイクル実施した。(100サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)×100の計算式から、放電容量維持率を求めた。
[Evaluation of cycle characteristics]
The lithium secondary battery for which the initial discharge capacity was evaluated was charged at 60 ° C. with a constant current of 2 C, and then discharged with a constant current of 2 C, and 100 cycles were performed. The discharge capacity retention rate was determined from the formula of (discharge capacity at the 100th cycle) ÷ (discharge capacity at the first cycle) × 100.

Figure 0005799752
Figure 0005799752

表6から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式(1)の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合(実施例16)は、一般式(1)で表される化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合(比較例15)と比較して、サイクル容量維持率に優れる。この理由として、一般式(1)で表される化合物が高度に架橋することで電極表面耐久性が著しく向上し、結果として上記のような特筆すべき電池耐久性能の向上が引き起こされるものと推測される。   As is clear from Table 6, in a battery using a negative electrode having a rhombohedral crystal ratio within the range of the present invention, when a nonaqueous electrolytic solution containing a compound of the general formula (1) was used (Example 16) Compared with the case where the non-aqueous electrolyte not containing the compound represented by the general formula (1) is used (Comparative Example 15), the cycle capacity retention rate is excellent. This is presumed that the compound represented by the general formula (1) is highly cross-linked so that the electrode surface durability is remarkably improved, and as a result, the above-mentioned remarkable battery durability is improved. Is done.

本発明の負極と非水系電解液の組合せによれば、非水系電解液二次電池は、高温保存試験やサイクル試験といった耐久試験後においても、容量維持率が高く優れており有用である。そのため、本発明の負極活物質及び非水系電解液並びにこれを用いた非非水系電解液二次電池は、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、負荷平準化用電源、自然エネルギー貯蔵電源等が挙げられる。   According to the combination of the negative electrode and the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the non-aqueous electrolyte secondary battery has a high capacity retention rate and is useful even after a durability test such as a high-temperature storage test or a cycle test. Therefore, the negative electrode active material, the non-aqueous electrolyte solution, and the non-non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode active material of the present invention can be used for various known applications. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, etc. , Walkie Talkie, Electronic Notebook, Calculator, Memory Card, Portable Tape Recorder, Radio, Backup Power Supply, Motor, Automobile, Motorcycle, Motorbike, Bicycle, Lighting Equipment, Toy, Game Equipment, Clock, Electric Tool, Strobe, Camera, Load Examples include leveling power sources and natural energy storage power sources.

Claims (7)

リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液二次電池であって、前記負極は菱面体晶率が0%以上35%以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、且つ、前記非水系電解液が下記一般式()で表される化合物を含有していることを特徴とする非水系電解液二次電池。
Figure 0005799752

(YはC=O、S=O、S(=O) 2 、P(=O)−R 2 、P(=O)−OR 3 を表す。R 2 は置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R 3 は、Li、NR 4 4
たは、置換基を有してもよい炭素数1から20の炭化水素基である。R 4 は置換基を有し
てもよい炭素数1から20の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。)
A non-aqueous electrolyte solution comprising a lithium salt and a non-aqueous solvent that dissolves the lithium salt, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a positive electrode. Characterized in that it contains a negative electrode active material composed of graphite particles having a plane crystallinity of 0% or more and 35% or less, and the non-aqueous electrolyte contains a compound represented by the following general formula ( 2 ). Non-aqueous electrolyte secondary battery.
Figure 0005799752

(Y represents C═O, S═O, S (═O) 2 , P (═O) —R 2 , P (═O) —OR 3 , where R 2 is an optionally substituted carbon. It is a hydrocarbon group of the number 1 to 20. R 3 is Li, NR 4 4 or
Or it is a C1-C20 hydrocarbon group which may have a substituent. R 4 has a substituent
And may be the same or different from each other. )
該黒鉛粒子の層間距離d002が0.335nm以上、0.339nm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の非水系電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein an interlayer distance d002 of the graphite particles is 0.335 nm or more and 0.339 nm or less. 該黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれることを特徴とする、請求項1または2に記載の非水系電解液電池。   The graphite particles according to claim 1 or 2, wherein the graphite particles are selected from any one or more of graphite particles obtained by coating carbon with nuclear graphite, graphite particles obtained by coating graphite with nuclear graphite, and natural graphite particles. Non-aqueous electrolyte battery. 前記一般式()で表される化合物が、下記式(3)〜(8)で表される化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする、請求項1ないし3の何れか1項に記載の非水系電解液二次電池。
Figure 0005799752
4. The compound represented by the general formula ( 2 ) is any one or more of compounds represented by the following formulas (3) to (8). The non-aqueous electrolyte secondary battery described in 1.
Figure 0005799752
前記非水系電解液が、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートから選ばれる群の中から少なくとも一種以上を含有することを特徴とする、請求項1ないし4の何れか1項に記載の非水系電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte solution contains at least one or more members selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond and a cyclic carbonate having a fluorine atom. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1. 前記非水系電解液が、少なくともモノフルオロリン酸リチウム(LiPO3F)、ジフ
ルオロリン酸リチウム(LiPO22)、FSO3Li、リチウムビス(オキサラト)ボ
レート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェートの群から選ばれる何れか1つを含有することを特徴とする、請求項1ないし5の何れか1項に記載の非水系電解液二次電池。
The non-aqueous electrolyte solution is at least lithium monofluorophosphate (LiPO 3 F), lithium difluorophosphate (LiPO 2 F 2 ), FSO 3 Li, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5, comprising any one selected from the group of difluorobis (oxalato) phosphates.
請求項1ないし6の何れか1項に記載の非水系電解液二次電池に用いることを特徴とする非水系電解液。   A non-aqueous electrolyte solution that is used in the non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
JP2011238023A 2010-10-29 2011-10-28 Non-aqueous electrolyte secondary battery Active JP5799752B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011238023A JP5799752B2 (en) 2010-10-29 2011-10-28 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010244343 2010-10-29
JP2010244343 2010-10-29
JP2011238023A JP5799752B2 (en) 2010-10-29 2011-10-28 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012109240A JP2012109240A (en) 2012-06-07
JP5799752B2 true JP5799752B2 (en) 2015-10-28

Family

ID=46494593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011238023A Active JP5799752B2 (en) 2010-10-29 2011-10-28 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5799752B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104685680A (en) * 2012-09-27 2015-06-03 昭和电工株式会社 Carbon material for negative electrode for lithium ion secondary battery, manufacturing process therefor and use thereof
JP5984014B2 (en) * 2012-12-26 2016-09-06 トヨタ自動車株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the battery
JP6120069B2 (en) * 2013-06-21 2017-04-26 トヨタ自動車株式会社 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6032180B2 (en) * 2013-11-08 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion secondary battery
JPWO2023057852A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13
WO2023079399A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3614734B2 (en) * 1999-10-14 2005-01-26 株式会社日立製作所 Negative electrode material for lithium secondary battery
JP3849769B2 (en) * 2001-12-03 2006-11-22 日立粉末冶金株式会社 Graphite particles for negative electrode of non-aqueous secondary battery
JP2003203630A (en) * 2002-01-08 2003-07-18 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous secondary battery
JP5243035B2 (en) * 2005-10-12 2013-07-24 三井化学株式会社 Lithium secondary battery
JP5160744B2 (en) * 2006-03-10 2013-03-13 三洋電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5568853B2 (en) * 2008-11-06 2014-08-13 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
WO2010053162A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 三井化学株式会社 Non-aqueous electrolysis solution containing pyridyl 5-membered heterocyclic derivative, and lithium secondary battery
JP2010192327A (en) * 2009-02-19 2010-09-02 Sony Corp Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery
US9203113B2 (en) * 2010-03-30 2015-12-01 Ube Industries, Ltd. Nonaqueous electrolyte solution, electrochemical element using same, and 1,2-dioxypropane compound used in same
JP5842379B2 (en) * 2010-05-12 2016-01-13 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5948755B2 (en) * 2011-05-12 2016-07-06 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012109240A (en) 2012-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6028785B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
WO2011142410A1 (en) Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2011142412A1 (en) Nonaqueous-electrolyte secondary battery
JP5655653B2 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JPWO2012053485A1 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6079272B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6555407B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte
JP2013232298A (en) Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery including the same
JP5799752B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6547372B2 (en) Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same
JP5948756B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP5842379B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5664056B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP6236907B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP5857434B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6003036B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6561649B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6191395B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP5948755B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP5760665B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP6311465B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6221632B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP5760809B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP2012089413A (en) Nonaqueous electrolyte battery
JP2013038000A (en) Nonaqueous electrolytic solution, and nonaqueous electrolyte battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141009

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150708

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150728

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5799752

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313121

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350