JP6017697B2 - 電池用非水電解液、及びリチウム二次電池 - Google Patents
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Description
リチウム二次電池は、主に、リチウムを吸蔵放出可能な材料を含む正極および負極、並びに、リチウム塩と非水溶媒とを含む非水電解液から構成される。
正極に用いられる正極活物質としては、例えば、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4のようなリチウム金属酸化物が用いられる。
また、非水電解液としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどカーボネート類の混合溶媒(非水溶媒)に、LiPF6、LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2のようなLi電解質を混合した溶液が用いられている。
一方、負極に用いられる負極用活物質としては、金属リチウム、リチウムを吸蔵及び放出可能な金属化合物(金属単体、酸化物、リチウムとの合金など)や炭素材料が知られており、特にリチウムを吸蔵、放出が可能なコークス、人造黒鉛、天然黒鉛を採用したリチウム二次電池が実用化されている。
すなわち前記課題を解決するための手段は以下のとおりである。
ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物、並びに、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であって、カーボネート化合物及び環状硫酸エステル化合物以外の化合物である添加剤Bと、
を含有する電池用非水電解液。
一般式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。一般式(II)、式(III)、および式(IV)における波線は、結合位置を表す。
一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、一般式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの一般式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。
<3> 前記一般式(I)において、前記R1は、前記一般式(II)で表される基(但し、前記一般式(II)中、前記R3は、フッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)又は前記式(III)で表される基であり、前記R2は、水素原子又はメチル基である<1>に記載の電池用非水電解液。
<4> 前記添加剤Bが、フッ素原子、塩素原子、及び炭素数1〜6のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1種によって置換された芳香族炭化水素化合物、並びに、下記一般式(V)で表される環状カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<6> 更に、炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネート化合物、フッ素原子を有するカーボネート化合物、フルオロリン酸化合物、環状スルトン化合物、及びフッ素原子を有する脂肪族環状化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である添加剤Cを含有する<1>〜<5>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<7> 前記添加剤Cが、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、ビスオキサラトホウ酸リチウム、1,3−プロパンスルトン、1,3−プロペンスルトン、及び1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種である<6>に記載の電池用非水電解液。
<8> 前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<9> 前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜20質量%である<1>〜<7>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<10> 前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%であり、かつ、前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜20質量%である<1>〜<8>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<11> 前記添加剤Aに対する前記添加剤Bの含有質量比〔添加剤B/添加剤A〕が、1.0〜20.0である<1>〜<10>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
<12> 前記添加剤Cの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%である<6>又は<7>に記載の電池用非水電解液。
<14> 正極と、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、<1>〜<12>のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、を含むリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。
本発明の電池用非水電解液(以下、単に「非水電解液」ともいう)は、後述する一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物である添加剤Aと、ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物、並びに、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であって、カーボネート化合物及び環状硫酸エステル化合物以外の化合物である添加剤Bと、を含有する。
本発明の非水電解液は、上記構成とすることにより、電池の抵抗特性を著しく改善できる。詳細には、初期の電池抵抗及び保存後の電池抵抗を著しく低減することができる。
かかる効果が得られる理由は、以下のように推測される。
この理由は明らかではないが、添加剤Aだけでなく添加剤Bも含有する本発明の非水電解液を用いた場合には、先に負極表面に形成された添加剤A由来の被膜成分と添加剤Bとの反応又は相互作用が可能となり、さらに良質な被膜が形成されるため、と推測される。
添加剤A由来の被膜成分と添加剤Bとの反応又は相互作用が可能となる理由は、ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物、並びに、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である添加剤Bが、炭素−炭素不飽和結合及び炭素−酸素不飽和結合の少なくとも一方を有しているためと推測される。
しかし本発明者の検討により、これらの化合物は、通常の電池作動条件(例えば、充電電圧4.6V以下等の条件、特に、充電電圧4.2V以下等の条件)においては、寧ろ、本来の電池性能(例えば、初期または保存後の電池抵抗等の性能)を低下させる場合があることがわかった。
この点に関し、添加剤Bだけでなく添加剤Aも含有する本発明の非水電解液では、通常の電池作動条件における電池性能を低下させることなく、電池の抵抗上昇を抑制できることがわかった。この理由は明らかではないが、負極表面に形成される、添加剤A由来の成分による皮膜によって、負極表面と添加剤Bとの接触や、負極表面における添加剤Bの分解が抑制されるため、と考えられる。
また、本発明の非水電解液は、添加剤Bを含有するため、過充電防止機能が付与されていることが期待される。
本発明の非水電解液は、下記一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物である添加剤Aを含有する。
一般式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。一般式(II)、式(III)、および式(IV)における波線は、結合位置を表す。
一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、一般式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの一般式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
炭素数1〜6のアルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基がより好ましい。
炭素数1〜6のアルコキシ基としては、炭素数1〜3のアルコキシ基がより好ましい。
前記一般式(I)中のR2として、より好ましくは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、前記一般式(II)で表される基(一般式(II)において、R3は、フッ素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、又は、式(IV)で表される基であることがさらに好ましい。)、又は前記式(III)で表される基であり、さらに好ましくは水素原子又はメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。
前記一般式(I)中のR2が前記一般式(II)で表される基である場合、一般式(II)中のR3の好ましい範囲については、前記一般式(I)中のR1が前記一般式(II)で表される基である場合におけるR3の好ましい範囲と同様である。
前記一般式(I)におけるR1及びR2のより好ましい組み合わせとしては、R1が前記一般式(II)で表される基(前記一般式(II)中、R3はフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基であることが好ましい)又は前記式(III)で表される基であり、R2が水素原子又はメチル基である組み合わせである。
前記一般式(I)におけるR1及びR2の特に好ましい組み合わせとしては、前記一般式(I)において、R1が前記式(III)で表される基であり、R2が水素原子である組み合わせ(最も好ましくは1,2:3,4−ジ−O−スルファニル−メゾ−エリスリトール)である。
下記例示化合物の構造中、「Me」はメチル基を、「Et」はエチル基を、「Pr」はプロピル基を、「iPr」はイソプロピル基を、「Bu」はブチル基を、「tBu」はターシャリーブチル基を、「Pent」はペンチル基を、「Hex」はヘキシル基を、「OMe」はメトキシ基を、「OEt」はエトキシ基を、「OPr」はプロポキシ基を、「OBu」はブトキシ基を、「OPent」はペンチルオキシ基を、「OHex」はヘキシルオキシ基を、それぞれ表す。また、R1〜R3における「波線」は、結合位置を表す。
なお、2,2−ジオキソ−1,3,2−ジオキサチオラン環の4位及び5位の置換基に由来する立体異性体が生じる場合があるが、両者とも本発明に含まれる化合物である。
また、前記一般式(I)で表される硫酸エステル化合物のうち、分子内に2個以上の不斉炭素が存在する場合はそれぞれ立体異性体(ジアステレオマー)が存在するが、特に記載しない限りは,対応するジアステレオマーの混合物である。
本発明の非水電解液中における添加剤Aの含有量(2種以上である場合には総含有量;以下同じ)には特に制限はないが、本発明の効果がより効果的に奏される観点から、0.001質量%〜10質量%であることが好ましく、0.05質量%〜5質量%であることがより好ましく、0.1質量%〜4質量%であることが更に好ましく、0.1質量%〜2質量%であることが更に好ましく、0.5質量%〜2質量%であることが特に好ましい。
本発明の非水電解液は、添加剤Bを含有する。
添加剤Bは、ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物、並びに、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であって、カーボネート化合物及び環状硫酸エステル化合物以外の化合物(即ち、カーボネート化合物にも環状硫酸エステル化合物にも該当しない化合物)である。
このうち、ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物は、炭素−炭素不飽和結合を有する化合物であり、カーバメート化合物は、炭素−酸素不飽和結合を有する化合物である。
ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子、塩素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物におけるアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が挙げられ、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。
ハロゲン化アルキル基としては、少なくとも1つのハロゲン原子によって置換された炭素数1〜10(好ましくは炭素数1〜6)のアルキル基が挙げられる。
上記未置換芳香族化合物としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル、ターフェニル等の芳香族炭化水素化合物;ピリジン等の複素芳香族化合物;などが挙げられる。
上記未置換芳香族化合物の炭素数としては、1〜12が好ましい。
上記未置換芳香族化合物としては、炭素数1〜12の未置換芳香族化合物が好ましく、炭素数1〜12の未置換芳香族炭化水素化合物がより好ましく、ベンゼン、ビフェニルが特に好ましい。
この中でも、好ましくは、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−クロロトルエン、3−フルオロトルエン、3−クロロトルエン、2−フルオロビフェニル、シクロヘキシルベンゼンであり、特に好ましくは、フルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−フルオロビフェニル、シクロヘキシルベンゼンである。
カーバメート化合物としては、下記一般式(V)で表される環状カーバメート化合物、下記一般式(VI)で表される鎖状カーバメート化合物が挙げられる。
このうち、一般式(V)で表される環状カーバメート化合物がより好ましい。
一般式(VI)中、R16及びR17は、それぞれ独立に、水素原子又は置換されてもよい炭素数1〜10のアルキル基を表し、R18は、水素原子、ハロゲン原子、又は置換されてもよい炭素数1〜10のアルキル基を表す。
また、「置換されてもよい炭素数1〜10のアルキル基」における「炭素数1〜10のアルキル基」とは、炭素数が1以上10以下である、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、ネオペンチル基、1−エチルプロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、3,3−ジメチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが具体例として挙げられる。
炭素数1〜10のアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。
一般式(V)中、R12〜R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜3のアルキル基であることがより好ましく、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であることが特に好ましい。
一般式(VI)で表される鎖状カーバメート化合物として、特に好ましくは、N,N−ジメチルシクロヘキシルカーバメート、N,N−ジエチルシクロヘキシルカーバメートである。
芳香族炭化水素化合物及び一般式(V)で表される環状カーバメート化合物の好ましい態様は、それぞれ前述したとおりである。
フルオロベンゼン、クロロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−クロロトルエン、3−フルオロトルエン、3−クロロトルエン、2−フルオロビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、N−メチルオキサゾリジノン、及びN−エチルオキサゾリジノンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、
フルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−フルオロビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、N−メチルオキサゾリジノン、及びN−エチルオキサゾリジノンからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、
フルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−フルオロビフェニル、及びシクロヘキシルベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種であることが特に好ましい。
本発明の非水電解液中における添加剤Bの含有量(2種以上である場合には総含有量;以下同じ)には特に制限はないが、本発明の効果がより効果的に奏される観点から、0.001質量%〜20質量%であることが好ましく、0.001質量%〜15質量%であることがより好ましく、0.001質量%〜10質量%であることがより好ましく、0.1質量%〜8質量%であることが更に好ましく、0.5質量%〜8質量%であることが特に好ましい。また、上記添加剤Bの含有量は、2質量%〜10質量%とすることも特に好ましい。
含有質量比〔添加剤B/添加剤A〕が1.0〜20.0であると、添加剤Aと添加剤Bとの組み合わせの効果がより効果的に発揮される。
中でも、本発明の効果が特に顕著に奏される観点から、添加剤Aと添加剤Bとの好ましい組み合わせは、
添加剤Aとして、一般式(I)において、R1は、一般式(II)で表される基(但し、一般式(II)中、R3は、フッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)又は式(III)で表される基であり、R2は、水素原子又はメチル基である環状硫酸エステル化合物を用い、かつ、
添加剤Bとして、フッ素原子、塩素原子、及び炭素数1〜6のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1種によって置換された芳香族炭化水素化合物、並びに、一般式(V)で表される環状カーバメート化合物(但し、一般式(V)中、R11〜R15は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す)からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いる組み合わせが好ましく;
添加剤Aとして、一般式(I)において、R1は、一般式(II)で表される基(但し、一般式(II)中、R3は、フッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)又は式(III)で表される基であり、R2は、水素原子又はメチル基である環状硫酸エステル化合物を用い、かつ、
添加剤Bとして、フルオロベンゼン、クロロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−クロロトルエン、3−フルオロトルエン、3−クロロトルエン、2−フルオロビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、N−メチルオキサゾリジノン、及びN−エチルオキサゾリジノンからなる群から選択される少なくとも1種を用いる組み合わせがより好ましく;
添加剤Aとして、一般式(I)において、R1は、一般式(II)で表される基(但し、一般式(II)中、R3は、フッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)又は式(III)で表される基であり、R2は、水素原子又はメチル基である環状硫酸エステル化合物を用い、かつ、
添加剤Bとして、フルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、2−フルオロビフェニル、及びシクロヘキシルベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種を用いる組み合わせが特に好ましい。
本発明の非水電解液は、更に、炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネート化合物、フッ素原子で置換されたカーボネート化合物、フルオロリン酸化合物、オキサラト化合物、環状スルトン化合物、及びフッ素原子を有する脂肪族環状化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である添加剤Cを含有することが好ましい。
炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネート化合物としては、メチルビニルカーボネート、エチルビニルカーボネート、ジビニルカーボネート、メチルプロピニルカーボネート、エチルプロピニルカーボネート、ジプロピニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネートなどの鎖状カーボネート類;ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,4−ジメチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,4−ジエチニルエチレンカーボネート、4,5−ジエチニルエチレンカーボネート、プロピニルエチレンカーボネート、4,4−ジプロピニルエチレンカーボネート、4,5−ジプロピニルエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類;などが挙げられる。これらのうち、特に好ましくは、メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネートである。
フッ素原子を有するカーボネート化合物としては、メチルトリフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート、メチル(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、エチル(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネートなどの鎖状カーボネート類;4−フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−トリフルオロメチルエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類;などが挙げられる。これらのうち、特に好ましくは、4−フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネートである。
フルオロリン酸化合物としては、ジフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸、モノフルオロリン酸、ジフルオロリン酸メチル、ジフルオロリン酸エチル、フルオロリン酸ジメチル、フルオロリン酸ジエチルなどが挙げられる。これらのうち、特に好ましくはジフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸リチウムである。
ジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、テトラフルオロ(オキサラト)リン酸リチウム、トリス(オキサラト)リン酸リチウム、ジフルオロ(オキサラト)ホウ酸リチウム、ビスオキサラトホウ酸リチウムなどが挙げられる。これらのうち、好ましくはジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、テトラフルオロ(オキサラト)リン酸リチウム、ビスオキサラトホウ酸リチウムであり、特に好ましくはジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、ビスオキサラトホウ酸リチウムである。
環状スルトン化合物としては、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,3−プロペンスルトン、1−メチル−1,3−プロペンスルトン、2−メチル−1,3−プロペンスルトン、3−メチル−1,3−プロペンスルトン等のスルトン類が挙げられる。これらのうち、特に好ましくは、1,3−プロパンスルトン、1,3−プロペンスルトンである。
フッ素原子を有する脂肪族環状化合物としては、下記一般式(VII)又は下記一般式(VIII)で表される化合物が挙げられる。
本発明の非水電解液が添加剤Cを含有する場合、含有される添加剤Cは、1種のみであっても、2種以上であってもよい。
本発明の非水電解液が添加剤Cを含有する場合、その含有量(2種以上である場合には総含有量)には特に制限はないが、本発明の効果がより効果的に奏される観点から、0.001質量%〜10質量%であることが好ましく、0.05質量%〜5質量%の範囲であることがより好ましく、0.1質量%〜4質量%の範囲であることが更に好ましく、0.1質量%〜2質量%の範囲であることが更に好ましく、0.1質量%〜1質量%の範囲であることが特に好ましい。
非水電解液は、一般的には、電解質と非水溶媒とを含有する。
本発明における非水溶媒としては、種々公知のものを適宜選択することができるが、環状の非プロトン性溶媒及び/又は鎖状の非プロトン性溶媒を用いることが好ましい。
電池の安全性の向上のために、溶媒の引火点の向上を志向する場合は、非水溶媒として環状の非プロトン性溶媒を使用することが好ましい。
環状の非プロトン性溶媒としては、環状カーボネート、環状カルボン酸エステル、環状スルホン、環状エーテルを用いることができる。
環状の非プロトン性溶媒は単独で使用してもよいし、複数種混合して使用してもよい。
環状の非プロトン性溶媒の非水溶媒中の混合割合は、10質量%〜100質量%、さらに好ましくは20質量%〜90質量%、特に好ましくは30質量%〜80質量%である。このような比率にすることによって、電池の充放電特性に関わる電解液の伝導度を高めることができる。
環状カーボネートの例として具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレンカーボネートなどが挙げられる。これらのうち、誘電率が高いエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートが好適に使用される。負極活物質に黒鉛を使用した電池の場合は、エチレンカーボネートがより好ましい。また、これら環状カーボネートは2種類以上を混合して使用してもよい。
環状カルボン酸エステルは、蒸気圧が低く、粘度が低く、かつ誘電率が高く、電解液の引火点と電解質の解離度を下げることなく電解液の粘度を下げることができる。このため、電解液の引火性を高くすることなく電池の放電特性に関わる指標である電解液の伝導度を高めることができるという特徴を有するので、溶媒の引火点の向上を指向する場合は、前記環状の非プロトン性溶媒として環状カルボン酸エステルを使用することが好ましい。環状カルボン酸エステルの中でも、γ−ブチロラクトンが最も好ましい。
また、環状カルボン酸エステルは、他の環状の非プロトン性溶媒と混合して使用することが好ましい。例えば、環状カルボン酸エステルと、環状カーボネート及び/又は鎖状カーボネートとの混合物が挙げられる。
環状エーテルの例としてジオキソランを挙げることができる。
本発明の鎖状の非プロトン性溶媒としては、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、鎖状エーテル、鎖状リン酸エステルなどを用いることができる。
鎖状の非プロトン性溶媒の非水溶媒中の混合割合は、10質量%〜100質量%、さらに好ましくは20質量%〜90質量%、特に好ましくは30質量%〜80質量%である。
鎖状カーボネートとして具体的には、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルペンチルカーボネート、エチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、メチルヘプチルカーボネート、エチルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、メチルヘキシルカーボネート、エチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、メチルオクチルカーボネート、エチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、メチルトリフルオロエチルカーボネートなどが挙げられる。これら鎖状カーボネートは2種類以上を混合して使用してもよい。
鎖状エーテルとして具体的には、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
鎖状リン酸エステルとして具体的には、リン酸トリメチルなどが挙げられる。
本発明の非水電解液で使用する非水溶媒は、1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。また、環状の非プロトン性溶媒のみを1種類又は複数種類用いても、鎖状の非プロトン性溶媒のみを1種類又は複数種類用いても、又は環状の非プロトン性溶媒及び鎖状のプロトン性溶媒を混合して用いてもよい。電池の負荷特性、低温特性の向上を特に意図した場合は、非水溶媒として環状の非プロトン性溶媒と鎖状の非プロトン性溶媒を組み合わせて使用することが好ましい。
さらに、電解液の電気化学的安定性から、環状の非プロトン性溶媒には環状カーボネートを、鎖状の非プロトン性溶媒には鎖状カーボネートを適用することが最も好ましい。また、環状カルボン酸エステルと環状カーボネート及び/又は鎖状カーボネートの組み合わせによっても電池の充放電特性に関わる電解液の伝導度を高めることができる。
環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合割合は、質量比で表して、環状カーボネート:鎖状カーボネートが、5:95〜80:20、さらに好ましくは10:90〜70:30、特に好ましくは15:85〜55:45である。このような比率にすることによって、電解液の粘度上昇を抑制し、電解質の解離度を高めることができるため、電池の充放電特性に関わる電解液の伝導度を高めることができる。また、電解質の溶解度をさらに高めることができる。よって、常温又は低温での電気伝導性に優れた電解液とすることができるため、常温から低温での電池の負荷特性を改善することができる。
本発明に係る非水電解液は、非水溶媒として、上記以外の他の溶媒を含んでいてもよい。他の溶媒としては、具体的には、ジメチルホルムアミドなどのアミド、メチル−N,N−ジメチルカーバメートなどの鎖状カーバメート、N−メチルピロリドンなどの環状アミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノンなどの環状ウレア、ほう酸トリメチル、ほう酸トリエチル、ほう酸トリブチル、ほう酸トリオクチル、ほう酸トリメチルシリル等のホウ素化合物、及び下記の一般式で表されるポリエチレングリコール誘導体などを挙げることができる。
HO(CH2CH2O)aH
HO[CH2CH(CH3)O]bH
CH3O(CH2CH2O)cH
CH3O[CH2CH(CH3)O]dH
CH3O(CH2CH2O)eCH3
CH3O[CH2CH(CH3)O]fCH3
C9H19PhO(CH2CH2O)g[CH(CH3)O]hCH3
(Phはフェニル基)
CH3O[CH2CH(CH3)O]iCO[OCH(CH3)CH2]jOCH3
前記式中、a〜fは、5〜250の整数、g〜jは2〜249の整数、5≦g+h≦250、5≦i+j≦250である。
本発明の非水電解液は、種々公知の電解質を含有することができる。電解質としては、通常、非水電解液用電解質として使用されているものであれば、いずれをも使用することができる。
本発明における電解質の具体例としては、(C2H5)4NPF6、(C2H5)4NBF4、(C2H5)4NClO4、(C2H5)4NAsF6、(C2H5)4N2SiF6、(C2H5)4NOSO2CkF(2k+1)(k=1〜8の整数)、(C2H5)4NPFn[CkF(2k+1)](6−n)(n=1〜5、k=1〜8の整数)などのテトラアルキルアンモニウム塩、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li2SiF6、LiOSO2CkF(2k+1)(k=1〜8の整数)、LiPFn[CkF(2k+1)](6−n)(n=1〜5、k=1〜8の整数)などのリチウム塩が挙げられる。また、次の一般式で表されるリチウム塩も使用することができる。
これらのうち、特にリチウム塩が望ましく、さらには、LiPF6、LiBF4、LiOSO2CkF(2k+1)(k=1〜8の整数)、LiClO4、LiAsF6、LiNSO2[CkF(2k+1)]2(k=1〜8の整数)、LiPFn[CkF(2k+1)](6−n)(n=1〜5、k=1〜8の整数)が好ましい。
本発明に係る電解質は、通常は、非水電解液中に0.1mol/L〜3mol/L、好ましくは0.5mol/L〜2mol/Lの濃度で含まれることが好ましい。
具体例としては、LiPF6とLiBF4、LiPF6とLiN[SO2CkF(2k+1)]2(k=1〜8の整数)、LiPF6とLiBF4とLiN[SO2CkF(2k+1)](k=1〜8の整数)などが例示される。
他の化合物として具体的には、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸エチレン、硫酸プロピレン、硫酸ブテン、硫酸ペンテン、硫酸ビニレン等の硫酸エステル類;並びにスルホラン、3−スルホレン、ジビニルスルホン等のイオウ系化合物、を挙げることができる。
これらの化合物は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
これらのうち、硫酸エチレン、硫酸プロピレン、硫酸ブテン、硫酸ペンテンが好ましい。
本発明のリチウム二次電池は、負極と、正極と、前記本発明の非水電解液を含んで構成されている。
通常、負極と正極との間にセパレータが設けられている。
前記負極を構成する負極活物質は、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれた少なくとも1種(単独で用いてもよいし、これらの2種以上を含む混合物を用いてもよい)を用いることができる。
リチウム(又はリチウムイオン)との合金化が可能な金属もしくは合金としては、シリコン、シリコン合金、スズ、スズ合金などを挙げることができる。また、チタン酸リチウムでもよい。
これらの中でもリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料(人造黒鉛、天然黒鉛)、非晶質炭素材料、等が挙げられる。前記炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状いずれの形態であってもよい。
前記黒鉛材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛としては、黒鉛化MCMB、黒鉛化MCFなどが用いられる。また、黒鉛材料としては、ホウ素を含有するものなども用いることができる。また、黒鉛材料としては、金、白金、銀、銅、スズなどの金属で被覆したもの、非晶質炭素で被覆したもの、非晶質炭素と黒鉛を混合したものも使用することができる。
前記炭素材料としては、特にX線解析で測定した(002)面の面間隔d(002)が0.340nm以下の炭素材料が好ましい。また、炭素材料としては、真密度が1.70g/cm3以上である黒鉛又はそれに近い性質を有する高結晶性炭素材料も好ましい。以上のような炭素材料を使用すると、電池のエネルギー密度をより高くすることができる。
前記正極を構成する正極活物質としては、MoS2、TiS2、MnO2、V2O5などの遷移金属酸化物又は遷移金属硫化物、LiCoO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNiXCo(1−X)O2〔0<X<1〕、α−NaFeO2型結晶構造を有するLi1+αMe1−αO2(Meは、Mn、Ni及びCoを含む遷移金属元素、1.0≦(1+α)/(1−α)≦1.6)、LiNixCoyMnzO2〔x+y+z=1、0<x<1、0<y<1、0<z<1〕(例えば、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2等)、LiFePO4、LiMnPO4等のリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール、ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリチウム金属又はリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属との複合酸化物と、炭素材料と、の混合物を用いることもできる。
上記の正極活物質は、1種類で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。正極活物質は導電性が不充分である場合には、導電性助剤とともに使用して正極を構成することができる。導電性助剤としては、カーボンブラック、アモルファスウィスカー、グラファイトなどの炭素材料を例示することができる。
前記セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁し且つリチウムイオンを透過する膜であって、多孔性膜や高分子電解質が例示される。
前記多孔性膜としては微多孔性高分子フィルムが好適に使用され、材質としてポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が例示される。
特に、多孔性ポリオレフィンが好ましく、具体的には多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム、又は多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとの多層フィルムを例示することができる。多孔性ポリオレフィンフィルム上には、熱安定性に優れる他の樹脂がコーティングされてもよい。
前記高分子電解質としては、リチウム塩を溶解した高分子や、電解液で膨潤させた高分子等が挙げられる。
本発明の非水電解液は、高分子を膨潤させて高分子電解質を得る目的で使用してもよい。
本発明の実施形態に係るリチウム二次電池は、前記の負極活物質、正極活物質及びセパレータを含む。
本発明のリチウム二次電池は、種々公知の形状をとることができ、円筒型、コイン型、角型、フィルム型その他任意の形状に形成することができる。しかし、電池の基本構造は、形状によらず同じであり、目的に応じて設計変更を施すことができる。
本発明のリチウム二次電池(非水電解液二次電池)の例として、図1に示すコイン型電池が挙げられる。
図1に示すコイン型電池では、円盤状負極2、非水電解液を注入したセパレータ5、円盤状正極1、必要に応じて、ステンレス、又はアルミニウムなどのスペーサー板7、8が、この順序に積層された状態で、正極缶3(以下、「電池缶」ともいう)と封口板4(以下、「電池缶蓋」ともいう)との間に収納される。正極缶3と封口板4とはガスケット6を介してかしめ密封する。
この一例では、セパレータ5に注入される非水電解液として、本発明の非水電解液を用いることができる。
即ち、本発明のリチウム二次電池は、まず、負極と、正極と、前記本発明の非水電解液と、を含む充放電前のリチウム二次電池を作製し、次いで、該充放電前のリチウム二次電池を1回以上充放電させることによって作製されたリチウム二次電池(充放電されたリチウム二次電池)であってもよい。
なお、以下の実施例において、「wt%」は質量%を表す。
また、以下の実施例において、「添加量」は、最終的に得られる非水電解液中における含有量を表す。
以下の手順にて、リチウム二次電池を作製した。
<負極の作製>
人造黒鉛20質量部、天然黒鉛系黒鉛80質量部、カルボキシメチルセルロース1質量部及びSBRラテックス2質量部を水溶媒で混錬してペースト状の負極合剤スラリーを調製した。
次に、この負極合剤スラリーを厚さ18μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して負極集電体と負極活物質層からなるシート状の負極を得た。このときの負極活物質層の塗布密度は10mg/cm2であり、充填密度は1.5g/mlであった。
LiCoO2を90質量部、アセチレンブラック5質量部及びポリフッ化ビニリデン5質量部を、N−メチルピロリジノンを溶媒として混錬してペースト状の正極合剤スラリーを調製した。
次に、この正極合剤スラリーを厚さ20μmの帯状アルミ箔の正極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して正極集電体と正極活物質とからなるシート状の正極を得た。このときの正極活物質層の塗布密度は30mg/cm2であり、充填密度は2.5g/mlであった。
非水溶媒としてエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とメチルエチルカーボネート(EMC)とをそれぞれ30:35:35(質量比)の割合で混合し、混合溶媒を得た。
得られた混合溶媒中に、電解質であるLiPF6を、最終的に得られる非水電解液中における電解質濃度が1モル/リットルとなるように溶解させた。
前記で得られた溶液に対して、添加剤Aとしての上記例示化合物1(添加量0.5wt%)及び添加剤Bとしてのシクロヘキシルベンゼン(添加量2wt%)をそれぞれ添加し、非水電解液を得た。
上述の負極を直径14mmで、上述の正極を直径13mmで、それぞれ円盤状に打ち抜いて、コイン状の電極(負極及び正極)を得た。また、厚さ20μmの微多孔性ポリエチレンフィルムを直径17mmの円盤状に打ち抜きセパレータを得た。
得られたコイン状の負極、セパレータ及びコイン状の正極を、この順序でステンレス製の電池缶(2032サイズ)内に積層し、上記非水電解液20μlを注入してセパレータと正極と負極に含漬させた。
さらに、正極上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)及びバネを乗せ、ポリプロピレン製のガスケットを介して、電池缶蓋をかしめることにより電池を密封し、直径20mm、高さ3.2mmの図1で示す構成を有するコイン型のリチウム二次電池(以下、試験用電池と称する)を作製した。
得られたコイン型電池(試験用電池)について、各測定を実施した。
<電池の抵抗特性:初期電池抵抗測定>
上記コイン型電池を定電圧4.2Vで充電し、次いで、該充電後のコイン型電池を恒温槽内で−20℃に冷却し、−20℃にて0.2mA定電流で放電し、放電開始から10秒間における電位低下を測定することにより、コイン型電池の直流抵抗[Ω] (−20℃)を測定し、得られた値を初期抵抗値[Ω](−20℃)とした。
後述の比較例1のコイン型電池についても同様にして、初期抵抗値[Ω](−20℃)を測定した。
これらの結果から、下記式により、比較例1での初期抵抗値[Ω](−20℃)を100%としたときの実施例1での初期抵抗値(相対値;%)として、「初期電池抵抗[%]」を求めた。
得られた結果を表1に示す。
=(実施例1での初期抵抗値[Ω]/比較例1での初期抵抗値[Ω])×100[%]
上記コイン型電池を定電圧4.2Vで充電し、次いで、該充電後のコイン型電池を80℃の恒温槽内で2日間保存した後、初期電池抵抗と同様の方法でコイン型電池の直流抵抗[Ω](−20℃)を測定し、得られた値を保存後抵抗値[Ω](−20℃)とした。
後述の比較例1のコイン型電池についても同様にして、保存後抵抗値[Ω](−20℃)を測定した。
これらの結果から、下記式により、比較例1での保存後抵抗値[Ω](−20℃)を100%としたときの実施例1での保存後抵抗値(相対値;%)として、「保存後電池抵抗[%]」を求めた。
得られた結果を表1に示す。
=(実施例1での保存後抵抗値[Ω]/比較例1での保存後抵抗値[Ω])×100[%]
添加剤Aの種類、添加剤Aの添加量、添加剤Bの種類、添加剤Bの添加量、添加剤Cの種類、及び添加剤Cの添加量のうちの少なくとも1つを、下記表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を下記表1に示す。
表1において、添加剤A欄、添加剤B欄、及び添加剤C欄中の「−」は、その添加剤を添加しなかったこと)を示す。
例えば、比較例1は、添加剤A、添加剤B、及び添加剤Cをいずれも添加しなかった例である。
・例示化合物1及び22は、添加剤A(詳細には、一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物)の具体例である。
・シクロヘキシルベンゼン、フルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、及び2−フルオロビフェニルは、添加剤B(詳細には、ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方で置換された芳香族化合物)の具体例である。
・N−メチルオキサゾリジノンは、添加剤B(詳細には、カーバメート化合物)の具体例である。
・ジフルオロリン酸リチウムは、添加剤C(詳細には、フルオロリン酸化合物)の具体例である。
・ビニレンカーボネートは、添加剤C(詳細には、炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネート化合物)の具体例である。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (16)
- 下記一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物である添加剤Aと、
ハロゲン原子及びアルキル基の少なくとも一方を有する芳香族化合物、並びに、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であって、カーボネート化合物及び環状硫酸エステル化合物以外の化合物である添加剤Bと、
を含有する電池用非水電解液。
〔一般式(I)中、R1が、一般式(II)で表される基若しくは式(III)で表される基を表し、かつ、R2が、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、一般式(II)で表される基、若しくは式(III)で表される基を表すか、又は、R1及びR2が一体となって、R1が結合する炭素原子及びR2が結合する炭素原子と共に、ベンゼン環若しくはシクロヘキシル環を形成する基を表す。
一般式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。一般式(II)、式(III)、および式(IV)における波線は、結合位置を表す。
一般式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、一般式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの一般式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。〕 - 前記一般式(I)において、前記R1は、前記一般式(II)で表される基(但し、前記一般式(II)中、前記R3は、フッ素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)、又は前記式(III)で表される基であり、前記R2は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、前記一般式(II)で表される基(但し、前記一般式(II)中、前記R3は、フッ素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)、又は前記式(III)で表される基である請求項1に記載の電池用非水電解液。
- 前記一般式(I)において、前記R1は、前記一般式(II)で表される基(但し、前記一般式(II)中、前記R3は、フッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基を表す。)又は前記式(III)で表される基であり、前記R2は、水素原子又はメチル基である請求項1に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Bが、フッ素原子、塩素原子、及び炭素数1〜6のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1種によって置換された芳香族炭化水素化合物、並びに、下記一般式(V)で表される環状カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
〔一般式(V)中、R11は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、R12〜R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。〕 - 前記一般式(V)において、前記R11〜前記R15は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である請求項4に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Bが、
フルオロベンゼン、クロロベンゼン、1,2−ジフルオロベンゼン、1,2−ジクロロ ベンゼン、1,3−ジフルオロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジフルオ ロベンゼン、1,4−ジクロロベンゼン、1,2,3−トリフルオロベンゼン、1,2, 4−トリフルオロベンゼン、1,3,5−トリフルオロベンゼン、1,2,4,5−テト ラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、2−フルオロ トルエン、2−クロロトルエン、3−フルオロトルエン、3−クロロトルエン、4−フル オロトルエン、4−クロロトルエン、2,3−ジフルオロトルエン、2,4−ジフルオロ トルエン、2,5−ジフルオロトルエン、2,6−ジフルオロトルエン、α−フルオロト ルエン、α、α−ジフルオロトルエン、α、α、α−トリフルオロトルエン、トルエン、 キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、sec-ブチルベンゼン、 tert-ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、tert-アミルベンゼン、ヘキシルベンゼン、及 び、カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜請求項 3のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。 - 前記添加剤Bが、前記カーバメート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含 む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 更に、炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネート化合物、フッ素原子を有するカーボネート化合物、フルオロリン酸化合物、オキサラト化合物、環状スルトン化合物、及びフッ素原子を有する脂肪族環状化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である添加剤Cを含有する請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Cが、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、ビスオキサラトホウ酸リチウム、1,3−プロパンスルトン、1,3−プロペンスルトン、及び1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項8に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜20質量%である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%であり、かつ、前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜20質量%である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Aに対する前記添加剤Bの含有質量比〔添加剤B/添加剤A〕が、1.0〜20.0である請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記添加剤Cの含有量が、電池用非水電解液の全量に対して0.001質量%〜10質量%である請求項8又は請求項9に記載の電池用非水電解液。
- 正極と、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、を含むリチウム二次電池。
- 正極と、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、を含むリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。
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