JP5801765B2 - Non-aqueous secondary battery electrolyte and non-aqueous secondary battery - Google Patents

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

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Description

本発明は、非水二次電池用電解液および非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

昨今、注目を集めているリチウムイオン電池と呼ばれる二次電池は、充放電反応にリチウムの吸蔵および放出を利用する二次電池(いわゆるリチウムイオン二次電池)と、リチウムの析出および溶解を利用する二次電池(いわゆるリチウム金属二次電池)とに大別される。これらは、鉛電池やニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度の充放電を実現する。この特性を利用して、近年、カメラ一体型VTR(video tape recorder)、携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器への適用が広く普及している。アプリケーションの一層の拡充に伴い、ポータブル電子機器の電源として、軽量でより高エネルギー密度が得られる二次電池の開発が進められている。さらに昨今では、小型化、長寿命化、高安全化も強く求められている。   Recently, secondary batteries called lithium ion batteries, which are attracting attention, use secondary batteries (so-called lithium ion secondary batteries) that use insertion and extraction of lithium in charge and discharge reactions, and precipitation and dissolution of lithium. They are roughly classified into secondary batteries (so-called lithium metal secondary batteries). These realize charging and discharging with a large energy density compared to lead batteries and nickel cadmium batteries. In recent years, application to portable electronic devices such as camera-integrated VTRs (video tape recorders), mobile phones, and notebook personal computers has become widespread by utilizing this characteristic. With the further expansion of applications, the development of secondary batteries that are lighter and have higher energy density as power sources for portable electronic devices is being promoted. Furthermore, in recent years, miniaturization, long life, and high safety have been strongly demanded.

リチウムイオン二次電池やリチウム金属二次電池(以下、これらを総称して単にリチウム二次電池ということがある。)の電解液としては、炭酸プロピレンあるいは炭酸ジエチルなどの炭酸エステル系の溶媒と、六フッ化リン酸リチウムなどの電解質塩との組み合わせが広く用いられている。これらは導電率が高く、電位的にも安定だからである。   As an electrolytic solution of a lithium ion secondary battery or a lithium metal secondary battery (hereinafter, these may be simply referred to as a lithium secondary battery), a carbonate ester solvent such as propylene carbonate or diethyl carbonate, Combinations with electrolyte salts such as lithium hexafluorophosphate are widely used. This is because they have high conductivity and are stable in potential.

一方、このような低分子量の有機化合物を成分に含むため、安全性の観点からその難燃性の付与が重要である。この改善を目的として、電解液中に環状ホスファゼンやリン酸化合物を含有させる技術が提案されている(特許文献1、2参照)。   On the other hand, since such a low molecular weight organic compound is contained as a component, it is important to impart flame retardancy from the viewpoint of safety. For the purpose of this improvement, a technique for incorporating a cyclic phosphazene or a phosphoric acid compound in an electrolytic solution has been proposed (see Patent Documents 1 and 2).

国際公開第2002/082575号パンフレットInternational Publication No. 2002/082575 Pamphlet 特開2011−108649号公報JP 2011-108649 A

確かに環状ホスファゼンには難燃性を付与する効果があり、その電解液への添加は、リチウム二次電池の安全性および信頼性を高めるために非常に有用な技術である。しかし他方、本発明者の確認によれば、この難燃化剤は使用中に不純物を発生させ、サイクル特性等を低下させる要因になることが分かってきた。   Certainly, cyclic phosphazene has the effect of imparting flame retardancy, and its addition to the electrolyte is a very useful technique for enhancing the safety and reliability of lithium secondary batteries. However, on the other hand, according to the present inventors' confirmation, it has been found that this flame retardant generates impurities during use and becomes a factor of deteriorating cycle characteristics and the like.

そこで、本発明は、特定の難燃化剤を含有する電解液を使用するにあたり、そこからの不純物の発生を抑え、難燃性と良好な電池性能とを高いレベルで達成する非水二次電池用電解液および非水電解液二次電池の提供を目的とする。   Therefore, the present invention, when using an electrolyte containing a specific flame retardant, suppresses the generation of impurities therefrom, and achieves a high level of flame retardancy and good battery performance. An object is to provide a battery electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

上記の課題は以下の手段により解決された。
〔1〕正極と負極と前記両者と接触する電解液とを具備する非水電解液二次電池用の電解液であって、
電解質、下記式(5A)〜(5I)または(5J−1)のいずれかで表される界面活性剤、および、ホスファゼン化合物を非プロトン性溶媒中に含有し、界面活性剤の含有量がホスファゼン化合物100質量部に対し0.1質量部〜10質量部である非水二次電池用電解液。

Figure 0005801765
(式中、R は水素原子、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアリール基を表す。R はヒドロキシル基を有するアルキル基またはヒドロキシル基を有するアリール基を表す。ここで、これらのアルキル基およびアリール基は置換基を有してもよく、またこれらのアルキル基は、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル鎖の途中に−O−が介在していてもよい。ただし、式(5E)におけるR の炭素数は6〜30である。R は、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基、または、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基を表す。Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。ただし、アルカリ土類金属の場合、2価の金属塩となるため、M を1/2M 2+ と置き換える。Xはアニオンを表す。nは1〜20の整数を表す。xおよびyは2〜10の整数を表す。)
〔2〕アルキル基およびアリール基が有してもよい置換基が、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、オキシエチレン基、ポリオキシエチレン基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルアミノ基、カルバモイル基、アミノ基およびヘテロ環基から選択される〔1〕に記載の非水二次電池用電解液。
〕正極がニッケルもしくはマンガンを有する活物質を含む〔1〕または〔2〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔4〕ホスファゼン化合物が下記式(3)で表される〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R〜Rは1価の置換基を表す。nは1以上の整数を表す。)
〔5〕ホスファゼン化合物が、下記式(3A)または(3B)で表される〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R21 28は1価の置換基を表す。nは1以上の整数を表す。)
〔6〕式(3A)および(3B)において、R21〜R28がアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、フッ素原子またはそれらの組合せである〔5〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔7〕非プロトン性溶媒が、下記式(4A)〜(4C)のいずれかで表される化合物もしくはその組合せである〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R31〜R36はそれぞれ水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。)
〔1〕〜〔〕のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液、第一族もしくは第二族に属する金属イオンの挿入放出が可能な正極、および、第一族もしくは第二族に属する金属イオンの挿入放出もしくは溶解析出が可能な負極をそれぞれ具備する非水電解液二次電池。
〕正極がニッケルもしくはマンガンを有する活物質を含む〔〕に記載の非水電解液二次電池。
〔10〕電解質とともに非プロトン性溶媒中に含有る非水二次電池用電解液の添加剤キットであって、
下記式(5A)〜(5I)または(5J−1)のいずれかで表される界面活性剤、および、ホスファゼン化合物からなる難燃化剤を組み合わせ、界面活性剤の使用量が難燃化剤100質量部に対し0.1質量部〜10質量部である添加剤キット。
Figure 0005801765
(式中、R は水素原子、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアリール基を表す。R はヒドロキシル基を有するアルキル基またはヒドロキシル基を有するアリール基を表す。ここで、これらのアルキル基およびアリール基は置換基を有してもよく、またこれらのアルキル基は、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル鎖の途中に−O−が介在していてもよい。ただし、式(5E)におけるR の炭素数は6〜30である。R は、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基、または、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基を表す。Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。ただし、アルカリ土類金属の場合、2価の金属塩となるため、M を1/2M 2+ と置き換える。Xはアニオンを表す。nは1〜20の整数を表す。xおよびyは2〜10の整数を表す。)
〔11〕アルキル基およびアリール基が有してもよい置換基が、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、オキシエチレン基、ポリオキシエチレン基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルアミノ基、カルバモイル基、アミノ基およびヘテロ環基から選択される〔10〕に記載の添加剤キット。
The above problem has been solved by the following means.
[1] An electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte in contact with both,
An electrolyte , a surfactant represented by any of the following formulas (5A) to (5I) or (5J-1) , and a phosphazene compound are contained in an aprotic solvent, and the content of the surfactant There nonaqueous liquid electrolyte for a secondary battery Ru 0.1 parts by mass to 10 parts by mass der respect phosphazene compound 100 parts by mass.
Figure 0005801765
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group. R b represents an alkyl group having a hydroxyl group or an aryl group having a hydroxyl group. The group and the aryl group may have a substituent, and these alkyl groups may have —O— interposed in the middle of a linear, branched or cyclic alkyl chain, provided that the formula (5E) The carbon number of R b is 6 to 30. R c is an alkyl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion. M represents an alkali metal or an alkaline earth metal, provided that it is a divalent metal salt in the case of an alkaline earth metal. Therefore, M + is replaced with 1 / 2M 2+ , X represents an anion, n represents an integer of 1 to 20, and x and y represent an integer of 2 to 10).
[2] The substituent that the alkyl group and aryl group may have is a halogen atom, hydroxyl group, alkyl group, oxyethylene group, polyoxyethylene group, aryl group, alkoxy group, acyl group, acylamino group, carbamoyl group The electrolyte solution for nonaqueous secondary batteries as described in [1] selected from an amino group and a heterocyclic group.
[ 3 ] The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to [1] or [2] , wherein the positive electrode contains an active material having nickel or manganese.
[4] phosphazene compound is represented by the following formula (3) represented by [1] to the non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of [3].
Figure 0005801765
(In the formula, R 1 to R 6 represent a monovalent substituent. N represents an integer of 1 or more.)
[5] phosphazene compound, a non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of the following formulas (3A) or represented by (3B) [1] to [4].
Figure 0005801765
(In the formula , R 21 to R 28 represent a monovalent substituent. N represents an integer of 1 or more.)
[6] In formula (3A) and (3B), R 21 ~R 28 is an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, a non-aqueous secondary according to the fluorine atom or is a combination thereof [5] Battery electrolyte.
[7] an aprotic solvent, a non-aqueous secondary according to any one of a compound or a combination thereof represented by any one of the following formulas (4A) ~ (4C) [1] to [6] Battery electrolyte.
Figure 0005801765
(Wherein, R 31 to R 36 each represent a hydrogen atom, an alkyl Motoma other represents an aryl group.)
[ 8 ] [1] Non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of to [7], the clan Moshiku positive electrode capable of inserting the release of metal ions belonging to the second group, and, first family Moshiku the nonaqueous electrolyte secondary battery insertion release Moshiku metal ion belonging to group II is comprising respective anode capable dissolution and deposition.
[ 9 ] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to [ 8 ], wherein the positive electrode includes an active material having nickel or manganese.
[10] A additive kit of the non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery you contained together with an electrolyte in an aprotic solvent,
A surfactant represented by any one of the following formulas (5A) to (5I) or (5J-1) is combined with a flame retardant comprising a phosphazene compound , and the amount of the surfactant used is a flame retardant. The additive kit which is 0.1 mass part-10 mass parts with respect to 100 mass parts .
Figure 0005801765
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group. R b represents an alkyl group having a hydroxyl group or an aryl group having a hydroxyl group. The group and the aryl group may have a substituent, and these alkyl groups may have —O— interposed in the middle of a linear, branched or cyclic alkyl chain, provided that the formula (5E) The carbon number of R b is 6 to 30. R c is an alkyl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion. M represents an alkali metal or an alkaline earth metal, provided that it is a divalent metal salt in the case of an alkaline earth metal. Therefore, M + is replaced with 1 / 2M 2+ , X represents an anion, n represents an integer of 1 to 20, and x and y represent an integer of 2 to 10).
[11] The substituent that the alkyl group and the aryl group may have is a halogen atom, hydroxyl group, alkyl group, oxyethylene group, polyoxyethylene group, aryl group, alkoxy group, acyl group, acylamino group, carbamoyl group [10] The additive kit according to [10], which is selected from an amino group and a heterocyclic group.

本明細書において、複数の置換基もしくは置換基数を同時に規定するときには、それぞれ異なってもよい意味である。また、隣接する置換基は互いに結合もしくは縮合して環を形成していてもよい。   In the present specification, when simultaneously defining a plurality of substituents or the number of substituents, it means that they may be different from each other. Further, adjacent substituents may be bonded to each other or condensed to form a ring.

本発明の非水二次電池用電解液および非水電解液二次電池は、特定の難燃化剤を含有する電解液を使用するにあたり、前記難燃化剤からの不純物の発生を抑え、難燃性と良好な電池性能(特にレート特性)との両立を高いレベルで達成する。   When using an electrolyte containing a specific flame retardant, the electrolyte for a non-aqueous secondary battery and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention suppress the generation of impurities from the flame retardant, Achieving high levels of both flame retardancy and good battery performance (especially rate characteristics).

本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の機構を模式化して示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the mechanism of the lithium secondary battery which concerns on preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の具体的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structure of the lithium secondary battery which concerns on preferable embodiment of this invention.

本発明の非水電解液二次電池に用いられる電解液は、特定の難燃化剤と界面活性剤とを非プロトン性溶媒中に含む。これにより、難燃化剤を含有させた難燃性の向上効果を維持し、それによるレート特性の低下を抑制し、両者を高いレベルで満足することができる。この理由は不明な点を含むが推定を含めていうと、下記のとおりである。すなわち、界面活性剤を比較的少量含むことにより、電極表面にある活性部位が界面活性剤により覆われ、難燃化剤との接点を減少すると考えられる。これにより、難燃化剤及び溶媒の分解量が減少し、リチウム伝導抵抗成分が減少したため、電池特性が向上したものと考えられる。以下、本発明について、その好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。   The electrolyte used for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention contains a specific flame retardant and a surfactant in an aprotic solvent. Thereby, the improvement effect of the flame retardance which contained the flame retardant is maintained, the fall of the rate characteristic by it is suppressed, and both can be satisfied at a high level. The reason for this includes unclear points, but including the estimation is as follows. That is, it is considered that by containing a relatively small amount of the surfactant, the active site on the electrode surface is covered with the surfactant and the contact with the flame retardant is reduced. As a result, the amount of decomposition of the flame retardant and the solvent is reduced, and the lithium conductive resistance component is reduced, which is considered to improve the battery characteristics. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments thereof.

[難燃化剤]
本発明においては、非水二次電池用電解液に、ホスファゼン化合物を含有させる。ホスファゼン化合物はリンと窒素を構成元素とする二重結合を持つ化合物群を意味するが、なかでも環状ホスファゼン化合物が好ましく、下記式(3)で表される化合物であることがより好ましい。
[Flame retardant]
In the present invention, the phosphazene compound is contained in the electrolyte for a non-aqueous secondary battery. The phosphazene compound means a compound group having a double bond containing phosphorus and nitrogen as constituent elements, and among them, a cyclic phosphazene compound is preferable, and a compound represented by the following formula (3) is more preferable.

Figure 0005801765
Figure 0005801765

・R〜R
式中、R〜Rは1価の置換基を表す。1価の置換基の中で好ましくは、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基等の特定含窒素基(後述)、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子である。R〜Rの置換基の少なくとも1つはフッ素原子であることが好ましい。アルキル基として好ましくは炭素数1〜8、更に好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜4の置換されていてもよいアルキル基、炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜8の置換されていてもよいアリール基、炭素数1〜8、更に好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜4の置換されていても良いアルコキシ基、炭素数6〜12、更に好ましくは炭素数6〜8の置換されていても良いアリールオキシ基、炭素数1〜12のアミノ基等の特定含窒素基、フッ素、塩素である。
中でも好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、特定含窒素基、フッ素原子、塩素原子であり、フッ素原子が3個以上であることがより好ましい。
アルコキシ基、特定含窒素基、フッ素原子からなる置換基がより好ましく、特定含窒素基、フッ素原子からなる置換基が更に好ましい。
・ R 1 to R 6
In the formula, R 1 to R 6 represent a monovalent substituent. Among the monovalent substituents, preferred are a specific nitrogen-containing group such as an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group and an amino group (described later), and a halogen atom such as fluorine, chlorine and bromine. At least one of the substituents R 1 to R 6 is preferably a fluorine atom. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and more preferably 6 to 12 carbon atoms, and still more preferably 6 carbon atoms. An optionally substituted aryl group having 1 to 8 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and 6 to 12 carbon atoms. And more preferably an aryloxy group having 6 to 8 carbon atoms which may be substituted, a specific nitrogen-containing group such as an amino group having 1 to 12 carbon atoms, fluorine and chlorine.
Among these, an alkyl group, an alkoxy group, a specific nitrogen-containing group, a fluorine atom, and a chlorine atom are preferable, and three or more fluorine atoms are more preferable.
A substituent consisting of an alkoxy group, a specific nitrogen-containing group and a fluorine atom is more preferred, and a substituent consisting of a specific nitrogen-containing group and a fluorine atom is still more preferred.

〜Rの置換基の少なくとも1つは−NR、−N=R、又はアジ基であり、別の少なくとも1つはハロゲン原子であることが好ましい。中でも、R〜Rのすべてが、−NR、−N=R、及びアジ基から選ばれる基もしくはその組合せと(以下、これを「特定含窒素基」ということがある)、ハロゲン原子との組合せで構成されていることが好ましい。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。前記特定含窒素基の数は特に限定されないが、1〜4個であることが好ましく、1〜3個であることがより好ましく、特に好ましくは1〜2であり、更に好ましくは1個である。置換位置としては、1つのリン原子に1つの前記特定含窒素基が置換することが好ましい。 At least one of the substituents of R 1 to R 6 is preferably —NR A R B , —N═R C , or an azide group, and at least one other is preferably a halogen atom. Among them, all of R 1 to R 6 are a group selected from —NR A R B , —N═R C , and an azide group or a combination thereof (hereinafter, this may be referred to as “specific nitrogen-containing group”). , And preferably in combination with a halogen atom. As the halogen atom, fluorine is preferred. The number of the specific nitrogen-containing group is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, particularly preferably 1 to 2, and further preferably 1. . As a substitution position, it is preferable that one specific nitrogen-containing group is substituted on one phosphorus atom.

〜Rは互いに隣接するもの同士が結合してリン原子を含む環を形成していてもよい。R〜Rは互いに異なっていても、同じであってもよい。特に環を形成する場合、RとR、RとR、RとRが環を形成していることが好ましい。 R 1 to R 6 may be bonded to each other to form a ring containing a phosphorus atom. R 1 to R 6 may be different from each other or the same. In particular, when forming a ring, it is preferable that R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 form a ring.

上記の置換基R〜Rは、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、チオアルキル基、チオアリール基、前記特定含窒素基、ハロゲン原子が好ましい。特に好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数1〜6のチオアルキル基、炭素数6〜12のチオアリール基、ハロゲン原子(好ましくは、塩素、フッ素)、前記特定含窒素基であり、特に好ましくは前記特定含窒素基、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルコキシ基である。上記アルキル基及びアリール基は置換されてもよい。アルキル基は直鎖のものでも分岐のものでもよい。 The substituents R 1 to R 6 are preferably an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkyl group, a thioaryl group, the specific nitrogen-containing group, and a halogen atom. Particularly preferably, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, a thioalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, A thioaryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen atom (preferably chlorine or fluorine), and the specific nitrogen-containing group, and particularly preferably the specific nitrogen-containing group, fluorine atom, alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or It is a C1-C6 alkoxy group. The alkyl group and aryl group may be substituted. The alkyl group may be linear or branched.

・n
nは1以上の整数を表し、1〜3が好ましく、1〜2がより好ましく、1が更に好ましい。
・ N
n represents an integer of 1 or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1.

・R、R
、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ環基、シアノ基、シリル基、または下記式(1A)、(1B)、(1C)、もしくは(1D)で表される置換基である。
・ R A , R B
R A and R B are a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a heterocyclic group, a cyano group, a silyl group, or the following formula (1A), (1B), (1C), or (1D) It is a substituent represented by these.

Figure 0005801765
Figure 0005801765

、Rのうち好ましくは、アルキル基、アリール基、式(1A)、式(1D)で表される置換基であり、特に好ましくは炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜6のエーテル基を有するアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜7の式(1A)で表される置換基である。更に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフッ素置換されたアルキル基であり、中でも置換基中の炭素数の合計が6以下の置換基である。特に好ましくは炭素数の合計が4以下のものである。R,Rは互いに結合してあるいは縮環して窒素原子を含む環を形成していてもよい。アルキル基は直鎖のものでも分岐のものでもよい。R,Rは互いに同じでも異なっていてもよい。 Among R A and R B , an alkyl group, an aryl group, a substituent represented by formula (1A) or formula (1D) is preferable, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 1 carbon atoms is preferable. A fluorine-substituted alkyl group having 6 carbon atoms, an alkyl group having an ether group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a substituent represented by the formula (1A) having 1 to 7 carbon atoms. More preferably, it is a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 fluorine-substituted alkyl group, and among them, a substituent having a total carbon number of 6 or less. The total number of carbon atoms is particularly preferably 4 or less. R A and R B may be bonded to each other or condensed to form a ring containing a nitrogen atom. The alkyl group may be linear or branched. R A and R B may be the same as or different from each other.

・R1A1、R1C1、R1D1、R1D2
式中、R1A1、R1C1、R1D1、R1D2はアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、又はアミノ基を表す。これらの置換基の好ましいものは、次の例が挙げられる。すなわち、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、塩素、フッ素が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、塩素、フッ素がより好ましい。これらの置換基は更に置換されていても良い。*は結合手を表す。
・ R 1A1 , R 1C1 , R 1D1 , R 1D2
In the formula, R 1A1 , R 1C1 , R 1D1 , and R 1D2 each represents an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a halogen atom, or an amino group. Preferred examples of these substituents include the following examples. That is, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, chlorine, and fluorine are preferable, and 1 to 6 carbon atoms are preferable. More preferred are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, chlorine and fluorine. These substituents may be further substituted. * Represents a bond.

・R1B1、R1B2
1B1、R1B2は水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シリル基、又はホスホニル基を表す。これらの置換基の好ましいものは、次の例が挙げられる。すなわち、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜7のアルコキシカルボニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアリールオキシカルボニル基、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、炭素数6〜12のアリールスルホニル基、炭素数1〜6のシリル基、炭素数1〜12のホスホニル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜7のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、炭素数1〜6のシリル基、炭素数1〜12のホスホニル基が特に好ましい。
・ R 1B1 , R 1B2
R 1B1 and R 1B2 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, a silyl group, or a phosphonyl group. Preferred examples of these substituents include the following examples. That is, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 12 carbon atoms, and an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms An arylsulfonyl group having 6 to 12 carbon atoms, a silyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a phosphonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms, Particularly preferred are an alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms, a silyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a phosphonyl group having 1 to 12 carbon atoms.

・XA1、XD1、R1D3
式中、XA1は酸素原子又は硫黄原子を表す。
D1は酸素原子、硫黄原子、又は窒素原子を表し、XD1が酸素原子、硫黄原子の場合、R1D3は置換基ではない。XD1が窒素原子の場合、R1D3はアルキル基(好ましくは炭素数1〜8)、アリール基(好ましくは炭素数6〜12)、シリル基(好ましくは炭素数1〜21)、又はホスホニル基(好ましくは炭素数1〜18)を表す。
・ X A1 , X D1 , R 1D3
In the formula, X A1 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
X D1 represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. When X D1 is an oxygen atom or a sulfur atom, R 1D3 is not a substituent. When X D1 is a nitrogen atom, R 1D3 is an alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 12 carbon atoms), a silyl group (preferably having 1 to 21 carbon atoms), or a phosphonyl group. (Preferably having 1 to 18 carbon atoms).

・Rc
Rcは式(C1)〜(C6)のいずれかで表される置換基を表す。
・ Rc
Rc represents a substituent represented by any one of formulas (C1) to (C6).

Figure 0005801765
Figure 0005801765

X1、RX2、RX3はアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、又はシリル基を表す。好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、塩素原子、フッ素原子、炭素数1〜15のシリル基である。RY1、RY2はハロゲン原子を表す。
〜Rの置換基の種類と数に特に制限はないが、電池性能を維持した難燃性の確保の観点からは、全置換基のうち2個以上がフッ素原子であり、残りの置換基が前記特定含窒素基及びアルコキシ基であり、更に好ましくは全置換基のうち3個以上がフッ素原子であるときである。最も好ましくは4個以上がフッ素原子であるときである。あるいは、同様の観点で、R〜Rのすべてがハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)と、前記特定含窒素基とで構成されていることが好ましく、そのうち1〜3個が前記特定含窒素基であることが好ましく、該特定含窒素基が1又は2個であることがより好ましく、更に好ましくは特定含窒素基が1のときである。
R X1 , R X2 and R X3 each represents an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, a heterocyclic group, a halogen atom, or a silyl group. Preferred are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a chlorine atom, a fluorine atom, and a silyl group having 1 to 15 carbon atoms. R Y1 and R Y2 represent a halogen atom.
There is no particular limitation on the kind and number of substituents R 1 to R 6, from the viewpoint of ensuring flame retardance of maintaining the battery performance is two or more fluorine atoms of all substituents, remaining The substituent is the specific nitrogen-containing group and the alkoxy group, and more preferably, three or more of all the substituents are fluorine atoms. Most preferably, 4 or more are fluorine atoms. Alternatively, from the same viewpoint, it is preferable that all of R 1 to R 6 are composed of a halogen atom (preferably a fluorine atom) and the specific nitrogen-containing group, and 1 to 3 of them are the specific nitrogen-containing groups. It is preferably a group, more preferably 1 or 2 of the specific nitrogen-containing group, and still more preferably when the specific nitrogen-containing group is 1.

上記式(3)で表される化合物は、下記式(3A)又は(3B)で表される化合物であることが好ましい。   The compound represented by the above formula (3) is preferably a compound represented by the following formula (3A) or (3B).

Figure 0005801765
Figure 0005801765

・R21〜R28
式中、R21〜R28は、前記式(1)のR〜Rと同義である。中でも好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、チオアルキル基、チオアリール基、前記特定含窒素基が好ましい。特に好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリールオキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、炭素数6〜12のアリールチオ基、ハロゲン原子(好ましくは、塩素、フッ素)、前記特定含窒素基であり、特に好ましくは前記特定含窒素基、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルコキシ基である。上記アルキル基及びアリール基は置換されてもよい。アルキル基は直鎖のものでも分岐のものでもよい。R21〜R28の少なくとも一つは、前記−NR、−N=R、又はアジ基もしくはその組合せ(特定含窒素基)であり、別の少なくとも一つはフッ素原子である。さらに好ましい形態としては、置換基が特定含窒素基とフッ素原子からなる化合物であり、特定含窒素基の数としては1〜4、好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2、更に好ましくは1であり、特定含窒素基以外が全てフッ素原子であるときが好ましい。
・ R 21 to R 28
Wherein, R 21 to R 28 have the same meanings as R 1 to R 6 in the formula (1). Among these, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkyl group, a thioaryl group, and the specific nitrogen-containing group are preferable. Particularly preferably, the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, the aryl group having 6 to 12 carbon atoms, the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, the aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, the alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, An arylthio group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen atom (preferably chlorine or fluorine), and the specific nitrogen-containing group, and particularly preferably the specific nitrogen-containing group, fluorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or It is a C1-C6 alkoxy group. The alkyl group and aryl group may be substituted. The alkyl group may be linear or branched. At least one of R 21 to R 28 is the aforementioned —NR A R B , —N═R C , or an azide group or a combination thereof (specific nitrogen-containing group), and at least one other is a fluorine atom. As a more preferred form, the substituent is a compound comprising a specific nitrogen-containing group and a fluorine atom, and the number of the specific nitrogen-containing groups is 1 to 4, preferably 1 to 3, particularly preferably 1 to 2, and more preferably. 1 and when all other than the specific nitrogen-containing group are fluorine atoms.

・前記特定含窒素基
前記特定含窒素基の好ましいもの、その数や置換位置、さらにはハロゲン原子との関係やその好ましい範囲等は、前記式(3)のときと同様である。具体的には、R21〜R28の置換基の種類と数に特に制限はないが、電池性能を維持した難燃性の確保の観点からは、全置換基のうち2個以上がフッ素原子であり、残りの置換基が前記特定含窒素基及びアルコキシ基であり、更に好ましくは全置換基のうち3個以上がフッ素原子であるときである。最も好ましくは、4個以上がフッ素原子であるときである。更には5個フッ素原子であるときが好ましい。あるいは、同様の観点でR21〜R28のすべてがハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)及び前記特定含窒素基で構成されていることが好ましく、そのうち1〜3個が前記特定含窒素基であることが好ましく、前記特定含窒素基が1又は2個であることがより好ましく、更には前記特定含窒素基が1個のときが好ましい。
-The specific nitrogen-containing group The preferred specific nitrogen-containing group, the number and substitution position thereof, the relationship with the halogen atom, the preferred range thereof, and the like are the same as those in the formula (3). Specifically, the type and number of substituents R 21 to R 28 are not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring flame retardancy while maintaining battery performance, two or more of the substituents are fluorine atoms. And the remaining substituents are the specific nitrogen-containing group and the alkoxy group, and more preferably three or more of all substituents are fluorine atoms. Most preferably, when 4 or more are fluorine atoms. Furthermore, it is preferable when there are 5 fluorine atoms. Alternatively, from the same viewpoint, all of R 21 to R 28 are preferably composed of a halogen atom (preferably a fluorine atom) and the specific nitrogen-containing group, and 1 to 3 of them are the specific nitrogen-containing group. It is preferable that the number of the specific nitrogen-containing groups is 1 or 2, and it is more preferable that the number of the specific nitrogen-containing groups is 1.

以下に、一般式(3)で表される化合物の具体例を示すが、これにより本発明が限定して解釈されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) are shown below, but the present invention is not construed as being limited thereto.

Figure 0005801765
Figure 0005801765

Figure 0005801765
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Figure 0005801765
Figure 0005801765
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Figure 0005801765
Figure 0005801765
Figure 0005801765

Figure 0005801765
Figure 0005801765

上記式(3)で表される化合物は、定法によって合成できるが例えば独国特許発明第2139691号明細書に記載の方法を参考にすることができる。
また、ヘキサクロロシクロトリホスファゼンに目的生成物と同様のアミノ基を導入した後、フッ素化ナトリウム、フッ素化カリウム等のフッ素化剤でフッ素化することでも目的生成物を得ることができる。上記の方法におけるクロロシクロトリホスファゼン、フルオロシクロトリホスファゼンに対するアミノ化は目的生成物と同様のアミンを生成する酸の除去剤として用いることもできるが、目的生成物と同様のアミンと無機塩基及び有機塩基を並存させることによっても同様に合成できる。上記無機塩基としてはアニオン及び金属カチオンで構成される無機塩基であることが好ましい、特に好ましくはアニオンとして、水酸化物、炭酸化物、重炭酸化物、フッ化物で、金属カチオンとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属から選ばれる組み合わせであることが好ましい。金属カチオンとして好ましくは、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムから選択されることがより好ましい。好ましい例として具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムといった水酸化物、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムといった炭酸化物、フッ素化ナトリウム、フッ素化カリウムといったフッ化物、上記有機塩基としてはトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセンといったトリアルキルアミン、ピリジン、ルチジンといった芳香族塩基が例にあげられる。この合成時に用いられる溶媒は、通常用いられる溶媒で問題なく使用できるが、好ましくはエステル系溶媒、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒、脂肪族系溶媒があげられる。具体的には好ましくは酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、ジエチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ヘキサン、デカン等の脂肪族溶媒などが挙げられる。中でも好ましくは、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒が挙げられる。
The compound represented by the above formula (3) can be synthesized by a conventional method, but for example, the method described in German Patent No. 213991 can be referred to.
Alternatively, the target product can be obtained by introducing the same amino group as the target product into hexachlorocyclotriphosphazene and then fluorinating with a fluorinating agent such as sodium fluorinated or potassium fluorinated. The amination of chlorocyclotriphosphazene and fluorocyclotriphosphazene in the above method can be used as an acid remover that produces the same amine as the target product, but the same amine, inorganic base and organic as the target product. It can be similarly synthesized by coexisting bases. The inorganic base is preferably an inorganic base composed of an anion and a metal cation. Particularly preferably, the anion is a hydroxide, a carbonate, a bicarbonate, a fluoride, and the metal cation is an alkali metal, A combination selected from alkaline earth metals is preferred. The metal cation is preferably selected from sodium, potassium, magnesium, and calcium. Preferable examples include hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, carbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate, fluorides such as sodium fluorinated and potassium fluorinated, and triethylamine as the organic base. Examples thereof include trialkylamines such as diisopropylethylamine, methylmorpholine and diazabicycloundecene, and aromatic bases such as pyridine and lutidine. The solvent used at the time of synthesis is a commonly used solvent and can be used without any problem, but preferably an ester solvent, an ether solvent, a nitrile solvent, and an aliphatic solvent. Specifically, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ether solvents such as diethyl ether, tert-butyl methyl ether and cyclopentyl methyl ether, nitrile solvents such as acetonitrile, and aliphatic solvents such as hexane and decane. Etc. Among these, ether solvents and nitrile solvents are preferable.

本発明の電解液において難燃化剤の含有量は特に限定されないが、0.01〜5mol/Lが好ましく、0.02〜1mol/Lがより好ましく、0.05〜0.5mol/Lが特に好ましい。このような範囲で難燃化剤を適用することで、後記界面活性剤との併用効果(相互作用)が好適に得られ、難燃性とレート特性等の電池特性との両立を極めて高いレベルで達成することができる。   The content of the flame retardant in the electrolytic solution of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5 mol / L, more preferably 0.02 to 1 mol / L, and 0.05 to 0.5 mol / L. Particularly preferred. By applying the flame retardant in such a range, the combined use effect (interaction) with the surfactant described later can be suitably obtained, and the compatibility between the flame retardant and the battery characteristics such as the rate characteristics is extremely high. Can be achieved.

[界面活性剤]
本発明において、電解液には、界面活性剤を含有させる。この界面活性剤は、下記式(5A)〜(5J)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
[Surfactant]
In the present invention, the electrolytic solution contains a surfactant. This surfactant is preferably a compound represented by any of the following formulas (5A) to (5J).

Figure 0005801765
Figure 0005801765

・R
式中、Rはアルキル基(好ましくは炭素数1〜24)、またはアリール基(好ましくは炭素数6〜24)を表す。前記アルキル基及びアリール基はフッ素原子等で置換されていてもよく、このとき炭素数1〜16のフッ素含有アルキル基あるいは炭素数6〜24のフッ素含有アリール基が好ましい。前記アルキル基、アリール基はさらに置換されていてもよく、その置換基として後記置換基Tが挙げられる。アルキル基、アリール基が有する置換基としては、ヒドロキシル基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6)、アシル基(好ましくは炭素数1〜6)、カルバモイル基、アミノ基(NR:Rは水素原子もしくは炭素数1〜6のアルキル基)が挙げられる。Rがアルキル基であるとき、そのアルキル鎖の途中にエーテル基(−O−)が介在していてもよい。また、Rがアルキル基のとき、直鎖でも、分岐でもよく、あるいは環を形成して環状アルキル基を構成していてもよい。環状構造のときにもエーテル基(−O−)等のヘテロ原子が介在していてもよい(例:ソルビタンモノエステルの環状構造基)。なお、1つの分子中に複数あるRは互いに異なっていてもよい意味である。
・ R a
In the formula, R a represents an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 6 to 24 carbon atoms). The alkyl group and aryl group may be substituted with a fluorine atom or the like. In this case, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 16 carbon atoms or a fluorine-containing aryl group having 6 to 24 carbon atoms is preferable. The alkyl group and aryl group may be further substituted, and examples of the substituent include the substituent T described below. As a substituent which an alkyl group and an aryl group have, a hydroxyl group, an alkoxy group (preferably 1 to 6 carbon atoms), an acyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms), a carbamoyl group, an amino group (NR 2 : R is A hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). When R a is an alkyl group, an ether group (—O—) may be interposed in the middle of the alkyl chain. When R a is an alkyl group, it may be linear or branched, or may form a ring to form a cyclic alkyl group. Even in the case of a cyclic structure, a hetero atom such as an ether group (—O—) may be present (eg, a cyclic structure group of sorbitan monoester). Incidentally, a plurality of R a in one molecule is meant to be different from each other.

・R
はヒドロキシル基を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜24)またはヒドロキシル基を有するアリール基(好ましくは炭素数6〜24)を表す。前記アルキル基及びアリール基はフッ素原子等で置換されていてもよく、このとき炭素数1〜16のフッ素含有アルキル基あるいは炭素数6〜14のフッ素含有アリール基が好ましい。前記アルキル基、アリール基はさらに置換されていてもよく、その置換基として後記置換基Tが挙げられる。なお、1つの分子中に複数あるRは互いに異なっていてもよい意味である。
・ R b
R b represents an alkyl group having a hydroxyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms) or an aryl group having a hydroxyl group (preferably having 6 to 24 carbon atoms). The alkyl group and aryl group may be substituted with a fluorine atom or the like. In this case, a fluorine-containing alkyl group having 1 to 16 carbon atoms or a fluorine-containing aryl group having 6 to 14 carbon atoms is preferable. The alkyl group and aryl group may be further substituted, and examples of the substituent include the substituent T described below. It should be noted that a plurality of R b in one molecule may be different from each other.

・R
は、カルボアニオン、スルホアニオン、もしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜24)、またはカルボアニオン、スルホアニオン、もしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基(好ましくは炭素数6〜24)を表す。前記アルキル基及びアリール基はフッ素原子等で置換されていてもよく、このとき炭素数1〜16のフッ素含有アルキル基あるいは炭素数6〜14のフッ素含有アリール基となっていることが好ましい。前記アルキル基、アリール基はさらに置換されていてもよく、その置換基として後記置換基Tが挙げられる。なお、1つの分子中に複数あるRは互いに異なっていてもよい意味である。
・ R c
R c is an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms) having a group containing a carbanion, sulfoanion, or phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, sulfoanion, or phosphoanion (preferably Represents 6 to 24 carbon atoms). The alkyl group and aryl group may be substituted with a fluorine atom or the like, and at this time, it is preferably a fluorine-containing alkyl group having 1 to 16 carbon atoms or a fluorine-containing aryl group having 6 to 14 carbon atoms. The alkyl group and aryl group may be further substituted, and examples of the substituent include the substituent T described below. It should be noted that a plurality of R c in one molecule may be different from each other.

なお、前記R〜Rがフッ素原子置換アルキル基もしくはアリール基であるとき、特に好ましくはパーフルオロ化されたアルキル基もしくはアリール基である。 When R a to R c are a fluorine atom-substituted alkyl group or an aryl group, a perfluorinated alkyl group or aryl group is particularly preferable.

・M
Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。ただし、アルカリ土類金属の場合2価の金属塩となるため、Mを1/2M2+と置き換える。このような金属の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩であるアルカリ金属塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩であるアルカリ土類金属塩であり、更に好ましくはマグネシウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩であり、特に好ましくはリチウム塩である。なお、1つの分子中に複数あるMは互いに異なっていてもよい意味である。
・ M
M represents an alkali metal or an alkaline earth metal. However, in the case of an alkaline earth metal, it becomes a divalent metal salt, so M + is replaced with 1 / 2M 2+ . Examples of such metal salts include sodium salts, potassium salts, lithium metal alkali metal salts, beryllium salts, magnesium salts, and alkaline earth metal salts calcium salts, more preferably magnesium salts, sodium salts, Potassium salt and lithium salt are preferable, and lithium salt is particularly preferable. A plurality of M in one molecule may be different from each other.

・X
Xはアニオンであればいずれでも良いが、好ましくは、蟻酸アニオン、酢酸アニオンといったカルボン酸アニオン、フッ化物、塩素化物、臭化物、ヨウ化物といったハロゲン化物イオンが挙げられる。特に好ましくはフッ化物、塩素化物、臭化物である。
・ X
X may be any anion, but preferred examples include carboxylate anions such as formate anion and acetate anions, and halide ions such as fluoride, chlorinated compounds, bromides, and iodides. Particularly preferred are fluoride, chlorinated compound and bromide.

・n
nは1〜20の整数である。
・ N
n is an integer of 1-20.

前記の式(5J)は下記(5J−1)で表されることが好ましい。   The formula (5J) is preferably represented by the following (5J-1).

Figure 0005801765
Figure 0005801765

式中、Ra、Xは前記式(5J)と同義である。は2〜10の整数を表す。
In the formula, Ra and X are as defined in the above formula (5J). x and y each represents an integer of 2 to 10.

前記式(5A)、(5B)、(5C)、(5D)、(5E)、(5F)において、Rの好ましくはアルキル基(好ましくは炭素数6〜30)、ポリオキシエチレン基を有するアルキル基(好ましくは炭素数6〜30)、パーフルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30)、ポリオキシエチレン基を有するアリール基(好ましくは炭素数8〜30)、パーフルオロアリール基(好ましくは炭素数6〜18)であり、特に好ましくはアルキル基、ポリオキシエチレン基を有するアルキル基、パーフルオロアルキル基である。 In the formulas (5A), (5B), (5C), (5D), (5E), and (5F), R a preferably has an alkyl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms) and a polyoxyethylene group. Alkyl group (preferably 6-30 carbon atoms), perfluoroalkyl group (preferably 1-20 carbon atoms), aryl group (preferably 6-30 carbon atoms), aryl group having polyoxyethylene group (preferably carbon And a perfluoroaryl group (preferably having a carbon number of 6 to 18), particularly preferably an alkyl group, an alkyl group having a polyoxyethylene group, or a perfluoroalkyl group.

前記式(5E)(5F)においてRの好ましくはヒドロキシル基を1〜10個有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜30)、ヒドロキシル基を1〜10個有するアリール基(好ましくは炭素数6〜30)であり、より好ましくはヒドロキシル基を1〜5個有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)である。 In the formula (5E) (5F), R b is preferably an alkyl group having 1 to 10 hydroxyl groups (preferably having 1 to 30 carbon atoms), and an aryl group having 1 to 10 hydroxyl groups (preferably having 6 carbon atoms). To 30), more preferably an alkyl group having 1 to 5 hydroxyl groups (preferably having 1 to 20 carbon atoms).

前記式(5G)において、Rの好ましくはアルキル基(好ましくは炭素数4〜15)、ポリオキシエチレン基を有するアルキル基(好ましくは炭素数6〜20)、パーフルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜25)、ポリオキシエチレン基を有するアリール基(好ましくは炭素数8〜30)、パーフルオロアリール基(好ましくは炭素数6〜18)であり、Rのうち1もしくは2がメチル基やエチル基といった短鎖アルキル基であることがより好ましい。Rは好ましくはカルボアニオン、スルホアニオン、ホスホアニオンであるが、特に好ましくはカルボアニオンである。 In the formula (5G), R a is preferably an alkyl group (preferably having 4 to 15 carbon atoms), an alkyl group having a polyoxyethylene group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), or a perfluoroalkyl group (preferably carbon). 1-15), an aryl group (preferably 6-25 carbon atoms), an aryl group having a polyoxyethylene group (preferably 8-30 carbon atoms), a perfluoroaryl group (preferably 6-18 carbon atoms). More preferably, 1 or 2 of R a is a short-chain alkyl group such as a methyl group or an ethyl group. R c is preferably a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion, particularly preferably a carbanion.

前記の式(5H)は下記(5H−1)で表されることが好ましい。   The formula (5H) is preferably represented by the following (5H-1).

Figure 0005801765
Figure 0005801765

xは1〜20の整数を表す。Raは前記(5H)と同義である。   x represents an integer of 1 to 20. Ra has the same meaning as (5H) above.

前記式(5I)において、Rの好ましくは水素原子、アルキル基、ポリオキシエチレン基を有するアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリール基、ポリオキシエチレン基を有するアリール基、パーフルオロアリール基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基からなるときである。 In the formula (5I), R a is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkyl group having a polyoxyethylene group, a perfluoroalkyl group, an aryl group, an aryl group having a polyoxyethylene group, or a perfluoroaryl group. Particularly preferred is when it consists of a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.

上記界面活性剤が、硫酸エステル、スルホン酸エステル、もしくはリン酸エステルからなるアニオン活性剤、脂肪族アミン塩もしくは第4級アンモニウム塩からなるカチオン活性剤、またはオキシエチレンエーテル、エステルエーテル、もしくは多価アルコールエステルからなるノニオン活性剤が好ましい。このとき塩を形成する金属としては、前記Mで挙げたものと同様のものが好ましい。   The surfactant is an anionic activator comprising a sulfate ester, sulfonate ester or phosphate ester, a cation activator comprising an aliphatic amine salt or a quaternary ammonium salt, or oxyethylene ether, ester ether, or polyvalent Nonionic activators consisting of alcohol esters are preferred. At this time, the metal that forms the salt is preferably the same as those mentioned for M above.

さらに具体的に言うと、アニオン活性剤としては、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリポキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、Nアシルアルキル塩等、アルファスルホ脂肪酸エステル塩、ジアルキルスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、NメチルNアシルタウリン塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、油脂硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルリン酸塩等が挙げられる。   More specifically, anionic activators include aliphatic monocarboxylates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, N acylalkyl salts, alpha sulfo fatty acid ester salts, dialkyl sulfonates, alkyl sulfonates. , Alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, N methyl N acyl taurate, alkyl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, oil sulfate, alkyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, poly Examples thereof include oxyethylene alkylphenyl phosphate.

カチオン活性剤としては、モノアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、トリアルキルアミン塩、ハロゲン化(ヨウ化、塩素化、臭素化、フッ化)アルキルトリメチルアンモニウム、ハロゲン化(ヨウ化、塩素化、臭素化、フッ化)ジアルキルジメチルアンモニウムなどが挙げられる。   Cationic activators include monoalkylamine salts, dialkylamine salts, trialkylamine salts, halogenated (iodinated, chlorinated, brominated, fluorinated) alkyltrimethylammonium, halogenated (iodinated, chlorinated, brominated) And dialkyldimethylammonium fluoride).

ノニオン活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、脂肪酸ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキルジエチレントリアミノカルボン酸、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。
なお、本発明で使用する界面活性剤は、前記式(5A)〜(5I)または(5J−1)のいずれかで表される界面活性剤であって、R は水素原子、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアリール基であり、R はヒドロキシル基を有するアルキル基またはヒドロキシル基を有するアリール基である。ここで、これらのアルキル基およびアリール基は置換基を有してもよく、またこれらのアルキル基は、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル鎖の途中に−O−が介在していてもよい。ただし、式(5E)におけるR の炭素数は6〜30である。R は、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基、または、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基である。Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属である。ただし、アルカリ土類金属の場合、2価の金属塩となるため、M を1/2M 2+ と置き換える。Xはアニオンである。nは1〜20の整数であり、xおよびyは2〜10の整数である。
Nonionic activators include glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, fatty acid polyethylene glycol and the like.
Examples of amphoteric surfactants include alkyl betaines, alkyl diethylene triamino carboxylic acids, and alkyl amine oxides.
The surfactant used in the present invention is a surfactant represented by any one of the above formulas (5A) to (5I) or (5J-1), and Ra is a hydrogen atom, a straight chain, A branched or cyclic alkyl group or an aryl group, and R b is an alkyl group having a hydroxyl group or an aryl group having a hydroxyl group. Here, these alkyl groups and aryl groups may have a substituent, and these alkyl groups may have —O— in the middle of a linear, branched or cyclic alkyl chain. However, carbon number of Rb in Formula (5E) is 6-30. R c is an alkyl group having a group containing a carbanion, sulfoanion or phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, sulfoanion or phosphoanion. M is an alkali metal or alkaline earth metal. However, in the case of an alkaline earth metal, since it becomes a divalent metal salt, M + is replaced with 1 / 2M 2+ . X is an anion. n is an integer of 1 to 20, and x and y are integers of 2 to 10.

本発明においては、界面活性剤の配合量が重要であり、前記難燃化剤100質量部に対し前記界面活性剤を0.1質量部以上で含有させる
界面活性剤は、前記難燃化剤100質量部に対し、0.5質量部以上で含有させることがより好ましく、1質量部以上で含有させることが特に好ましい。上限値は特にないが、10質量部下で含有させることが好ましく、7質量部以下で含有させることがより好ましく、5質量部以下で含有させることが特に好ましい。
ただし、本発明では、上限値は10質量部以下である。
このような範囲で界面活性剤を配合することで、前記難燃化剤との良好な併用効果(相互作用)が得られ、高い難燃性と高いレート特性との両立を効果的に図ることができる。
In this invention, the compounding quantity of surfactant is important and the said surfactant is contained by 0.1 mass part or more with respect to 100 mass parts of said flame retardants .
The surfactant is more preferably contained in an amount of 0.5 parts by mass or more, particularly preferably 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the flame retardant . The upper limit value is not especially preferably contained under 10 parts by mass or less, more preferably it is contained in the following 7 parts by mass, and particularly preferably contained 5 parts by mass or less.
However, in this invention, an upper limit is 10 mass parts or less.
By blending a surfactant in such a range, a good combined effect (interaction) with the flame retardant can be obtained, and both high flame retardancy and high rate characteristics can be effectively achieved. Can do.

[非プロトン性溶媒]
本発明の非水電解液は非プロトン性溶媒を含有し、該非プロトン性溶媒が下記式(4A)、(4B)、又は(4C)で表される化合物もしくはそれらの組み合わせを含有してなることが好ましい。
[Aprotic solvent]
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention contains an aprotic solvent, and the aprotic solvent contains a compound represented by the following formula (4A), (4B), or (4C) or a combination thereof. Is preferred.

Figure 0005801765
Figure 0005801765

・R31〜R36
式中、R31〜R36はいずれも水素原子、フッ素で置換されることあるアルキル基、エーテル鎖を有するアルキル基、フッ素で置換されることあるアリール基を表す。アルキル基、アリール基の好ましいものとしては、次の例が挙げられる。すなわち、中でも、直鎖及び分岐のアルキル基、フッ素原子を有するアルキル基、エーテル鎖を有するアルキル基が好ましい。炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフッ素で一部置換されたアルキル基、炭素数1〜6のエーテル基を有するアルキル基が特に好ましい。なお、隣接する置換基どうしが環を形成してもよいことは前述のとおりであるが、特に式(4B)の置換基R31とR32、R33とR34は環を形成していてもよい。また、式(4C)の置換基R31とR32、R33とR34、R35とR36は環を形成していてもよい。
・ R 31 to R 36
In the formula, each of R 31 to R 36 represents a hydrogen atom, an alkyl group that may be substituted with fluorine, an alkyl group having an ether chain, or an aryl group that may be substituted with fluorine. Preferable examples of the alkyl group and aryl group include the following examples. That is, among them, linear and branched alkyl groups, alkyl groups having a fluorine atom, and alkyl groups having an ether chain are preferable. Particularly preferred are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkyl groups partially substituted with fluorine having 1 to 6 carbon atoms, and alkyl groups having an ether group having 1 to 6 carbon atoms. As described above, adjacent substituents may form a ring. In particular, substituents R 31 and R 32 , R 33 and R 34 in formula (4B) form a ring. Also good. Further, the substituents R 31 and R 32 , R 33 and R 34 , R 35 and R 36 in the formula (4C) may form a ring.

また、前記非プロトン性溶媒が、式(4A)で表される化合物と、式(4B)で表される化合物及び(4C)で表される化合物からなる群から選ばれる化合物とを含むとき、式(4B)で表される化合物の体積(M4B)と式(4A)で表される化合物及び式(4C)で表される化合物の体積の総量(MAC)との比率(M4B/MAC)が0.2〜5であることが好ましく、0.3〜1であることがより好ましい。この比率を上記上限値以下とすることで、十分な誘電率で、粘度の大幅な上昇を防ぎ、リチウムイオン伝導度を過度に低下させず、良好な電池特性を維持することができる。一方、前記下限値以上とすることで、誘電率を低下させすぎず、良好な電池特性を実現することができる。 When the aprotic solvent contains a compound represented by the formula (4A) and a compound selected from the group consisting of a compound represented by the formula (4B) and a compound represented by (4C), Ratio (M 4B /) between the volume (M 4B ) of the compound represented by the formula ( 4B ) and the total volume (M AC ) of the compound represented by the formula (4A) and the compound represented by the formula (4C). M AC ) is preferably 0.2 to 5, and more preferably 0.3 to 1. By setting this ratio to be equal to or less than the above upper limit value, it is possible to maintain a favorable battery characteristic without preventing a significant increase in viscosity and excessively reducing lithium ion conductivity with a sufficient dielectric constant. On the other hand, by setting it to the lower limit value or more, good battery characteristics can be realized without excessively reducing the dielectric constant.

なお、本明細書において化合物の表示については、当該化合物そのもののほか、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。また、所望の効果を奏する範囲で、所定の一部を変化させた誘導体を含む意味である。
本明細書において置換・無置換を明記していない置換基(連結基についても同様)については、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。これは置換・無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、下記置換基Tが挙げられる。
In addition, in this specification, it uses for the meaning containing the salt and its ion besides the said compound itself about the display of a compound. Moreover, it is the meaning including the derivative | guide_body which changed the predetermined part in the range with the desired effect.
In the present specification, a substituent that does not specify substitution / non-substitution (the same applies to a linking group) means that the group may have an arbitrary substituent. This is also synonymous for compounds that do not specify substitution / non-substitution. Preferred substituents include the following substituent T.

置換基Tとしては、下記のものが挙げられる。
アルキル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、ベンジル、2−エトキシエチル、1−カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル等)、アリール基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリール基、例えば、フェニル、1−ナフチル、4−メトキシフェニル、2−クロロフェニル、3−メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素原子数2〜20のヘテロ環基、好ましくは、少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する5または6員環のヘテロ環基が好ましく、例えば、2−ピリジル、4−ピリジル、2−イミダゾリル、2−ベンゾイミダゾリル、2−チアゾリル、2−オキサゾリル等)、アルコキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、3−メチルフェノキシ、4−メトキシフェノキシ等)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素原子数0〜20のアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ、N,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−エチルアミノ、アニリノ等)、スルファモイル基(好ましくは炭素原子数0〜20のスルホンアミド基、例えば、N,N−ジメチルスルファモイル、N−フェニルスルファモイル等)、アシル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、ベンゾイル等)、アシルオキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素原子数1〜20のカルバモイル基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイル、N−フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、スルホンアミド基((好ましくは炭素原子数0〜20のスルファモイル基、例えば、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、N−メチルメタンスルスルホンアミド、N−エチルベンゼンスルホンアミド等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、1−ナフチルチオ、3−メチルフェニルチオ、4−メトキシフェニルチオ等)、アルキルもしくはアリールスルホニル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルもしくはアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ベンゼンスルホニル等)、ヒドロキシル基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、特に好ましくはアルキル基、アルケニル基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基またはヒドロキシル基である。
また、これらの置換基Tで挙げた各基は、上記の置換基Tがさらに置換していてもよい。
Examples of the substituent T include the following.
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.), alkenyl A group (preferably an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, allyl, oleyl, etc.), an alkynyl group (preferably an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl, etc.), A cycloalkyl group (preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, etc.), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 26 carbon atoms, for example, Phenyl, 1-naphthyl, 4-methoxyphenyl, -Chlorophenyl, 3-methylphenyl, etc.), a heterocyclic group (preferably a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms, preferably a 5- or 6-membered heterocycle having at least one oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom) A cyclic group is preferable, for example, 2-pyridyl, 4-pyridyl, 2-imidazolyl, 2-benzimidazolyl, 2-thiazolyl, 2-oxazolyl, etc., an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, for example, Methoxy, ethoxy, isopropyloxy, benzyloxy, etc.), aryloxy groups (preferably aryloxy groups having 6 to 26 carbon atoms, such as phenoxy, 1-naphthyloxy, 3-methylphenoxy, 4-methoxyphenoxy, etc.), An alkoxycarbonyl group (preferably an alkoxycarbonyl having 2 to 20 carbon atoms) Nyl groups such as ethoxycarbonyl, 2-ethylhexyloxycarbonyl, etc., amino groups (preferably including amino groups having 0 to 20 carbon atoms, alkylamino groups, arylamino groups, such as amino, N, N-dimethyl Amino, N, N-diethylamino, N-ethylamino, anilino, etc.), sulfamoyl groups (preferably sulfonamido groups having 0 to 20 carbon atoms, such as N, N-dimethylsulfamoyl, N-phenylsulfamoyl) Etc.), an acyl group (preferably an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyl, propionyl, butyryl, benzoyl, etc.), an acyloxy group (preferably an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyloxy, Benzoyloxy, etc.), carbamoyl groups (preferably C 1-20 carbon atoms) Rubamoyl groups such as N, N-dimethylcarbamoyl and N-phenylcarbamoyl), acylamino groups (preferably having 1 to 20 carbon atoms, such as acetylamino and benzoylamino), sulfonamido groups (preferably Is a sulfamoyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as methanesulfonamide, benzenesulfonamide, N-methylmethanesulfonamide, N-ethylbenzenesulfonamide, etc., an alkylthio group (preferably an alkylthio having 1 to 20 carbon atoms). Groups such as methylthio, ethylthio, isopropylthio, benzylthio, etc., arylthio groups (preferably arylthio groups having 6 to 26 carbon atoms, such as phenylthio, 1-naphthylthio, 3-methylphenylthio, 4-methoxyphenylthio ), An alkyl or arylsulfonyl group (preferably an alkyl or arylsulfonyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methylsulfonyl, ethylsulfonyl, benzenesulfonyl, etc.), a hydroxyl group, a cyano group, a halogen atom (for example, a fluorine atom, chlorine) Atoms, bromine atoms, iodine atoms, etc.), more preferably alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, heterocyclic groups, alkoxy groups, aryloxy groups, alkoxycarbonyl groups, amino groups, acylamino groups, hydroxyl groups or halogen atoms. And particularly preferably an alkyl group, an alkenyl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, an acylamino group or a hydroxyl group.
In addition, each of the groups listed as the substituent T may be further substituted with the substituent T described above.

化合物ないし置換基・連結基等がアルキル基・アルキレン基、アルケニル基・アルケニレン基等を含むとき、これらは環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよく、上記のように置換されていても無置換でもよい。またアリール基、ヘテロ環基等を含むとき、それらは単環でも縮環でもよく、同様に置換されていても無置換でもよい。   When the compound or substituent / linking group contains an alkyl group / alkylene group, alkenyl group / alkenylene group, etc., these may be cyclic or chain-like, and may be linear or branched, and substituted as described above. It may be substituted or unsubstituted. Moreover, when an aryl group, a heterocyclic group, etc. are included, they may be monocyclic or condensed and may be similarly substituted or unsubstituted.

(電解質)
本発明の電解液に用いることができる電解質としては金属イオンもしくはその塩が挙げられ、周期律表第一族又は第二族に属する金属イオンもしくはその塩が好ましい。具体的には電解液の使用目的により適宜選択され、例えば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられる。中でも出力の観点からリチウム塩が好ましい。本発明の電解液をリチウム二次電池用非水系電解液の電解質として用いる場合には、金属イオンの塩としてリチウム塩を選択すればよい。リチウム塩としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質に通常用いられるリチウム塩であれば特に制限はないが、例えば、以下に述べるものが好ましい。
(Electrolytes)
Examples of the electrolyte that can be used in the electrolytic solution of the present invention include metal ions or salts thereof, and metal ions or salts thereof belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table are preferred. Specifically, it is appropriately selected depending on the purpose of use of the electrolytic solution, and examples thereof include lithium salt, potassium salt, sodium salt, calcium salt, magnesium salt and the like. Of these, lithium salts are preferred from the viewpoint of output. When the electrolytic solution of the present invention is used as an electrolyte of a non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery, a lithium salt may be selected as a metal ion salt. The lithium salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt usually used for an electrolyte of a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery. For example, those described below are preferable.

(L−1)無機リチウム塩:LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF等の無機フッ化物塩;LiClO、LiBrO、LiIO等の過ハロゲン酸塩;LiAlCl等の無機塩化物塩等。 (L-1) Inorganic lithium salts: inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiIO 4 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 etc.

(L−2)含フッ素有機リチウム塩:LiCFSO等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩;LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO)(CSO)等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩;LiC(CFSO等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩;Li[PF(CFCFCF)]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF)]、Li[PF(CFCFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF]等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。 (L-2) Fluorine-containing organic lithium salt: Perfluoroalkane sulfonate such as LiCF 3 SO 3 ; LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , Perfluoroalkanesulfonylimide salts such as LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ); perfluoroalkanesulfonylmethide salts such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ; Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ], Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 ( CF 2 CF 2 CF 2 CF 3) 2], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3) 3] fluoroalkyl fluoride such as potash Acid salts, and the like.

(L−3)オキサラトボレート塩: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等。   (L-3) Oxalatoborate salt: lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.

これらのなかで、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiClO、Li(RfSO)、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSOが好ましく、LiPF、LiBF、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSOなどのリチウムイミド塩がさらに好ましい。ここで、Rf、Rfはそれぞれパーフルオロアルキル基を示す。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , Li (Rf 1 SO 3 ), LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 is preferred, such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) 2 The lithium imide salt is more preferable. Here, Rf 1 and Rf 2 each represent a perfluoroalkyl group.

なお、電解液に用いるリチウム塩は、1種を単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせてもよい。   In addition, the lithium salt used for electrolyte solution may be used individually by 1 type, or may combine 2 or more types arbitrarily.

電解液における電解質(好ましくは周期律表第一族又は第二族に属する金属のイオンもしくはその金属塩)の含有量は、以下に電解液の調製法で述べる好ましい濃度となるよう量で添加される。この濃度は電解液の使用目的により適宜選択されるが、一般的には電解液全質量中10質量%以上50質量%以下であり、さらに好ましくは15質量%以上30質量%以下である。なお、イオンの濃度として評価するときには、その好適に適用される金属との塩換算で算定されればよい。   The content of the electrolyte (preferably a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or a metal salt thereof) in the electrolytic solution is added in an amount so as to be a preferable concentration described in the electrolytic solution preparation method below. The This concentration is appropriately selected depending on the purpose of use of the electrolytic solution, but is generally 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less, based on the total mass of the electrolytic solution. In addition, when evaluating as an ion density | concentration, what is necessary is just to calculate by salt conversion with the metal applied suitably.

(他の成分)
本発明の電解液には、負極被膜形成剤、難燃剤、過充電防止剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。非水電解液中におけるこれら機能性添加剤の含有割合は特に限定はないが、非水電解液全体に対し、それぞれ、0.001質量%〜10質量%が好ましい。
(Other ingredients)
The electrolytic solution of the present invention may contain at least one selected from a negative electrode film forming agent, a flame retardant, and an overcharge inhibitor. Although the content rate of these functional additives in a non-aqueous electrolyte solution does not have limitation in particular, 0.001 mass%-10 mass% are preferable with respect to the whole non-aqueous electrolyte solution, respectively.

[電解液の調製方法等]
非水用電解液は、金属イオンの塩としてリチウム塩を用いた例を含め、前記各成分を前記非水電解液溶媒に溶解して、常法により調製される。
[Method for preparing electrolytic solution]
The non-aqueous electrolyte solution is prepared by a conventional method by dissolving the above components in the non-aqueous electrolyte solvent, including an example in which a lithium salt is used as a metal ion salt.

本発明において、「非水」とは水を実質的に含まないことをいい、発明の効果を妨げない範囲で微量の水を含んでいてもよい。良好な特性を得ることを考慮して言うと、水の含有量が200ppm(質量基準)以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。下限値は特にないが、不可避的な混入を考慮すると、10ppm以上であることが実際的である。本発明の電解液の粘度は特に限定されないが、25℃において、10〜0.1mPa・sであることが好ましく、5〜0.5mPa・sであることがより好ましい。   In the present invention, “non-water” means that water is not substantially contained, and a trace amount of water may be contained as long as the effects of the invention are not hindered. In view of obtaining good characteristics, the water content is preferably 200 ppm (mass basis) or less, and more preferably 100 ppm or less. Although there is no particular lower limit, it is practical that it is 10 ppm or more considering inevitable mixing. The viscosity of the electrolytic solution of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 0.1 mPa · s, more preferably 5 to 0.5 mPa · s at 25 ° C.

(キット)
本発明の電解液は複数の液体ないし粉末等から構成されたキットとされていてもよい。例えば、第1剤(第1液)を電解質と有機溶媒とで構成し、第2剤(第2液)を難燃化剤ないし界面活性剤と有機溶媒とで構成し、使用前に2液を混合して調液する形態などであってもよい。このとき、本発明のキットにおいては、難燃化剤と界面活性剤とを別の剤として区分したり、その他の添加剤等を前記第1剤、第2剤、及び/又はその他の剤(第3剤)に含有させたりしておいてもよい。
(kit)
The electrolytic solution of the present invention may be a kit composed of a plurality of liquids or powders. For example, the first agent (first liquid) is composed of an electrolyte and an organic solvent, and the second agent (second liquid) is composed of a flame retardant or a surfactant and an organic solvent. The form which mixes and mixes may be sufficient. At this time, in the kit of the present invention, the flame retardant and the surfactant are classified as separate agents, or other additives are classified as the first agent, the second agent, and / or other agents ( It may be contained in the third agent).

[二次電池]
本発明においては前記非水電解液を含有する非水電解液二次電池とすることが好ましい。好ましい実施形態として、リチウム二次電池についてその機構を模式化して示した図1を参照して説明する。ただし、同図およびこれに基づく説明により本発明が限定して解釈されるものではない。
[Secondary battery]
In this invention, it is preferable to set it as the nonaqueous electrolyte secondary battery containing the said nonaqueous electrolyte. As a preferred embodiment, a lithium secondary battery will be described with reference to FIG. 1 schematically showing the mechanism. However, the present invention is not construed as being limited by the same figure and the explanation based thereon.

本実施形態のリチウム二次電池10は、上記本発明の非水電解液5と、リチウムイオンの挿入放出が可能な正極C(正極集電体1,正極活物質層2)と、リチウムイオンの挿入放出又は溶解析出が可能な負極A(負極集電体3,負極活物質層4)とを備える。これら必須の部材に加え、電池が使用される目的、電位の形状などを考慮し、正極と負極の間に配設されるセパレータ9、集電端子(図示せず)、及び外装ケース等(図示せず)を含んで構成されてもよい。必要に応じて、電池の内部及び電池の外部の少なくともいずれかに保護素子を装着してもよい。このような構造とすることにより、電解液5内でリチウムイオンの授受a,bが生じ、充電α、放電βを行うことができ、回路配線7を介して動作機構6の運転あるいは蓄電を行うことができる。   The lithium secondary battery 10 of the present embodiment includes the non-aqueous electrolyte 5 of the present invention, a positive electrode C (positive electrode current collector 1, positive electrode active material layer 2) capable of inserting and releasing lithium ions, A negative electrode A (negative electrode current collector 3, negative electrode active material layer 4) capable of insertion / release or dissolution / precipitation. In addition to these essential members, considering the purpose of use of the battery, the shape of the potential, etc., a separator 9 disposed between the positive electrode and the negative electrode, a current collecting terminal (not shown), an outer case, etc. (Not shown). If necessary, a protective element may be attached to at least one of the inside of the battery and the outside of the battery. With this structure, lithium ions are transferred a and b in the electrolyte 5, charging α and discharging β can be performed, and the operating mechanism 6 is operated or stored via the circuit wiring 7. be able to.

(電池形状)
本実施形態のリチウム二次電池が適用される電池形状には、特に制限はなく、例えば、有底筒型形状、有底角型形状、薄型形状、シート形状、及び、ペーパー形状などが挙げられ、これらのいずれであってもよい。また、組み込まれるシステムや機器の形を考慮した馬蹄形や櫛型形状等の異型のものであってもよい。なかもで、電池内部の熱を効率よく外部に放出する観点から、比較的平らで大面積の面を少なくとも一つを有する有底角型形状や薄型形状などの角型形状が好ましい。
(Battery shape)
The battery shape to which the lithium secondary battery of the present embodiment is applied is not particularly limited, and examples thereof include a bottomed cylindrical shape, a bottomed square shape, a thin shape, a sheet shape, and a paper shape. Any of these may be used. Further, it may be of a different shape such as a horseshoe shape or a comb shape considering the shape of the system or device to be incorporated. Among them, from the viewpoint of efficiently releasing the heat inside the battery to the outside, a square shape such as a bottomed square shape or a thin shape having at least one surface that is relatively flat and has a large area is preferable.

有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。有底筒型の二次電池については、図2とともに後で説明する。   In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced. The bottomed cylindrical secondary battery will be described later with reference to FIG.

(電池を構成する部材)
本実施形態のリチウム二次電池は、図1に基づいて言うと、電解液5、正極及び負極の電極合材C,A、セパレータの基本部材9を具備して構成される。以下、これらの各部材について述べる。
(Members constituting the battery)
The lithium secondary battery of the present embodiment is configured to include an electrolytic solution 5, positive and negative electrode composites C and A, and a separator basic member 9, based on FIG. 1. Hereinafter, each of these members will be described.

(電極合材)
電極合材は、集電体(電極基材)上に活物質と導電剤、結着剤、フィラーなどの分散物を塗布しシート状に成形したものである。リチウム電池においては、通常、活物質が正極活物質である正極合材と活物質が負極活物質である負極合材が使用される。次に、電極合材を構成する分散物(合剤、電極用組成物)中の各成分等について説明する。
・正極活物質
本発明において、正極活物質には4.25V以上の充電領域を有する材料を用いることが好ましい。具体的に、対リチウムで4.25V以上にリチウム挿入放出電位ピークを有する含リチウム遷移金属酸化物が好ましい。このときの充放電電位ピークは、ゾルゲル法またはスパッタリング法により正極活物質の薄膜電極を作成し、電気化学測定(サイクリックボルタンメトリー)を行うことにより特定可能である。
(Electrode mixture)
The electrode mixture is formed by applying a dispersion such as an active material, a conductive agent, a binder, and a filler on a current collector (electrode base material) and forming it into a sheet shape. In a lithium battery, a positive electrode mixture whose active material is a positive electrode active material and a negative electrode mixture whose active material is a negative electrode active material are usually used. Next, each component in the dispersion (mixture, electrode composition) constituting the electrode mixture will be described.
-Positive electrode active material In this invention, it is preferable to use the material which has a 4.25V or more charge area | region for a positive electrode active material. Specifically, a lithium-containing transition metal oxide having a lithium insertion / release potential peak at 4.25 V or more with respect to lithium is preferable. The charge / discharge potential peak at this time can be specified by preparing a thin film electrode of a positive electrode active material by a sol-gel method or a sputtering method and performing electrochemical measurement (cyclic voltammetry).

前記特定の充電領域を有する正極活物質としては下記のものが挙げられる。
(i)LiNiMnCo(x>0.2,y>0.2,z≧0,x+y+z=1)、
代表的なもの:
LiNi1/3Mn1/3Co1/3(LiNi0.33Mn0.33Co0.33とも記載)
LiNi1/2Mn1/2(LiNi0.5Mn0.5Co0.33とも記載)
(ii)LiNiMn(x>0.2,y>0.7,x+y=1)
代表的なもの:
LiNi1/4Mn3/4(LiNi0.5Mn1.5とも記載)
(iii)LiNiCoAl(x>0.7,y>0.1,0.1>z>0.05,x+y+z=1)
代表的なもの:
LiNi0.8Co0.15Al0.05
The following are mentioned as a positive electrode active material which has the said specific charge area | region.
(I) LiNi x Mn y Co z O 2 (x> 0.2, y> 0.2, z ≧ 0, x + y + z = 1),
Representative:
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (also described as LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 )
LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 (also described as LiNi 0.5 Mn 0.5 Co 0.33 O 2 )
(Ii) LiNi x Mn y O 4 (x> 0.2, y> 0.7, x + y = 1)
Representative:
LiNi 1/4 Mn 3/4 O 2 (also described as LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 )
(Iii) LiNi x Co y Al z O 2 (x> 0.7, y> 0.1, 0.1>z> 0.05, x + y + z = 1)
Representative:
LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2

前記特定の充電領域を有する正極活物質として下記のものを用いることもできる。
(a) LiCoMnO
(b) LiFeMn
(c) LiCuMn
(d) LiCrMn
(e) LiNiMn
The following can be used as the positive electrode active material having the specific charging region.
(A) LiCoMnO 4
(B) Li 2 FeMn 3 O 8
(C) Li 2 CuMn 3 O 8
(D) Li 2 CrMn 3 O 8
(E) Li 2 NiMn 3 O 8

ホスファゼン化合物は比較的酸化及び還元耐性が強い化合物であるが、マンガンやニッケルを含む高電位正極での高電位における充放電では分解がより進行すると考えられる。本発明の界面活性剤を使用すると特に活性の高いマンガンやニッケルの部位に対し、界面活性剤内の極性基が効果的にホスファゼン化合物と共に相互作用することで安定な被膜を形成し、余剰の分解を抑制していると考えられる。この効果によりレート特性等の電池特性が良好と成ると推定される。   The phosphazene compound is a compound with relatively strong oxidation and reduction resistance, but it is considered that decomposition proceeds more during charge and discharge at a high potential with a high potential positive electrode containing manganese and nickel. When the surfactant of the present invention is used, a stable film is formed by the interaction of the polar groups in the surfactant with the phosphazene compound effectively on the highly active manganese and nickel sites, and excessive decomposition. It is thought that it is suppressing. It is presumed that the battery characteristics such as rate characteristics are improved by this effect.

本発明の非水電解液二次電池において、正極活物質は粒子状のものを用いてもよい。用いられる前記正極活物質の平均粒子サイズは特に限定されないが、0.1μm〜50μmが好ましい。比表面積としては特に限定されないが、BET法で0.01m/g〜50m/gであるのが好ましい。また、正極活物質5gを蒸留水100mlに溶かした時の上澄み液のpHとしては、7以上12以下が好ましい。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a particulate positive electrode active material may be used. The average particle size of the positive electrode active material used is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 50 μm. No particular limitation is imposed on the specific surface area, preferably from 0.01m 2 / g~50m 2 / g by the BET method. Further, the pH of the supernatant when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water is preferably 7 or more and 12 or less.

前記正極活性物質を所定の粒子サイズにするために常用される粉砕機や分級機を用いることができる。例えば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが用いられる。前記焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。   A pulverizer or a classifier commonly used to make the positive electrode active substance have a predetermined particle size can be used. For example, a mortar, a ball mill, a vibration ball mill, a vibration mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill, a sieve, or the like is used. The positive electrode active material obtained by the firing method may be used after being washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.

正極活物質の配合量は特に限定されないが、電極合材をなす分散物(合剤)中、固形成分100質%において、60〜98質量%であることが好ましく。70〜95質量%であることがより好ましい。   Although the compounding quantity of a positive electrode active material is not specifically limited, It is preferable that it is 60-98 mass% in the solid component 100 mass% in the dispersion (mixture) which makes an electrode compound material. More preferably, it is 70-95 mass%.

・負極活物質
負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものであれば、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、SnやSi等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
・ Negative electrode active material The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly insert and release lithium ions. Carbonaceous materials, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, metal composite oxides, Examples thereof include lithium alloys such as lithium alone and lithium aluminum alloys, and metals capable of forming an alloy with lithium such as Sn and Si.

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良い。なかでも炭素質材料又はリチウム複合酸化物が安全性の点から好ましく用いられる。   These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Of these, carbonaceous materials or lithium composite oxides are preferably used from the viewpoint of safety.

また、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であれば特には制限されないが、構成成分としてチタン及び/又はリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。   Further, the metal composite oxide is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but it preferably contains titanium and / or lithium as a constituent component from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics. .

負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料である。例えば、石油ピッチ、天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛、及びPAN系の樹脂やフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料を挙げることができる。さらに、PAN系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水PVA系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等の各種炭素繊維類、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、平板状の黒鉛等を挙げることもできる。   The carbonaceous material used as the negative electrode active material is a material substantially made of carbon. Examples thereof include carbonaceous materials obtained by baking various synthetic resins such as artificial pitches such as petroleum pitch, natural graphite, and vapor-grown graphite, and PAN-based resins and furfuryl alcohol resins. Furthermore, various carbon fibers such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA-based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, activated carbon fiber, mesophase micro Examples thereof include spheres, graphite whiskers, and flat graphite.

これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭62−22066号公報、特開平2−6856号公報、同3−45473号公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平5−90844号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平6−4516号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。   These carbonaceous materials can be divided into non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials depending on the degree of graphitization. Further, the carbonaceous material preferably has the surface spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-222066, JP-A-2-6856, and 3-45473. The carbonaceous material does not need to be a single material, and a mixture of natural graphite and artificial graphite described in JP-A-5-90844, graphite having a coating layer described in JP-A-6-4516, or the like is used. You can also.

非水電解液二次電池において用いられる負極活物質である金属酸化物及び金属複合酸化物は、これらの少なくとも1種を含んでいればよい。金属酸化物及び金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、さらに金属元素と周期律表第16族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトも好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、CuKα線を用いたX線回折法で、2θ値で20°〜40°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の100倍以下であるのが好ましく、5倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。   The metal oxide and metal composite oxide, which are negative electrode active materials used in the nonaqueous electrolyte secondary battery, need only contain at least one of them. As the metal oxide and metal complex oxide, amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite, which is a reaction product of a metal element and an element of Group 16 of the periodic table, is also preferably used. The term “amorphous” as used herein means an X-ray diffraction method using CuKα rays, which has a broad scattering band having an apex in the region of 20 ° to 40 ° in terms of 2θ values, and is a crystalline diffraction line. You may have. The strongest intensity of crystalline diffraction lines seen from 2 ° to 40 ° to 70 ° is 100 times the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band seen from 2 ° to 20 °. It is preferable that it is 5 times or less, and it is particularly preferable not to have a crystalline diffraction line.

前記非晶質酸化物及びカルコゲナイドからなる化合物群のなかでも、半金属元素の非晶質酸化物、及びカルコゲナイドがより好ましく、周期律表第13(IIIB)族〜15(VB)族の元素、Al、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb、Biの一種単独あるいはそれらの2種以上の組み合わせからなる酸化物、及びカルコゲナイドが特に好ましい。好ましい非晶質酸化物及びカルコゲナイドの具体例としては、例えば、Ga、SiO、GeO、SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、Bi、Bi、SnSiO、GeS、SnS、SnS、PbS、PbS、Sb、Sb、SnSiSなどが好ましく挙げられる。また、これらは、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、LiSnOであってもよい。 Among the compound group consisting of the amorphous oxide and the chalcogenide, an amorphous oxide of a metalloid element and a chalcogenide are more preferable, and elements of Groups 13 (IIIB) to 15 (VB) of the periodic table, Particularly preferred are oxides and chalcogenides composed of one kind of Al, Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, Bi or a combination of two or more kinds thereof. Specific examples of preferable amorphous oxides and chalcogenides include, for example, Ga 2 O 3 , SiO, GeO, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 2 O 4 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , SnSiO 3 , GeS, SnS, SnS 2 , PbS, PbS 2 , Sb 2 S 3 , Sb 2 S 5 , such as SnSiS 3 may preferably be mentioned. Moreover, these may be a complex oxide with lithium oxide, for example, Li 2 SnO 2 .

非水電解液二次電池において、用いられる前記負極活物質の平均粒子サイズは、0.1μm〜60μmが好ましい。所定の粒子サイズにするには、よく知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが好適に用いられる。粉砕時には水、あるいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うことができる。所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the average particle size of the negative electrode active material used is preferably 0.1 μm to 60 μm. To obtain a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill or a sieve is preferably used. When pulverizing, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can be performed as necessary. In order to obtain a desired particle size, classification is preferably performed. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, or the like can be used as necessary. Classification can be used both dry and wet.

前記焼成法により得られた化合物の化学式は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の質量差から算出できる。   The chemical formula of the compound obtained by the firing method can be calculated from an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analysis method as a measurement method and a mass difference between powders before and after firing as a simple method.

Sn、Si、Geを中心とする非晶質酸化物負極活物質に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵・放出できる炭素材料や、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金可能な金属が好適に挙げられる。   Examples of the negative electrode active material that can be used in combination with the amorphous oxide negative electrode active material centering on Sn, Si, and Ge include carbon materials that can occlude and release lithium ions or lithium metal, lithium, lithium alloys, lithium A metal that can be alloyed with is preferable.

本発明においては、チタン酸リチウム、より具体的にはリチウム・チタン酸化物(Li[Li1/3Ti5/3]O)を負極の活物質として用いることも好ましい。 In the present invention, it is also preferable to use lithium titanate, more specifically, lithium-titanium oxide (Li [Li 1/3 Ti 5/3 ] O 4 ) as the negative electrode active material.

電極合材をなす分散物(合剤)中、負極活物質の配合量は特に限定されないが、固形成分100質量%において60〜98質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。   Although the compounding quantity of a negative electrode active material is not specifically limited in the dispersion (mixture) which comprises an electrode compound material, It is preferable that it is 60-98 mass% in 100 mass% of solid components, and it is 70-95 mass%. Is more preferable.

・導電材
導電材は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であればどのようなものを用いてもよく、公知の導電材を任意に用いることができる。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−10148,554号に記載)等)、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体(特開昭59−20,971号に記載)などの導電性材料を1種又はこれらの混合物として含ませることができる。その中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。前記導電剤の添加量としては、電極合剤をなす分散物(合剤)中、固形成分100質%において、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、分散物中、0.5〜15質量%が特に好ましい。
-Conductive material As long as the conductive material is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the configured secondary battery, any known conductive material may be used. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber and metal powder (copper, nickel, aluminum, silver (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63- 10148,554)), metal fibers or polyphenylene derivatives (described in JP-A-59-20971) can be contained as a single type or a mixture thereof. Among these, the combined use of graphite and acetylene black is particularly preferable. The addition amount of the conductive agent is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass in 100% by mass of the solid component in the dispersion (mixture) forming the electrode mixture. In the case of carbon or graphite, 0.5 to 15% by mass is particularly preferable in the dispersion.

・結着剤
結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられる。その中でも、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョンが好ましく、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、より好ましい。
-Binder Examples of the binder include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Among them, for example, starch, carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, sodium alginate, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, poly Water-soluble polymers such as acrylonitrile, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene furo Ride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polyethylene (Meth) acrylic acid ester copolymers containing (meth) acrylic acid esters such as propylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, (Meth) acrylic acid ester-acrylonitrile copolymer, polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluororubber, poly Emulsions of ethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, etc. Box) or suspension is preferred, latex polyacrylate, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride is more preferable.

結着剤は、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。結着剤の添加量が少ないと、電極合剤の保持力・凝集力が弱くなる。多すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は電極合剤をなす分散物(合剤)中、固形成分100質%において、1〜30質量%が好ましく、2〜10質量%がより好ましい。   A binder can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. When the amount of the binder added is small, the holding power and cohesive force of the electrode mixture are weakened. If the amount is too large, the electrode volume increases and the capacity per electrode unit volume or unit mass decreases. For this reason, the amount of the binder added is preferably 1 to 30% by mass and more preferably 2 to 10% by mass in 100% by mass of the solid component in the dispersion (mixture) forming the electrode mixture.

・フィラー
電極合材は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーを形成する材料は、本発明の二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であればどのようなものでも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの材料からなる繊維状のフィラーが用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、電極合材をなす分散物(合剤)中、固形成分100質%において、0〜30質量%が好ましい。
-Filler The electrode compound material may contain the filler. As the material for forming the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the secondary battery of the present invention can be used. Usually, fibrous fillers made of materials such as olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 mass% is preferable in the solid component 100 mass% in the dispersion (mixture) which makes an electrode compound material.

・集電体
正・負極の集電体としては、本発明の非水電解液二次電池において化学変化を起こさない電子伝導体が用いられる。正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの他にアルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましい。
-Current collector As the positive / negative current collector, an electron conductor that does not cause a chemical change in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is used. As the current collector of the positive electrode, in addition to aluminum, stainless steel, nickel, titanium, etc., the surface of aluminum or stainless steel is preferably treated with carbon, nickel, titanium, or silver. Among them, aluminum and aluminum alloys are preferable. More preferred.

負極の集電体としては、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンが好ましく、アルミニウム、銅、銅合金がより好ましい。   As the negative electrode current collector, aluminum, copper, stainless steel, nickel, and titanium are preferable, and aluminum, copper, and a copper alloy are more preferable.

前記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。前記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、1μm〜500μmが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。   As the shape of the current collector, a film sheet shape is usually used, but a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like can also be used. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 500 μm. Moreover, it is also preferable that the current collector surface is roughened by surface treatment.

これらの材料から適宜選択した部材によりリチウム二次電池の電極合材が形成される。   An electrode mixture of the lithium secondary battery is formed by a member appropriately selected from these materials.

(セパレータ)
本発明に用いることができるセパレータは、正極と負極を電子的に絶縁する機械的強度、イオン透過性、及び正極と負極の接触面で酸化・還元耐性のある材料であれば特に限定されることはない。このような材料として多孔質のポリマー材料や無機材料、有機無機ハイブリッド材料、あるいはガラス繊維などが用いられる。これらセパレータは安全性確保のためのシャットダウン機能、すなわち、80℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能、を持つことが好ましく、閉塞温度は90℃以上、180℃以下であることが好ましい。
(Separator)
The separator that can be used in the present invention is particularly limited as long as it is a material that mechanically insulates the positive electrode and the negative electrode, has ion permeability, and is resistant to oxidation / reduction at the contact surface between the positive electrode and the negative electrode. There is no. As such a material, a porous polymer material, an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, glass fiber, or the like is used. These separators preferably have a shutdown function for ensuring safety, that is, a function of closing the gap at 80 ° C. or higher to increase resistance and interrupting current, and the closing temperature is 90 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Preferably there is.

前記セパレータの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは0.05μm〜30μmであり、0.1μm〜20μmが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、20%〜90%であり、35%〜80%が好ましい。   The shape of the hole of the separator is usually circular or elliptical, and the size is 0.05 μm to 30 μm, preferably 0.1 μm to 20 μm. Furthermore, it may be a rod-like or irregular-shaped hole as in the case of making by a stretching method or a phase separation method. The ratio of these gaps, that is, the porosity, is 20% to 90%, preferably 35% to 80%.

前記ポリマー材料としては、セルロース不織布、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、2種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた2種以上の微多孔フィルムを積層したものが、好ましい。   The polymer material may be a single material such as cellulose nonwoven fabric, polyethylene, or polypropylene, or may be a composite material of two or more types. What laminated | stacked the 2 or more types of microporous film which changed the hole diameter, the porosity, the obstruction | occlusion temperature of a hole, etc. is preferable.

前記無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。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0.01μm〜1μm、厚さが5μm〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を樹脂製の結着剤を用いて正極及び/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の結着剤を用いて多孔層として形成させることが挙げられる。   As the inorganic substance, 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, and those having a particle shape or fiber shape are used. 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 μm to 1 μm and a thickness of 5 μm to 50 μm are preferably used. In addition to the 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, alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 μm are formed on both surfaces of the positive electrode as a porous layer using a fluororesin binder.

(非水電解質二次電池の作製)
リチウム二次電池の形状としては、既述のように、シート状、角型、シリンダー状などいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質を含む(分散物)合剤は、集電体の上に、塗布(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。
(Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery)
As described above, the lithium secondary battery can be applied to any shape such as a sheet shape, a square shape, and a cylinder shape. The (dispersion) mixture containing the positive electrode active material and the negative electrode active material is mainly used after being applied (coated), dried and compressed on the current collector.

以下、図2により、有底筒型形状リチウム二次電池100を例に挙げて、その構成及び作製方法について説明する。有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図2は、有底筒型形状リチウム二次電池100を例である。この電池は、セパレータ12を介して重ね合わせた正極シート14、負極シート16を巻回して外装缶18内に収納した有底筒型リチウム二次電池100となっている。その他、図中の20が絶縁板、22が封口板、24が正極集電、26がガスケット、28が圧力感応弁体、30が電流遮断素子である。なお、拡大した円内の図示は視認性を考慮しハッチングを変えているが、各部材は符号により全体図と対応している。   Hereinafter, with reference to FIG. 2, a configuration and a manufacturing method thereof will be described using the bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 as an example. In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced. FIG. 2 shows an example of a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100. This battery is a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 in which a positive electrode sheet 14 and a negative electrode sheet 16 overlapped with a separator 12 are wound and accommodated in an outer can 18. In addition, in the figure, 20 is an insulating plate, 22 is a sealing plate, 24 is a positive current collector, 26 is a gasket, 28 is a pressure-sensitive valve element, and 30 is a current interruption element. In addition, although the illustration in the enlarged circle has changed hatching in consideration of visibility, each member corresponds to the whole drawing by reference numerals.

まず、負極活物質と、所望により用いられる結着剤やフィラーなどを有機溶剤に溶解したものを混合して、スラリー状あるいはペースト状の負極合剤を調製する。得られた負極合剤を集電体としての金属芯体の両面の全面にわたって均一に塗布し、その後、有機溶剤を除去して負極活物質層を形成する。さらに、集電体と負極活物質層との積層体(合材)をロールプレス機等により圧延して、所定の厚みに調製して負極シート(電極シート)を得る。このとき、各剤の塗布方法や塗布物の乾燥、正・負極の電極の形成方法は定法によればよい。   First, a negative electrode active material is mixed with a binder or filler used as desired in an organic solvent to prepare a slurry-like or paste-like negative electrode mixture. The obtained negative electrode mixture is uniformly applied over the entire surface of both surfaces of the metal core as a current collector, and then the organic solvent is removed to form a negative electrode active material layer. Furthermore, the laminated body (mixed material) of a collector and a negative electrode active material layer is rolled with a roll press etc., and it adjusts to predetermined thickness and obtains a negative electrode sheet (electrode sheet). At this time, the coating method of each agent, the drying of the coated material, and the method of forming the positive and negative electrodes may be in accordance with conventional methods.

本実施形態では、円筒形の電池を例に挙げたが、本発明はこれに制限されず、例えば、前記方法で作製された正・負の電極シート(合材)を、セパレータを介して重ね合わせた後、そのままシート状電池に加工するか、或いは、折りまげた後角形缶に挿入して、缶とシートを電気的に接続した後、電解質を注入し、封口板を用いて開口部を封止して角形電池を形成してもよい。   In the present embodiment, a cylindrical battery is taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the positive and negative electrode sheets (compounds) produced by the above method are stacked via a separator. After being assembled, it is processed into a sheet battery as it is, or after being folded and inserted into a rectangular can, the can and the sheet are electrically connected, the electrolyte is injected, and the opening is opened using a sealing plate. The prismatic battery may be formed by sealing.

いずれの実施形態においても、安全弁を開口部を封止するための封口板として用いることができる。また、封口部材には、安全弁の他、従来知られている種々の安全素子を備えつけてもよい。例えば、過電流防止素子として、ヒューズ、バイメタル、PTC素子などが好適に用いられる。   In any embodiment, the safety valve can be used as a sealing plate for sealing the opening. In addition to the safety valve, the sealing member may be provided with various conventionally known safety elements. For example, a fuse, bimetal, PTC element, or the like is preferably used as the overcurrent prevention element.

また、前記安全弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に切込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板亀裂方法あるいはリード板との切断方法を利用することができる。また、充電器に過充電や過放電対策を組み込んだ保護回路を具備させるか、あるいは独立に接続させてもよい。   In addition to the safety valve, as a countermeasure against the increase in the internal pressure of the battery can, a method of cutting the battery can, a method of cracking the gasket, a method of cracking the sealing plate, or a method of cutting the lead plate can be used. Further, the charger may be provided with a protection circuit incorporating measures against overcharge and overdischarge, or may be connected independently.

缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や合金を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、チタン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウムなどの金属あるいはそれらの合金が好適に用いられる。   For the can and lead plate, a metal or alloy having electrical conductivity can be used. For example, metals such as iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum, or alloys thereof are preferably used.

キャップ、缶、シート、リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又は交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用いることができる。封口用シール剤は、アスファルトなどの従来知られている化合物や混合物を用いることができる。   As a method for welding the cap, the can, the sheet, and the lead plate, a known method (eg, direct current or alternating current electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used. As the sealing agent for sealing, a conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used.

[非水電解液二次電池の用途]
本発明の非水電解液二次電池は、サイクル性が良好であるため、種々の用途に適用される。
[Applications of non-aqueous electrolyte secondary batteries]
Since the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has good cycleability, it is applied to various applications.

適用態様には特に限定はないが、例えば、電子機器に搭載する場合、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、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、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、電気シェーバー、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、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。   Although there is no particular limitation on the application mode, for example, when installed in an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, a mobile fax machine, a mobile phone Copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, minidisc, electric shaver, walkie-talkie, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, memory card, etc. It is done. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders). Furthermore, it can be used for various military use and space use. Moreover, it can also combine with a solar cell.

二次電池において電荷の輸送に用いられる金属イオンは特に限定されないが、周期律表第一族又は第二族に属する金属イオンを利用したものであることが好ましい。中でも、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン等を用いることが好ましい。リチウムイオンを用いた二次電池についての一般的な技術事項は冒頭に挙げた特許文献等、多くの文献や書籍があり参考になる。その他、ナトリウムイオンを用いた二次電池については、Journal of Electrochemical Society;Electrochemical Science and Technology、米国、1980年、第127巻、第2097〜2099頁等を参照することができる。マグネシウムイオンについては、Nature 407, p.724−727(2000)等を参照することができる。カルシウムイオンについては、J.Electrochem. Soc. Vol.138, 3536 (1991)等を参照することができる。本発明においてはその普及の程度からリチウムイオン二次電池に適用することが好ましいが、それ以外のものにおいても所望の効果を奏するものであり、これに限定して解釈されるものではない。   Although the metal ion used for charge transport in the secondary battery is not particularly limited, it is preferable to use a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Among these, it is preferable to use lithium ions, sodium ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, and the like. There are many documents and books such as the patent documents listed at the beginning for general technical matters regarding secondary batteries using lithium ions, which are helpful. In addition, for secondary batteries using sodium ions, Journal of Electrochemical Society; Electrochemical Science and Technology, USA, 1980, Vol. 127, pages 2097-2099, and the like can be referred to. For magnesium ions, see Nature 407, p. 724-727 (2000) and the like can be referred to. For calcium ions, see J.H. Electrochem. Soc. Vol. 138, 3536 (1991) and the like. In the present invention, it is preferable to apply to a lithium ion secondary battery because of its widespread use, but the other effects also have a desired effect and should not be construed as being limited thereto.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって、何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1/比較例1)
・電解液の調製
1M LiPFの炭酸エチレン/炭酸ジエチルの体積比1対2電解液に、表1に示した添加剤(化合物)を、表1に記載の添加量で加え試験用電解液を調製した。ここで添加量とは全電解液中の質量%で示している。
(Example 1 / Comparative Example 1)
・ Preparation of electrolyte 1M LiPF 6 ethylene carbonate / diethyl carbonate volume ratio 1: 2 To the electrolyte, the additive (compound) shown in Table 1 was added in the amount shown in Table 1, and the test electrolyte was added. Prepared. Here, the added amount is indicated by mass% in the total electrolytic solution.

・2032形コイン電池の作製
正極は活物質:ニッケルマンガンコバルト酸リチウム(LiNi1/3Mn1/3Co1/3) 85質量%、導電助剤:カーボンブラック 7質量%、バインダー:PVDF(ポリフッ化ビニリデン) 8質量%で作製し、負極は活物質:Gr(天然黒鉛) 92質量%、バインダー:PVDF 8質量%で作製した。セパレータはポリプロピレン製25μm厚である。上記の正負極、セパレータを使用し、各試験用電解液について、2032形コイン電池を作製し、下記項目の評価を行った。結果を表1に示している。
-Production of 2032 type coin battery The positive electrode is active material: nickel manganese lithium cobaltate (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) 85% by mass, conductive auxiliary agent: 7% by mass of carbon black, binder: PVDF (Polyvinylidene fluoride) It was produced at 8% by mass, and the negative electrode was produced at 92% by mass of active material: Gr (natural graphite) and binder: 8% by mass of PVDF. The separator is made of polypropylene and has a thickness of 25 μm. Using the above positive and negative electrodes and separator, a 2032 type coin battery was prepared for each test electrolyte, and the following items were evaluated. The results are shown in Table 1.

<濡れ性>
濡れ性の評価
上記で作製した正極に対し、それぞれ調整した電解液を使用し、協和界面科学社製接触角計 DropMaster700を用い、接触角を測定した。評価基準は以下のとおりである。
添加物を含まない電解液における接触角値よりも
A:接触角が小さい場合
B:両者が同等である場合
C:接触が大きい場合
<電解液特性(不純物ピーク)>
不純物の評価
上記の方法で作製した2032形電池を用いて30℃の恒温槽中、2.0mAで電池電圧が4.3Vになるまで1C定電流充電した後、4.3V定電圧において電流値が0.12mAになる、または2時間充電を行い、次に2.0mAで電池電圧が2.7Vになるまで1C定電流放電を行い、1サイクルとした。これを繰り返し、400サイクル後に電池を分解し、中の電解液を取り出し、この液に対し島津株式会社製 液体クロマトグラフィーLC−6Aを用いて純度測定を行った。この際の評価基準は以下のとおりである。
添加した添加剤以外のピークが全体の面積のうち面積%で
AA:0以上3%以下であるもの
A:面積%が3%超7%以下であるもの
B:面積%が7%超〜15%以下であるもの
C:面積%が15%超であるもの。
<Wettability>
Evaluation of wettability The contact angle was measured using the contact angle meter DropMaster700 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. with respect to each of the positive electrodes produced above. The evaluation criteria are as follows.
It is smaller than the contact angle value in the electrolyte containing no additive. A: When the contact angle is small B: When both are equivalent C: When the contact is large <Electrolytic solution characteristics (impurity peak)>
Evaluation of Impurities Using a 2032 type battery produced by the above method, in a thermostatic chamber at 30 ° C., after charging at a constant current of 1 C until the battery voltage becomes 4.3 V at 2.0 mA, the current value at a constant voltage of 4.3 V Was 0.12 mA or charged for 2 hours, and then 1 C constant current discharge was performed until the battery voltage became 2.7 V at 2.0 mA, and one cycle was made. This was repeated, and after 400 cycles, the battery was disassembled, the electrolyte solution inside was taken out, and purity was measured for this solution using liquid chromatography LC-6A manufactured by Shimadzu Corporation. The evaluation criteria at this time are as follows.
Peaks other than added additives are in area% of the total area AA: 0 to 3% A: Area% is more than 3% and 7% or less B: Area% is more than 7% to 15% %: Area% is more than 15%.

<難燃性試験>
UL−94HB水平燃焼試験を参考に、以下の試験系にて評価実施した。幅13mm、長さ110mmのガラス濾紙(ADVANTEC GA−100)を切り出し、調整した電解液1.7mlをガラス濾紙上に満遍なく滴下した。十分にガラス濾紙内に電解液が染み込んだ後、余剰の電解液を拭い、水平になるように吊るした。全炎長2cmに調整したブタンガスバーナーの内炎がガラス濾紙先端に触れる位置から3秒着火し、炎を離した後の挙動で評価を行った。
AA・・・不燃もしくは瞬時に消炎レベル
A・・・着火後しばらく炎が観察されるが、濾紙全体に延焼する前に消炎
B・・・燃焼抑制効果が見られるが、不燃、消炎には至らないレベル
C・・・燃焼抑制効果が見られないレベル。
<レート特性>
上記の方法で作製した2032形電池を用いて30℃の恒温槽中、0.4mA(0.2C)で電池電圧が4.3Vになるまで定電流充電した後、0.4mA(0.2C)で電池電圧が2.75Vになるまで定電流放電を行い、この操作を3回繰り返した。1.4mAで電池電圧が4.3Vになるまで0.7C充電を行った後、1.4mA(0.7C)で電池電圧が2.75Vになるまで放電を行い、これを10回繰り返した後、0.4mA(0.2C)で電池電圧が4.3Vになるまで0.2C定電流充電を行った後、8.0mA(4C)で電池電圧が2.75Vになるまで4C定電流放電を行い、放電容量を測定した。0.2C定電流放電時の放電容量に対する4C定電流放電時の放電容量の値をRate特性値として評価した。
Rate特性値(4C)=0.2C充放電時放電容量/4C充放電時放電容量×100(%)
<Flame retardance test>
The following test system was used for evaluation with reference to the UL-94HB horizontal combustion test. A glass filter paper (ADVANTEC GA-100) having a width of 13 mm and a length of 110 mm was cut out, and 1.7 ml of the prepared electrolyte solution was uniformly dropped onto the glass filter paper. After the electrolyte solution was sufficiently infiltrated into the glass filter paper, the excess electrolyte solution was wiped and hung so as to be horizontal. The evaluation was performed based on the behavior after the inner flame of the butane gas burner adjusted to a total flame length of 2 cm was ignited for 3 seconds from the position where the inner flame touched the tip of the glass filter paper and the flame was released.
AA: Non-flammable or instantaneous flame extinguishing level A: Flame is observed for a while after ignition, but flame extinguishing before spreading over the entire filter paper B: Combustion suppression effect is seen, but non-flammable, extinguishing No level C: Level at which no combustion suppression effect is observed.
<Rate characteristics>
Using a 2032 type battery produced by the above method, in a constant temperature bath at 30 ° C., constant current charging at 0.4 mA (0.2 C) until the battery voltage becomes 4.3 V, then 0.4 mA (0.2 C). ), Constant current discharge was performed until the battery voltage reached 2.75 V, and this operation was repeated three times. After charging at 0.7 mA until the battery voltage becomes 4.3 V at 1.4 mA, the battery is discharged at 1.4 mA (0.7 C) until the battery voltage becomes 2.75 V, and this is repeated 10 times. Then, after performing 0.2 C constant current charging until the battery voltage becomes 4.3 V at 0.4 mA (0.2 C), 4 C constant current until the battery voltage becomes 2.75 V at 8.0 mA (4 C). Discharge was performed and the discharge capacity was measured. The value of the discharge capacity at the time of 4C constant current discharge with respect to the discharge capacity at the time of 0.2C constant current discharge was evaluated as a rate characteristic value.
Rate characteristic value (4C) = 0.2C charge capacity during charge / discharge / discharge capacity during 4C charge / discharge x 100 (%)

なお、正極、負極、電解液は、それぞれ、後記表中に記載のものを用いた。   In addition, the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte used were those described in the table below.

Figure 0005801765
Mn−1: LiNi0.33Mn0.33Co0.33
Gr:天然黒鉛
但し界面活性剤添加量中の添加量中の()内の数字は難燃剤100重量部中における界面活性剤の添加量(重量部)を示す。
Figure 0005801765
Mn-1: LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2
Gr: natural graphite However, the number in () in the addition amount in the addition amount of the surfactant indicates the addition amount (parts by weight) of the surfactant in 100 parts by weight of the flame retardant.

Figure 0005801765
Figure 0005801765

Sf−1[5J]:ポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム6フッ化リン酸塩(炭素数 20)
Sf−2[5A]:ラウリル硫酸ナトリウム
Sf−3[5A]:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
Sf−4[5E]:ソルビタンモノラウレート
Sf−5[5B]:パーフルオロアルキルカルボン酸リチウム(炭素数 10)
Sf−6[5B]:グリセロールモノステアレート
Sf−7[5E]:ソルビタンモノステアレート
Sf−8[5C]:ビスパーフルオロアルキルリン酸リチウム(炭素数 10)
Sf−9[5C]:ビスポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸リチウム(炭素数 20)
Sf−10[5F]:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(炭素数 15)
Sf−11[5F]:ポリエチレングリコールラウレート(炭素数 20)
Sf−12[5A]:N−アシルメチルタウリン(炭素数 20)
Sf−13[5J]:ラウリルトリメチルアンモニウムフルオライド
Sf-1 [5J]: polyoxyethylene alkylmethylammonium hexafluorophosphate (carbon number 20)
Sf-2 [5A]: Sodium lauryl sulfate Sf-3 [5A]: Sodium dodecylbenzenesulfonate Sf-4 [5E]: Sorbitan monolaurate
Sf-5 [5B]: lithium perfluoroalkylcarboxylate (10 carbon atoms)
Sf-6 [5B]: Glycerol monostearate Sf-7 [5E]: Sorbitan monostearate Sf-8 [5C]: Lithium bisperfluoroalkyl phosphate (10 carbon atoms)
Sf-9 [5C]: Bispolyoxyethylene alkyl ether lithium phosphate (carbon number 20)
Sf-10 [5F]: Polyoxyethylene lauryl ether (15 carbon atoms)
Sf-11 [5F]: Polyethylene glycol laurate (20 carbon atoms)
Sf-12 [5A]: N-acylmethyltaurine (carbon number 20)
Sf-13 [5J]: Lauryltrimethylammonium fluoride

ここで、試験No.106と115は参考例であり、試験No.Cで始まる番号のものは比較例である。
上記表1の結果より、特定の難燃化剤と界面活性剤とを含有する本発明の非水二次電池用電解液によれば、高度の難燃性と高度の電池性能(サイクル特性)とを両立することができることが分かる。
Here, test no. Reference numerals 106 and 115 are reference examples. Those starting with C are comparative examples.
From the results of Table 1 above, according to the electrolyte for a non-aqueous secondary battery of the present invention containing a specific flame retardant and a surfactant, high flame retardancy and high battery performance (cycle characteristics) It can be seen that both can be achieved.

(実施例2・比較例2)
実施例1の正極・負極を下表のとおり変えた以外、同様にして電池性能の評価を行った。なお、試験No.が実施例1・比較例1と同じものは、実施例1と同様の試験であることを意味する。対比に当たっては、添加量は変えずに、電極のみを変えている。
(Example 2 and Comparative Example 2)
Battery performance was evaluated in the same manner except that the positive electrode and negative electrode of Example 1 were changed as shown in the table below. In addition, Test No. However, the same thing as Example 1 and Comparative Example 1 means that it is the same test as Example 1. In comparison, only the electrode is changed without changing the addition amount.

Figure 0005801765
Mn−1: LiNi0.33Mn0.33Co0.33
Gr:天然黒鉛
Figure 0005801765
Mn-1: LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2
Gr: natural graphite

上記表2の結果のように、特定の難燃化剤と特定界面活性剤とを含有する非水二次電池用電解液は、高電位の正極(Mn−1)と組み合せたときに、特に良好な性能の向上を達成している。この結果より、本発明に係る非水二次電池用電解液は、高電位の正極との相性がよく、特に優れた効果を奏することが分かる。   As shown in the results of Table 2 above, the non-aqueous secondary battery electrolyte containing a specific flame retardant and a specific surfactant is particularly effective when combined with a high potential positive electrode (Mn-1). Good performance improvement has been achieved. From this result, it can be seen that the electrolyte for a non-aqueous secondary battery according to the present invention has a good compatibility with a positive electrode having a high potential and exhibits particularly excellent effects.

(実施例3・比較例3)
実施例1の難燃化剤を下表のとおり変えた以外、同様にして電池性能の評価を行った。なお、界面活性剤はすべてSf−1を用いたことを意味する。難燃剤の添加量は5質量%、界面活性剤の添加量は0.2質量%であった。Rate特性は、40%を超えるものを合格(OK)とした。負極は黒炭(Gr)、正極はMn−1であった。

Figure 0005801765
(Example 3 and Comparative Example 3)
The battery performance was evaluated in the same manner except that the flame retardant of Example 1 was changed as shown in the table below. All the surfactants used Sf-1. The addition amount of the flame retardant was 5% by mass, and the addition amount of the surfactant was 0.2% by mass. For the rate characteristic, a value exceeding 40% was regarded as acceptable (OK). The negative electrode was black charcoal (Gr), and the positive electrode was Mn-1.
Figure 0005801765

C 正極(正極合材)
1 正極導電材(集電体)
2 正極活物質層
A 正極(正極合材)
3 負極導電材(集電体)
4 負極活物質層
5 非水電解液
6 動作手段
7 配線
9 セパレータ
10 リチウムイオン二次電池
12 セパレータ
14 正極シート
16 負極シート
18 負極を兼ねる外装缶
20 絶縁板
22 封口板
24 正極集電
26 ガスケット
28 圧力感応弁体
30 電流遮断素子
100 有底筒型形状リチウム二次電池
C positive electrode (positive electrode composite)
1 Positive electrode conductive material (current collector)
2 Positive electrode active material layer A Positive electrode (positive electrode mixture)
3 Negative electrode conductive material (current collector)
4 Negative electrode active material layer 5 Nonaqueous electrolyte 6 Operating means 7 Wiring 9 Separator 10 Lithium ion secondary battery 12 Separator 14 Positive electrode sheet 16 Negative electrode sheet 18 Exterior can 20 also serving as negative electrode Insulating plate 22 Sealing plate 24 Positive electrode current collector 26 Gasket 28 Pressure sensitive valve body 30 Current interrupting element 100 Bottomed cylindrical shape lithium secondary battery

Claims (11)

正極と負極と前記両者と接触する電解液とを具備する非水電解液二次電池用の電解液であって、
電解質、下記式(5A)〜(5I)または(5J−1)のいずれかで表される界面活性剤、および、ホスファゼン化合物を非プロトン性溶媒中に含有し、該界面活性剤の含有量が該ホスファゼン化合物100質量部に対し0.1質量部〜10質量部である非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R は水素原子、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアリール基を表す。R はヒドロキシル基を有するアルキル基またはヒドロキシル基を有するアリール基を表す。ここで、これらのアルキル基およびアリール基は置換基を有してもよく、またこれらのアルキル基は、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル鎖の途中に−O−が介在していてもよい。ただし、式(5E)におけるR の炭素数は6〜30である。R は、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基、または、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基を表す。Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。ただし、アルカリ土類金属の場合、2価の金属塩となるため、M を1/2M 2+ と置き換える。Xはアニオンを表す。nは1〜20の整数を表す。xおよびyは2〜10の整数を表す。)
An electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte in contact with both,
An electrolyte , a surfactant represented by any one of the following formulas (5A) to (5I) or (5J-1) , and a phosphazene compound are contained in an aprotic solvent, and the surfactant is contained. non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery Ru 0.1 parts by mass to 10 parts by mass der respect amount phosphazene compound 100 parts by mass.
Figure 0005801765
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group. R b represents an alkyl group having a hydroxyl group or an aryl group having a hydroxyl group. The group and the aryl group may have a substituent, and these alkyl groups may have —O— interposed in the middle of a linear, branched or cyclic alkyl chain, provided that the formula (5E) The carbon number of R b is 6 to 30. R c is an alkyl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion. M represents an alkali metal or an alkaline earth metal, provided that it is a divalent metal salt in the case of an alkaline earth metal. Therefore, M + is replaced with 1 / 2M 2+ , X represents an anion, n represents an integer of 1 to 20, and x and y represent an integer of 2 to 10).
前記アルキル基およびアリール基が有してもよい置換基が、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、オキシエチレン基、ポリオキシエチレン基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルアミノ基、カルバモイル基、アミノ基およびヘテロ環基から選択される請求項1に記載の非水二次電池用電解液。The substituent which the alkyl group and aryl group may have is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an oxyethylene group, a polyoxyethylene group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an acylamino group, a carbamoyl group, an amino group. The electrolyte solution for nonaqueous secondary batteries of Claim 1 selected from a group and a heterocyclic group. 前記正極がニッケルもしくはマンガンを有する活物質を含む請求項1または2に記載の非水二次電池用電解液。 Non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to claim 1 or 2 comprising an active material the positive electrode has a nickel or manganese. 前記ホスファゼン化合物が下記式(3)で表される請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R〜Rは1価の置換基を表す。nは1以上の整数を表す。)
The phosphazene compound, a non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to claim 1 represented by the following formula (3).
Figure 0005801765
(In the formula, R 1 to R 6 represent a monovalent substituent. N represents an integer of 1 or more.)
前記ホスファゼン化合物が、下記式(3A)または(3B)で表される請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R21 28は1価の置換基を表す。nは1以上の整数を表す。)
The phosphazene compound represented by the following formula (3A) or non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to claim 1 which is represented by (3B).
Figure 0005801765
(In the formula , R 21 to R 28 represent a monovalent substituent. N represents an integer of 1 or more.)
前記式(3A)および(3B)において、R21〜R28がアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、フッ素原子またはそれらの組合せである請求項5に記載の非水二次電池用電解液。 In the formula (3A) and (3B), R 21 ~R 28 is an alkyl group, an alkoxy group, an amino group, for a non-aqueous secondary battery according to claim 5 fluorine atoms or is a combination thereof Electrolytic solution. 前記非プロトン性溶媒が、下記式(4A)〜(4C)のいずれかで表される化合物もしくはその組合せである請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0005801765
(式中、R31〜R36はそれぞれ水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。)
The aprotic solvent is non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 6 is a compound or a combination thereof represented by any one of the following formulas (4A) ~ (4C) .
Figure 0005801765
(Wherein, R 31 to R 36 each represent a hydrogen atom, an alkyl Motoma other represents an aryl group.)
請求項1〜のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液、第一族もしくは第二族に属する金属イオンの挿入放出が可能な正極、および、第一族もしくは第二族に属する金属イオンの挿入放出もしくは溶解析出が可能な負極をそれぞれ具備する非水電解液二次電池。 Non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7, a family Moshiku positive electrode capable of inserting the release of metal ions belonging to the second group, and also the family properly the non-aqueous electrolyte secondary battery insertion release Moshiku metal ion belonging to group II is comprising respective anode capable dissolution and deposition. 前記正極がニッケルもしくはマンガンを有する活物質を含む請求項に記載の非水電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 8 , wherein the positive electrode includes an active material having nickel or manganese. 電解質とともに非プロトン性溶媒中に含有る非水二次電池用電解液の添加剤キットであって、
下記式(5A)〜(5I)または(5J−1)のいずれかで表される界面活性剤、および、ホスファゼン化合物からなる難燃化剤を組み合わせ、該界面活性剤の使用量が該難燃化剤100質量部に対し0.1質量部〜10質量部である添加剤キット。
Figure 0005801765
(式中、R は水素原子、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基またはアリール基を表す。R はヒドロキシル基を有するアルキル基またはヒドロキシル基を有するアリール基を表す。ここで、これらのアルキル基およびアリール基は置換基を有してもよく、またこれらのアルキル基は、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル鎖の途中に−O−が介在していてもよい。ただし、式(5E)におけるR の炭素数は6〜30である。R は、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアルキル基、または、カルボアニオン、スルホアニオンもしくはホスホアニオンを含む基を有するアリール基を表す。Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。ただし、アルカリ土類金属の場合、2価の金属塩となるため、M を1/2M 2+ と置き換える。Xはアニオンを表す。nは1〜20の整数を表す。xおよびyは2〜10の整数を表す。)
A additive kit of the non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery contained together with an electrolyte in an aprotic solvent,
A surfactant represented by any one of the following formulas (5A) to (5I) or (5J-1) is combined with a flame retardant comprising a phosphazene compound , and the amount of the surfactant used is the flame retardant. The additive kit which is 0.1 mass part-10 mass parts with respect to 100 mass parts of agent.
Figure 0005801765
(In the formula, R a represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group. R b represents an alkyl group having a hydroxyl group or an aryl group having a hydroxyl group. The group and the aryl group may have a substituent, and these alkyl groups may have —O— interposed in the middle of a linear, branched or cyclic alkyl chain, provided that the formula (5E) The carbon number of R b is 6 to 30. R c is an alkyl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion, or an aryl group having a group containing a carbanion, a sulfoanion or a phosphoanion. M represents an alkali metal or an alkaline earth metal, provided that it is a divalent metal salt in the case of an alkaline earth metal. Therefore, M + is replaced with 1 / 2M 2+ , X represents an anion, n represents an integer of 1 to 20, and x and y represent an integer of 2 to 10).
前記アルキル基およびアリール基が有してもよい置換基が、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、オキシエチレン基、ポリオキシエチレン基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルアミノ基、カルバモイル基、アミノ基およびヘテロ環基から選択される請求項10に記載の添加剤キット。The substituent which the alkyl group and aryl group may have is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an oxyethylene group, a polyoxyethylene group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an acylamino group, a carbamoyl group, an amino group. The additive kit according to claim 10 selected from a group and a heterocyclic group.
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