JP6089487B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same Download PDF

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Description

本発明は、非水系電解質、およびそれを用いた非水系電解質二次電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

電子機器の急速な進歩に伴い、二次電池に対する高容量化への要求が高くなっており、ニッケル・カドミウム電池やニッケル・水素電池に比べてエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池等の非水系電解質電池が広く使用され、また活発に研究されている。
非水系電解質電池に用いる電解液は、通常、主として電解質と非水溶媒とから構成されている。リチウムイオン二次電池の電解液としては、LiPF、LiBF、LiN(CFSO等の電解質を、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の高誘電率溶媒と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の低粘度溶媒との混合溶媒に溶解させた非水系電解液が用いられている。また、上記のような電解液をマトリックスポリマーに含有させ、ゲル状態にしたゲル電解質も用いられている。
With the rapid progress of electronic equipment, the demand for higher capacity for secondary batteries is increasing, and non-aqueous systems such as lithium ion secondary batteries with higher energy density than nickel / cadmium batteries and nickel / hydrogen batteries. Electrolyte batteries are widely used and actively researched.
The electrolytic solution used for a non-aqueous electrolyte battery is usually composed mainly of an electrolyte and a non-aqueous solvent. As an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery, an electrolyte such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate and propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl A non-aqueous electrolyte solution dissolved in a mixed solvent with a low viscosity solvent such as methyl carbonate is used. Moreover, the gel electrolyte which made the matrix polymer contain the above electrolyte solutions and was made into the gel state is also used.

リチウムイオン二次電池は、充放電を繰り返すと、電解質が電極上で分解したり、電池を構成する材料の劣化などが起き、電池の容量が低下する。また、場合によっては電池の膨れや発火、爆発などに対する安全性が低下する可能性もある。
これまでに、酸無水物を非水電解液中に含有させることで、リチウムイオン二次電池の電池特性を改善する方法が提案されている。例えば、特許文献1では、分子内に炭素−炭素不飽和結合及び/または芳香環を有する無水カルボン酸を含有する非水溶媒と電解質とからなることを特徴とする非水電解液が提案されている。それによれば、Li金属と天然黒鉛負極を用いたコインセルを充電状態で60℃に保った時の漏れ電流が抑制される。しかしながら特許文献1には、非水電解液中のカルボン酸に関する記載はなく、非水電解液中のカルボン酸によってサイクル特性が低下する恐れがあることや、特定の酸無水物とカルボン酸が一定の含有量で共存するときの特異的な効果については何ら示唆されていない。
When the lithium ion secondary battery is repeatedly charged and discharged, the electrolyte is decomposed on the electrode, the material constituting the battery is deteriorated, and the capacity of the battery is reduced. In some cases, the safety against swelling, ignition, or explosion of the battery may be reduced.
Until now, a method for improving battery characteristics of a lithium ion secondary battery by including an acid anhydride in a nonaqueous electrolytic solution has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a nonaqueous electrolytic solution characterized by comprising a nonaqueous solvent containing a carboxylic anhydride having a carbon-carbon unsaturated bond and / or an aromatic ring in the molecule and an electrolyte. Yes. According to this, leakage current when a coin cell using Li metal and a natural graphite negative electrode is kept at 60 ° C. in a charged state is suppressed. However, Patent Document 1 does not describe the carboxylic acid in the nonaqueous electrolytic solution, and there is a risk that the cycle characteristics may be deteriorated by the carboxylic acid in the nonaqueous electrolytic solution, or that the specific acid anhydride and carboxylic acid are constant. There is no suggestion of a specific effect when coexisting with the content of.

また、特許文献2では、非水溶媒と、電解質と、非水溶媒および電解質の合計量に対して0.0005〜0.7重量%のフッ化水素と、非水溶媒と電解質に対して、0.01〜
4.0重量%のカルボキシル基または無水カルボン酸基を有する化合物とを含む非水電解液が提案されている。それによれば、天然黒鉛負極とLiCoO2正極を用いたコインセルを用い、負荷特性および4.2Vにおいて60℃で7日間保存した後の残存容量が改善する。しかしながら、特許文献2では、特定の酸無水物を使用したときの、非水電解液中のカルボン酸に関する記載はなく、非水電解液中のカルボン酸によってサイクル特性が低下する恐れがあることや、特定の酸無水物とカルボン酸が一定の含有量で共存するときの特異的な効果については何ら示唆されていない。
Moreover, in patent document 2, 0.0005 to 0.7 weight% hydrogen fluoride with respect to the total amount of a nonaqueous solvent, electrolyte, a nonaqueous solvent, and an electrolyte, a nonaqueous solvent, and an electrolyte, 0.01 ~
A nonaqueous electrolytic solution containing 4.0% by weight of a compound having a carboxyl group or a carboxylic anhydride group has been proposed. According to this, using a coin cell using a natural graphite negative electrode and a LiCoO 2 positive electrode, the load characteristics and the remaining capacity after storage at 60 ° C. for 7 days at 4.2 V are improved. However, in Patent Document 2, there is no description regarding the carboxylic acid in the non-aqueous electrolyte when a specific acid anhydride is used, and the cycle characteristics may be deteriorated by the carboxylic acid in the non-aqueous electrolyte. There is no suggestion of a specific effect when a specific acid anhydride and a carboxylic acid coexist in a certain content.

また、特許文献3において、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る負極及び正極と非水系電解液とを備え、該負極がS i 原子、S n 原子及びP b 原子よりなる群から選ばれる少なくとも一種の原子を有する負極活物質を含む非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、不飽和結合及びハロゲン原子のうち少なくとも一方を有するカーボネートと、特定構造の酸無水物とを少なくとも含有することを特徴とする、非水系電解液が提案されている。それによれば、特定の負極と、不飽和結合及びハロゲン原子のうち少なくとも一方を有するカーボネートと、特定構造の酸無水物の条件が揃うことで、サイクル特性が向上する。しかしながら、特許文献3では、非水電解液中のカルボン酸に関す
る記載はなく、非水電解液中のカルボン酸によってサイクル特性が低下する恐れがあることや、特定の酸無水物とカルボン酸が一定の含有量で共存するときの特異的な効果については何ら示唆されていない。
Further, in Patent Document 3, a negative electrode and a positive electrode that can occlude and release lithium ions and a non-aqueous electrolyte solution are provided, and the negative electrode is at least one selected from the group consisting of S i atoms, S n atoms, and P b atoms. A non-aqueous electrolyte used in a non-aqueous electrolyte secondary battery containing a negative electrode active material having an atom, comprising at least a carbonate having at least one of an unsaturated bond and a halogen atom, and an acid anhydride having a specific structure A non-aqueous electrolyte solution characterized by containing is proposed. According to this, the cycle characteristics are improved by satisfying the conditions of a specific negative electrode, a carbonate having at least one of an unsaturated bond and a halogen atom, and an acid anhydride having a specific structure. However, in Patent Document 3, there is no description regarding the carboxylic acid in the non-aqueous electrolyte, and the cycle characteristics may be deteriorated by the carboxylic acid in the non-aqueous electrolyte, or the specific acid anhydride and carboxylic acid are constant. There is no suggestion of a specific effect when coexisting with the content of.

特開2001−057236号公報JP 2001-057236 A 特開2001−307770号公報JP 2001-307770 A 特開2007−299541号公報JP 2007-299541 A

本発明は、非水系電解質二次電池において、負荷特性とサイクル特性を向上させる非水系電解質と、この非水系電解質を用いた非水系電解質二次電池を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte that improves load characteristics and cycle characteristics in a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte.

本発明者らは、上記課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、特定構造の酸無水物(式1の化合物)を非水電解液に含有させ、かつ、非水電解液中のカルボン酸を制御することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の要旨は、(a) 金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、
下記一般式(1)で表される化合物、及び、カルボン酸を含有し、
前記カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.00001質量%以上0.01質量%未満であることを特徴とする非水系電解液。
As a result of repeating various studies to solve the above problems, the present inventors have included an acid anhydride having a specific structure (compound of formula 1) in a nonaqueous electrolytic solution, and in the nonaqueous electrolytic solution. The inventors have found that the above-described problems can be solved by controlling carboxylic acid, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is (a) a non-aqueous electrolyte secondary comprising a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions. A non-aqueous electrolyte used in a battery,
Containing a compound represented by the following general formula (1) and a carboxylic acid,
Content of the said carboxylic acid is 0.00001 mass% or more and less than 0.01 mass% with respect to nonaqueous electrolyte whole quantity, Nonaqueous electrolyte solution characterized by the above-mentioned.

Figure 0006089487
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(R、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
(b) 前記カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.0001質量%以上、0.01質量%未満であることを特徴とする(a)に記載の非水系電解液。
(c) 前記カルボン酸が、下記一般式(2)で表されることを特徴とする(a)または(b)に記載の非水系電解液。
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group.)
(B) Content of the said carboxylic acid is 0.0001 mass% or more and less than 0.01 mass% with respect to nonaqueous electrolyte whole quantity, The non-aqueous electrolyte solution as described in (a) characterized by the above-mentioned.
(C) The non-aqueous electrolyte solution according to (a) or (b), wherein the carboxylic acid is represented by the following general formula (2).

Figure 0006089487
Figure 0006089487

(R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
(d) 前記一般式(1)で表される化合物が、以下の化合部群(化合物A〜D)から選ばれる化合物であることを特徴とする(a)乃至(c)のいずれか1つに記載の非水系電
解液。
(R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group.)
(D) Any one of (a) to (c), wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound selected from the following compound group (compounds A to D): The non-aqueous electrolyte solution described in 1.

Figure 0006089487
Figure 0006089487

(e) 炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート類、ハロゲン原子を有する環状カーボネート類、ニトリル類、イソシアネート類、シクロヘキシルベンゼン、t−アミルベンゼン、t−ブチルベンゼン、スルホン酸エステルからなる群のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする(a)乃至(d)のいずれか1つに記載の非水系電解液。
(f) ニトリル類またはイソシアネート類のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする(a)乃至(e)のいずれか1つに非水系電解液。
(g) 金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池であって、
(a)乃至(f)のいずれか1つに記載の非水系電解液を用いることを特徴とする非水系電解液二次電池。
(E) Among the group consisting of cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, cyclic carbonates having a halogen atom, nitriles, isocyanates, cyclohexylbenzene, t-amylbenzene, t-butylbenzene, sulfonate esters The non-aqueous electrolyte solution according to any one of (a) to (d), comprising at least one kind.
(F) The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (a) to (e), which contains at least one of nitriles or isocyanates.
(G) A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions,
A non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte according to any one of (a) to (f).

本発明によれば、負荷特性やサイクル特性などに優れた非水系電解質二次電池を得ることができる。   According to the present invention, a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in load characteristics, cycle characteristics, and the like can be obtained.

以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、以下に記載する説明は本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明は請求項に記載の要旨を超えない限り、これらの内容に特定されるものではない。
〔1.非水系電解液〕
本発明の非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有し、
下記一般式(1)で表される化合物、及び、カルボン酸を含有し、前記カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.00001質量%以上0.01質量%未満であることを特徴とする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the description described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist of the claims.
[1. Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains an electrolyte and a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte in the same manner as a general non-aqueous electrolyte solution,
It contains a compound represented by the following general formula (1) and a carboxylic acid, and the content of the carboxylic acid is 0.00001% by mass or more and less than 0.01% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte. It is characterized by that.

Figure 0006089487
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(R、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
〔1−1.式(1)の化合物〕
請求項1に記載の(1)式中のR、R、R、R、R、Rはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。なお、R、R、R、R、R、Rがアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基である場合、これらに含まれる水素原子の一部または全部をフッ素原子に置換してもよい。
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group.)
[1-1. Compound of Formula (1)]
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 in the formula (1) according to claim 1 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group. Represents. In addition, when R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 are an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, part or all of the hydrogen atoms contained therein are converted to fluorine atoms. It may be replaced.

上記、アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、アミル基、t−アミル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。
上記、アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基などが挙げられる。
Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, amyl group, t-amyl group, and 2-ethylhexyl. Group and the like.
Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, and a 2-butenyl group.

上記、アルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基などが挙げられる。
上記、アリール基の具体例としては、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、2−t−ブチルフェニル基、3−t−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、2−t−アミルフェニル基、3−t−アミルフェニル基、4−t−アミルフェニル基、などが挙げられる。
式(1)の化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Specific examples of the alkynyl group include ethynyl group and propargyl group.
Specific examples of the aryl group include phenyl group, 2-tolyl group, 3-tolyl group, 4-tolyl group, 2-t-butylphenyl group, 3-t-butylphenyl group, and 4-t-butylphenyl. Group, 2-t-amylphenyl group, 3-t-amylphenyl group, 4-t-amylphenyl group, and the like.
Specific examples of the compound of formula (1) include the following compounds.

Figure 0006089487
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上記化合物の中でも、以下の化合物を用いることが好ましい。   Among the above compounds, the following compounds are preferably used.

Figure 0006089487
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これらの化合物は、製造が比較的容易であり、適度な反応性を有するため、電池特性の向上効果も大きい。
本発明の非水系電解液は、(1)式の化合物を含有することを特徴としているが、含有する化合物(1)は1種類に限られず、複数種を併用してもよい。
また、化合物(1)の含有量として(複数種を併用する場合は合計量)は、特に制限はないが、非水系電解液全量に対し、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。上記の範囲内であると、安定な皮膜を形成できるだけでなく、抵抗の上昇も抑制できるので、電池特性を特に向上させることが期待できる。
Since these compounds are relatively easy to produce and have an appropriate reactivity, the effect of improving battery characteristics is great.
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is characterized by containing the compound of the formula (1), but the compound (1) to be contained is not limited to one type, and a plurality of types may be used in combination.
Further, the content of the compound (1) (the total amount when a plurality of types are used in combination) is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0 with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution. 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. Within the above range, not only can a stable film be formed, but also an increase in resistance can be suppressed, so that battery characteristics can be expected to be particularly improved.

〔1−2.カルボン酸〕
請求項1に記載の非水電解液中の含有量が0.01質量%未満であるカルボン酸としては、特に制限はないが、下記一般式(2)で表されるものであることが好ましい。
[1-2. carboxylic acid〕
Although there is no restriction | limiting in particular as carboxylic acid whose content in the non-aqueous electrolyte of Claim 1 is less than 0.01 mass%, It is preferable that it is what is represented by following General formula (2). .

Figure 0006089487
Figure 0006089487

(R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
また、式(2)中のR、R、Rは、式(1)中のR、R、Rと同じものを表すのが好ましい。
上記カルボン酸の具体的な化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。
酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、安息香酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アンゲリカ酸、桂皮酸、蓚酸、マロン酸、琥珀酸。
(R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group.)
Further, R 1, R 2, R 3 in the formula (2) is, R 1 in the formula (1), R 2, represent the same as R 3 is preferred.
Specific examples of the carboxylic acid include the following.
Acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, benzoic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, angelic acid, cinnamic acid, succinic acid, malonic acid, succinic acid.

非水電解液中にカルボン酸が含有される場合、上記の中ではアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アンゲリカ酸、桂皮酸が好ましい。これらのカルボン酸は本発明の(1)式の化合物中の不純物または、加水分解物として含まれる可能性が考えられ、別途、非水電解液に加える必要がないため好ましく、電池特性への悪影響も小さい。
本発明の非水系電解液にカルボン酸が含有される場合、カルボン酸は1種類に限られず、複数種を併用してもよい。 また、非水系電解液全量に対し、カルボン酸の含有量とし
て(複数種を併用する場合は合計量)は、0.00001質量%以上0.01質量%未満であり、下限値として好ましくは0.0001質量%以上であり、より好ましくは0.0005質量%以上であり、上限値として好ましくは0.0099質量%以下、より好ましくは0.008質量%以下である。上記の範囲内であると、(1)式の化合物の効果を損なうことなく、電池特性を特に向上させることが期待できる。また、非水系電解液全量に対し、カルボン酸が含まれない(検出限界以下の極めて少ない場合を含む)である場合、おそらくは酸無水物由来の皮膜を改質するべき一定量のカルボン酸が存在しないため、皮膜の改質が十分におきないため、電池特性の向上に寄与が小さいため、ある程度存在させておくことが重要である。
When the carboxylic acid is contained in the non-aqueous electrolyte, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, angelic acid, and cinnamic acid are preferable among the above. These carboxylic acids may be contained as impurities or hydrolysates in the compound of formula (1) of the present invention, and are preferable because they do not need to be separately added to the non-aqueous electrolyte, and have an adverse effect on battery characteristics. Is also small.
When the non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains a carboxylic acid, the carboxylic acid is not limited to one type, and a plurality of types may be used in combination. In addition, the content of carboxylic acid (the total amount when a plurality of types are used in combination) is 0.00001% by mass or more and less than 0.01% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution, and the lower limit is preferably 0. It is 0.0001% by mass or more, more preferably 0.0005% by mass or more, and the upper limit is preferably 0.0099% by mass or less, more preferably 0.008% by mass or less. Within the above range, it can be expected that battery characteristics are particularly improved without impairing the effect of the compound of formula (1). Also, if the carboxylic acid is not included in the total amount of the non-aqueous electrolyte solution (including the case where the amount is very low below the detection limit), there is probably a certain amount of carboxylic acid to modify the film derived from the acid anhydride. Therefore, the film is not sufficiently modified, and the contribution to the improvement of the battery characteristics is small.

〔1−3.電解質〕
本発明の非水系電解液に用いる電解質に制限は無く、目的とする非水系電解質二次電池に電解質として用いられるものであれば公知のものを任意に採用することができる。本発明の非水系電解液をリチウム二次電池に用いる場合には、通常は、電解質としてリチウム塩を用いる。
[1-3. Electrolytes〕
There is no restriction | limiting in the electrolyte used for the non-aqueous electrolyte solution of this invention, A well-known thing can be arbitrarily employ | adopted if it is used as an electrolyte for the target non-aqueous electrolyte secondary battery. When the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is used for a lithium secondary battery, a lithium salt is usually used as an electrolyte.

電解質の具体例としては、LiClO、LiAsF、LiPF、LiBF、LiSbF、LiSOF、LiN(FSO等の無機リチウム塩;
LiCFSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩;
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、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩などが挙げられる。
Specific examples of the electrolyte include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiSO 3 F, and LiN (FSO 2 ) 2 ;
LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,3-hexafluoropropanedisulfonylimide, Lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and other fluorine-containing organic lithium salts;
Examples thereof include lithium salts of dicarboxylic acid complexes such as lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, and lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate.

これらのうち、非水溶媒への溶解性・解離度、電気伝導度および得られる電池特性の点から、LiPF、LiBF、LiSOF、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェートが好ましく、特にLiPF、LiBFが好ましい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSO 3 F, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (in terms of solubility / dissociation in a non-aqueous solvent, electrical conductivity, and obtained battery characteristics) CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis ( Oxalato) phosphate and lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate are preferable, and LiPF 6 and LiBF 4 are particularly preferable.

また、電解質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。中でも、特定の無機リチウム塩の2種を併用したり、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩とを併用したりすると、トリクル充電時のガス発生が抑制されたり、高温保存後の劣化が抑制されるので好ましい。特に、LiPFとLiBFとの併用や、LiPF、LiBF等の無機リチウム塩と、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO等の含フッ素有機リチウム塩とを併用することが好ましい。 Moreover, electrolyte may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. In particular, when two types of specific inorganic lithium salts are used in combination, or when inorganic lithium salts and fluorine-containing organic lithium salts are used in combination, gas generation during trickle charging is suppressed, and deterioration after high-temperature storage is suppressed. Therefore, it is preferable. In particular, the combination and the LiPF 6 and LiBF 4, and an inorganic lithium salt such as LiPF 6, LiBF 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, etc. It is preferable to use in combination with a fluorine-containing organic lithium salt.

更に、LiPFとLiBFとを併用する場合、電解質全体に対してLiBFが通常0.01質量%以上、50質量%以下の比率で含有されていることが好ましい。上記比率は、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、一方、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以
下、最も好ましくは3質量%以下である。比率が上記範囲にあることにより、所望の効果を得やすくなり、また、LiBFの低い解離度により、電解液の抵抗を高くすることを抑制する。
Furthermore, when LiPF 6 and LiBF 4 are used in combination, it is preferable that LiBF 4 is usually contained at a ratio of 0.01% by mass to 50% by mass with respect to the entire electrolyte. The ratio is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, while preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, Most preferably, it is 3 mass% or less. When the ratio is in the above range, a desired effect can be easily obtained, and the low dissociation degree of LiBF 4 suppresses increase in resistance of the electrolytic solution.

一方、LiPF、LiBF等の無機リチウム塩と、LiSOF、LiN(FSO等の無機リチウム塩や、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩や、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムトリ(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩などとを併用する場合、電解質全体に占める無機リチウム塩の割合は、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、また、通常99質量%以下、好ましくは95質量%以下である。 On the other hand, inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 and inorganic lithium salts such as LiSO 3 F and LiN (FSO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and LiN (C 2 F) 5 SO 2) 2, lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide, lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2), LiC ( CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 ( CF 3) 2, LiBF 2 ( C 2 F 5) 2, LiBF 2 (CF 3 SO 2) 2, LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2) 2 or the like containing Nitrogen organic lithium salt, lithium bis (oxalato) borate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tri (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, etc. When the dicarboxylic acid complex lithium salt is used together, the proportion of the inorganic lithium salt in the entire electrolyte is usually 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and usually 99%. It is not more than mass%, preferably not more than 95 mass%.

本発明の非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、本発明の要旨を損なわない限り任意であるが、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.6mol/L以上、より好ましくは0.8mol/L以上である。また、通常3mol/L以下、好ましくは2mol/L以下、より好ましくは1.8mol/L以下、更に好ましくは1.6mol/L以下の範囲である。リチウム塩の濃度が上記範囲にあることにより、非水系電解液の電気伝導率が十分となり、また、粘度上昇による電気伝導率が低下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池の性能の低下を抑制する。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte of the present invention is arbitrary as long as the gist of the present invention is not impaired, but is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.6 mol / L or more, more preferably 0.8. 8 mol / L or more. Moreover, it is 3 mol / L or less normally, Preferably it is 2 mol / L or less, More preferably, it is 1.8 mol / L or less, More preferably, it is the range of 1.6 mol / L or less. When the concentration of the lithium salt is in the above range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte is sufficient, and the electrical conductivity is decreased due to an increase in viscosity, and the non-aqueous electrolyte using the non-aqueous electrolyte of the present invention is reduced. It suppresses the deterioration of the performance of the secondary battery.

〔1−4.非水溶媒〕
本発明の非水系電解液が含有する非水溶媒としては、従来から非水系電解液の溶媒として公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
通常使用される非水溶媒の例としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状及び環状カルボン酸エステル、鎖状及び環状エーテル、含リン有機溶媒、含硫黄有機溶媒、芳香族含フッ素溶媒等が挙げられる。
[1-4. Nonaqueous solvent)
The non-aqueous solvent contained in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention can be appropriately selected from conventionally known solvents as non-aqueous electrolyte solutions.
Examples of commonly used non-aqueous solvents include cyclic carbonates, chain carbonates, chain and cyclic carboxylic acid esters, chain and cyclic ethers, phosphorus-containing organic solvents, sulfur-containing organic solvents, and aromatic fluorine-containing solvents. Can be mentioned.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネートが挙げられ、環状カーボネートの炭素数は、通常3以上6以下である。これらの中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートは、誘電率が高いため電解質が溶解し易く、非水系電解液二次電池にしたときにサイクル特性が良いという点で好ましい。また、これらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カーボネートも挙げられる。フッ素で置換した環状カーボネートとしては、フルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロエチレンカーボネート、テトラフルオロエチレンカーボネート、1−フルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、1−フルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート等のフッ素で置換した炭素数3〜5の環状カーボネート類が挙げられ、これらの中でもフルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネートが好ましい。   Examples of the cyclic carbonate include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and the carbon number of the cyclic carbonate is usually 3 or more and 6 or less. Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable in that the electrolyte is easily dissolved because of a high dielectric constant, and the cycle characteristics are good when a non-aqueous electrolyte secondary battery is obtained. Moreover, the cyclic carbonate which substituted some hydrogen of these compounds with the fluorine is also mentioned. Examples of the cyclic carbonate substituted with fluorine include fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, 1,1-difluoroethylene carbonate, 1,1,2-trifluoroethylene carbonate, tetrafluoroethylene carbonate, 1-fluoro-2. -Fluorine such as methyl ethylene carbonate, 1-fluoro-1-methyl ethylene carbonate, 1,2-difluoro-1-methyl ethylene carbonate, 1,1,2-trifluoro-2-methyl ethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate C3-C5 cyclic carbonates substituted with Fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, and trifluoromethylethylene carbonate are preferred among these. There.

鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート等の鎖状カーボネートが挙げられ、構成するアルキル基の炭素数は、1以上5以下が好ましく、特に好ましくは1以上4以下である。中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが電池特性向上の点から好ましい。また、アルキル基の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カーボネート類も挙げられる。フッ素で置換した鎖状カーボネートとしては、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロメチル)カーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2−フルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the chain carbonate include chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, and di-n-propyl carbonate. The number of carbon atoms is preferably 1 or more and 5 or less, and particularly preferably 1 or more and 4 or less. Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics. Further, chain carbonates in which a part of hydrogen of the alkyl group is substituted with fluorine are also included. As the chain carbonate substituted with fluorine, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoromethyl) carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) Examples include carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, 2-fluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl methyl carbonate, and the like.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、ピバル酸メチル、ピバル酸エチル等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カルボン酸エステルが挙げられる。フッ素で置換した鎖状カルボン酸エステルとしては、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸プロピル、トリフルオロ酢酸ブチル、トリフルオロ酢酸2,2,2−トリフルオロエチル等が挙げられる。この中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、ピバル酸メチルが電池特性向上の点から好ましい。   As chain carboxylic acid esters, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, propionic acid Isopropyl, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, methyl valerate, ethyl valerate, methyl pivalate, ethyl pivalate, etc. Carboxylic acid esters. Examples of the chain carboxylate substituted with fluorine include methyl trifluoroacetate, ethyl trifluoroacetate, propyl trifluoroacetate, butyl trifluoroacetate, 2,2,2-trifluoroethyl trifluoroacetate and the like. Among these, batteries are methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl valerate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, and methyl pivalate. It is preferable from the viewpoint of improving characteristics.

環状カルボン酸エステルとしては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カルボン酸エステルが挙げられる。これらの中でも、γ−ブチロラクトンがより好ましい。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン、1,1−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、1,1−ジエトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、エトキシメトキシメタン、1,1−エトキシメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状エーテルが挙げられる。フッ素で置換した鎖状エーテルとして、ビス(トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシトリフルオロエトキシエタン、メトキシトリフルオロエトキシエタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−エトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−プロポキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、2,2−ジフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンがより好ましい。
Examples of the cyclic carboxylic acid ester include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and the like, and cyclic carboxylic acid esters in which part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine. Among these, γ-butyrolactone is more preferable.
Examples of chain ethers include dimethoxymethane, 1,1-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxyethane, diethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethoxymethoxymethane, 1,1 Examples include -ethoxymethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, and the like, and chain ethers obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine. As chain ether substituted with fluorine, bis (trifluoroethoxy) ethane, ethoxytrifluoroethoxyethane, methoxytrifluoroethoxyethane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-deca Fluoro-3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-ethoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1 , 1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-propoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2, Examples include 3,3-tetrafluoropropyl ether and 2,2-difluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether. Among these, 1,2-dimethoxyethane and 1,2-diethoxyethane are more preferable.

環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状エーテルが挙げられる。
含リン有機溶媒としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸ジメチルエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチレンメチル、リン酸エチレンエチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、トリメチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンオキシド等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した含リン有機溶媒が挙げられる。フッ素で置換した含リン有機溶媒として、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチ
ル)、リン酸トリス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)などが挙げられる。
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and the like, and cyclic ethers obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine.
Examples of the phosphorus-containing organic solvent include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl ethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene ethyl phosphate, triphenyl phosphate, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, Examples thereof include triphenyl phosphite, trimethylphosphine oxide, triethylphosphine oxide, triphenylphosphine oxide and the like, and phosphorus-containing organic solvents in which part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine. Examples of the phosphorus-containing organic solvent substituted with fluorine include tris phosphate (2,2,2-trifluoroethyl) and tris phosphate (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl).

含硫黄有機溶媒としては、スルホラン、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルプロピルスルホン、ジメチルスルホキシド、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、エタンスルホン酸メチル、エタンスルホン酸エチル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジブチル等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した含硫黄有機溶媒が挙げられる。   Examples of sulfur-containing organic solvents include sulfolane, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, methylpropyl sulfone, dimethyl sulfoxide, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, and methyl ethanesulfonate. , Ethyl ethanesulfonate, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, dibutyl sulfate and the like, and sulfur-containing organic solvents in which part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine.

芳香族含フッ素溶媒としては、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、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、ベンゾトリフルオライド等が挙げられる。
上記の非水溶媒の中でも、環状カーボネートであるエチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネートを用いることが好ましく、更にこれらと鎖状カーボネートとを併用することが電解液の高い電導度と低い粘度を両立できる点から好ましい。
Examples of the aromatic fluorine-containing solvent include fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, tetrafluorobenzene, pentafluorobenzene, hexafluorobenzene, benzotrifluoride and the like.
Among the above non-aqueous solvents, it is preferable to use cyclic carbonates such as ethylene carbonate and / or propylene carbonate, and the combined use of these with chain carbonate can achieve both high conductivity and low viscosity of the electrolyte. To preferred.

非水溶媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。2種以上を併用する場合、例えば環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、非水溶媒中に占める鎖状カーボネートの好適な含有量は、通常20体積%以上、好ましくは40体積%以上、また、通常95体積%以下、好ましくは90体積%以下である。一方、非水溶媒中に占める環状カーボネートの好適な含有量は、通常5体積%以上、好ましくは10体積%以上、また、通常80体積%以下、好ましくは60体積%以下である。鎖状カーボネートの割合が上記範囲にあることにより、非水系電解液の粘度上昇を抑制し、また、電解質であるリチウム塩の解離度の低下による非水系電解液の電気伝導率低下を抑制する。ただし、フルオロエチレンカーボネートは溶媒として用いても添加剤として用いてもよく、その場合は上記の含有量に限定されない。
なお、本明細書において、非水溶媒の体積は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。
A non-aqueous solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. When using 2 or more types together, for example, when using a cyclic carbonate and a chain carbonate together, the suitable content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is usually 20% by volume or more, preferably 40% by volume or more, Moreover, it is 95 volume% or less normally, Preferably it is 90 volume% or less. On the other hand, the suitable content of the cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is usually 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, and usually 80% by volume or less, preferably 60% by volume or less. When the ratio of the chain carbonate is in the above range, an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte is suppressed, and a decrease in the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte due to a decrease in the degree of dissociation of the lithium salt that is the electrolyte is suppressed. However, fluoroethylene carbonate may be used as a solvent or an additive, and in that case, the content is not limited to the above.
In this specification, the volume of the non-aqueous solvent is a measured value at 25 ° C., but the measured value at the melting point is used for a solid at 25 ° C. such as ethylene carbonate.

〔1−5.その他の添加剤〕
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、従来公知のものを任意に用いることができる。 尚、添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で
併用してもよい。
[1-5. Other additives]
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. A conventionally well-known thing can be arbitrarily used as an additive. In addition, an additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(不飽和結合を有する環状カーボネート化合物)
不飽和結合を有する環状カーボネート化合物としては、例えば、ビニレンカーボネート(VC)、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、1,2−ジメチルビニレンカーボネート、1,2−ジエチルビニレンカーボネート、フルオロビニレンカーボネート、トリフルオロメチルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート化合物類;ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−エチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−n−プロピル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1,1−ジビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネート等のビニルエチレンカーボネート化合物類;1,1−ジメチル−2−メチレンエチレンカーボネート、1,1−ジエチル−2−メチレンエチレンカーボネート等のメチレンエチレンカーボネート化合物類、エチニルエチレンカーボネート等が挙げられる。これらのうち、ビニレンカーボネート、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がサイクル特性や高温保存後の容量維持特性向上の点から好ましく、中でもビニレンカーボネート又はビニルエチレンカーボネートがより好ましく、特にビニレンカーボネートが好ましい。これらは単独で用いても
、2種以上を併用してもよい。2種類以上を併用する場合は、ビニレンカーボネートとビニルエチレンカーボネートとを併用するのが好ましい。
(Cyclic carbonate compound having an unsaturated bond)
Examples of the cyclic carbonate compound having an unsaturated bond include vinylene carbonate (VC), methyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, 1,2-dimethyl vinylene carbonate, 1,2-diethyl vinylene carbonate, fluoro vinylene carbonate, trifluoromethyl. Vinylene carbonate compounds such as vinylene carbonate; vinyl ethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, 1-n-propyl-2-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2 -Vinylethylene carbonate compounds such as vinylethylene carbonate, 1,1-divinylethylene carbonate, 1,2-divinylethylene carbonate; 1,1-dimethyl-2 Methylene ethylene carbonate, 1,1-diethyl-2-methylene-ethylene carbonate methylene ethylene carbonate compounds such include ethynyl ethylene carbonate and the like. Among these, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and ethynyl ethylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics and capacity maintenance characteristics after high-temperature storage, and vinylene carbonate or vinyl ethylene carbonate is more preferable, and vinylene carbonate is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types together, it is preferable to use together vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate.

不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上であり、通常10質量%以下、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下である。炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物の含有量が上記範囲にあることにより、電池のサイクル特性や高温保存後の容量維持特性を向上させるという効果を十分に発揮し、また、高温保存時のガス発生量の増大を抑制する。   When the cyclic carbonate compound having an unsaturated bond is contained, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more. Yes, usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less. When the content of the cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond is in the above range, the effect of improving the cycle characteristics of the battery and the capacity maintenance characteristics after high-temperature storage is sufficiently exhibited. The increase in the amount of gas generated is suppressed.

(フッ素原子を有する環状カーボネート化合物)
フッ素原子を有する環状カーボネート化合物としては、例えば、フルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロエチレンカーボネート、テトラフルオロエチレンカーボネート、1−フルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、1−フルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。これらのうち、フルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、1−フルオロ−2−メチルエチレンカーボネートがサイクル特性向上や高温保存特性向上の点から好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
(Cyclic carbonate compound having a fluorine atom)
Examples of the cyclic carbonate compound having a fluorine atom include fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, 1,1-difluoroethylene carbonate, 1,1,2-trifluoroethylene carbonate, tetrafluoroethylene carbonate, 1- Fluoro-2-methylethylene carbonate, 1-fluoro-1-methylethylene carbonate, 1,2-difluoro-1-methylethylene carbonate, 1,1,2-trifluoro-2-methylethylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate Etc. Of these, fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, and 1-fluoro-2-methylethylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics and high-temperature storage characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液がフッ素原子を有する環状カーボネート化合物を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上であり、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。ただし、フルオロエチレンカーボネートは溶媒として用いてもよく、その場合は上記の含有量に限定されない。   When the non-aqueous electrolyte contains a cyclic carbonate compound having a fluorine atom, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3%. It is at least 10% by mass, more preferably at least 0.5% by mass, usually at most 10% by mass, preferably at most 5% by mass, more preferably at most 4% by mass, still more preferably at most 3% by mass. However, fluoroethylene carbonate may be used as a solvent, and in that case, the content is not limited to the above.

(酸無水物)
酸無水物としては、例えば、無水コハク酸、メチル無水コハク酸、4,4−ジメチル無水コハク酸、4,5−ジメチル無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、ジメチル無水マレイン酸、フェニル無水マレイン酸、ジフェニル無水マレイン酸、無水フタル酸、シクロヘキサン1,2−ジカルボン酸無水物、無水酢酸、無水プロピオン酸、などが挙げられる。これらのうち、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸がサイクル特性向上や高温保存特性向上の点から好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
(Acid anhydride)
Examples of the acid anhydride include succinic anhydride, methyl succinic anhydride, 4,4-dimethyl succinic anhydride, 4,5-dimethyl succinic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, dimethyl maleic anhydride, and phenyl anhydride. Examples include maleic acid, diphenyl maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexane 1,2-dicarboxylic anhydride, acetic anhydride, propionic anhydride, and the like. Of these, succinic anhydride, maleic anhydride, and citraconic anhydride are preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics and high-temperature storage characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液が酸無水物を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。酸無水物の含有量が上記範囲にあることにより、電池のサイクル特性や高温保存後の容量維持特性を向上させるという効果を十分に発揮し、また、内部抵抗の増大を抑制する。   When the non-aqueous electrolyte contains an acid anhydride, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, More preferably, it is 0.3% by mass or more, usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less. When the content of the acid anhydride is within the above range, the effect of improving the cycle characteristics of the battery and the capacity maintenance characteristics after high-temperature storage is sufficiently exhibited, and an increase in internal resistance is suppressed.

(イソシアネート)
イソシアネートとしては、例えば、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘ
キサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、アリルイソシアネート、などが挙げられる。これらのうち、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンがサイクル特性向上や高温保存特性向上の点から好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
(Isocyanate)
Examples of the isocyanate include ethyl isocyanate, propyl isocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane 1,3-bis (isocyanatomethyl). ) Cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, allyl isocyanate, and the like. Of these, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane Is preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics and high-temperature storage characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液がイソシアネートを含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。イソシアネートの含有量が上記範囲にあることにより、電池のサイクル特性や高温保存後の容量維持特性を向上させるという効果を十分に発揮し、また、内部抵抗の増大を抑制する。   When the non-aqueous electrolyte contains isocyanate, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and further preferably. Is 0.3% by mass or more, usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less. When the isocyanate content is within the above range, the effect of improving the cycle characteristics of the battery and the capacity maintenance characteristics after high-temperature storage is sufficiently exhibited, and an increase in internal resistance is suppressed.

(ニトリル化合物)
ニトリル化合物としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ヘキサンニトリル、ヘプタンニトリル、オクタンニトリル、ノナンニトリル、デカンニトリル、ドデカンニトリル(ラウロニトリル)、トリデカンニトリル、テトラデカンニトリル(ミリストニトリル)、ヘキサデカンニトリル、ペンタデカンニトリル、ヘプタデカンニトリル、オクタデカンニトリル(ステアノニトリル)、ノナデカンニトリル、イコサンニトリル等のモノニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルスクシノニトリル、2,2−ジメチルスクシノニトリル、2,3−ジメチルスクシノニトリル、トリメチルスクシノニトリル、テトラメチルスクシノニトリル、3,3'−オキシジ
プロピオニトリル、3,3'−チオジプロピオニトリル、3,3'−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3'−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル、1,2,3−
プロパントリカルボニトリル、1,3,5−ペンタントリカルボニトリル、1,2,3−トリス(2−シアノエトキシ)プロパン、トリス(2−シアノエチル)アミン等のジニトリルが挙げられ、これらの中でも、ラウロニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリルが好ましい。 これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
(Nitrile compound)
Examples of nitrile compounds include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, hexanenitrile, heptanenitrile, octanenitrile, nonanenitrile, decanenitrile, dodecanenitrile (lauronitrile), tridecanenitrile, tetradecanenitrile (myristonitrile), Mononitriles such as hexadecane nitrile, pentadecane nitrile, heptadecane nitrile, octadecane nitrile (steanonitrile), nonadecane nitrile, icosonitrile, etc .; Undecanedinitrile, dodecanedinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropyl Rononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile, 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, trimethylsuccinonitrile, tetramethylsuccinonitrile, 3,3′-oxydipropio Nitrile, 3,3′-thiodipropionitrile, 3,3 ′-(ethylenedioxy) dipropionitrile, 3,3 ′-(ethylenedithio) dipropionitrile, 1,2,3-
Examples thereof include dinitriles such as propanetricarbonitrile, 1,3,5-pentanetricarbonitrile, 1,2,3-tris (2-cyanoethoxy) propane, tris (2-cyanoethyl) amine, and among these, lauro Nitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimelonitrile and suberonitrile are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液がニトリル化合物を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは2質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.8質量%以下である。ニトリル化合物の含有量が上記範囲にあることにより、助剤の効果が発現し、ガス発生の抑制や、高温保存後の容量維持特性を向上させる点で好ましい。   When the non-aqueous electrolyte contains a nitrile compound, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and further Preferably it is 0.2% by mass or more, usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.8% by mass or less. is there. When the content of the nitrile compound is within the above range, the effect of the auxiliary agent is manifested, which is preferable in terms of suppressing gas generation and improving capacity retention characteristics after high-temperature storage.

(モノフルオロリン酸塩およびジフルオロリン酸塩)
モノフルオロリン酸塩およびジフルオロリン酸塩のカウンターカチオンとしては特に限定はないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、及び、NR(式中、R〜Rは、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜12の有機基を表わす。)で表されるアンモニウム等が例示として挙げられる。
(Monofluorophosphate and difluorophosphate)
The counter cation of monofluorophosphate and difluorophosphate is not particularly limited, but lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, and NR 1 R 2 R 3 R 4 (wherein R 1 to R 4 Are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 12 carbon atoms.)

上記アンモニウムのR〜Rで表わされる炭素数1〜12の有機基としては特に限定はないが、例えば、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置
換されていてもよいアリール基、置換基を有していてもよい窒素原子含有複素環基等が挙げられる。中でもR〜Rとして、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は窒素原子含有複素環基等が好ましい。
Although there is no particular limitation on the organic group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 1 to R 4 of the above ammonium, for example, which may be substituted with a halogen atom an alkyl group, substituted with a halogen atom or an alkyl group Examples thereof include an cycloalkyl group which may be substituted, an aryl group which may be substituted with a halogen atom or an alkyl group, and a nitrogen atom-containing heterocyclic group which may have a substituent. Among these, as R 1 to R 4 , a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a nitrogen atom-containing heterocyclic group is preferable.

モノフルオロリン酸塩およびジフルオロリン酸塩の具体例としては、モノフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、モノフルオロリン酸カリウム、モノフルオロリン酸テトラメチルアンモニウム、モノフルオロリン酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸テトラメチルアンモニウム、ジフルオロリン酸テトラエチルアンモニウム等が挙げられ、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が好ましく、ジフルオロリン酸リチウムがより好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Specific examples of monofluorophosphate and difluorophosphate include lithium monofluorophosphate, sodium monofluorophosphate, potassium monofluorophosphate, tetramethylammonium monofluorophosphate, tetraethylammonium monofluorophosphate, difluoro Examples include lithium phosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate, tetramethylammonium difluorophosphate, tetraethylammonium difluorophosphate, etc., preferably lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate, more preferably lithium difluorophosphate. preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液がモノフルオロリン酸塩および/またはジフルオロリン酸塩を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。
なお、モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩は、非水系電解液として実際に二次電池作製に供すると、その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下している場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液から、少なくとも1種のモノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩が検出できるものは、非水系電解液中にこれらを本発明で規定する所定割合で含む非水系電解液であるとみなされる。
When the non-aqueous electrolyte contains monofluorophosphate and / or difluorophosphate, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more Preferably it is 0.1 mass% or more, More preferably, it is 0.2 mass% or more, and is 5 mass% or less normally, Preferably it is 3 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or less.
In addition, when the monofluorophosphate and difluorophosphate are actually used for producing a secondary battery as a non-aqueous electrolyte, the content of the non-aqueous electrolyte even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte is extracted again. Is often significantly reduced. Therefore, those in which at least one monofluorophosphate and / or difluorophosphate can be detected from the non-aqueous electrolyte extracted from the battery are detected in the non-aqueous electrolyte at a predetermined ratio defined in the present invention. It is considered to be a non-aqueous electrolyte solution.

(過充電防止剤)
過充電防止剤の具体例としては、ビフェニル、2−メチルビフェニル、2−エチルビフェニル等のアルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、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、トリフェニルホスフェート、トリス(2−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(3−t−ブ
チルフェニル)ホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(2−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(3−t−アミルフェニル)ホスフェート、
トリス(4−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(2−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(3−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘ
キシルフェニル)ホスフェート等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、3−フルオ
ロビフェニル、4−フルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、2,4−ジフルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオ
ロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。
(Overcharge prevention agent)
Specific examples of the overcharge inhibitor include alkylbiphenyls such as biphenyl, 2-methylbiphenyl, 2-ethylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4 -Phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran Methyl phenyl carbonate, ethyl phenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, tris (2-t-butylphenyl) phosphate, tris (3-t-butylphenyl) phosphate, triphenyl (4-t-butylphenyl) phosphate, tris (2-t-amylphenyl) phosphate, tris (3-t-amylphenyl) phosphate,
Aromatic compounds such as tris (4-t-amylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (3-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate; 2-fluorobiphenyl, 3- Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as fluorobiphenyl, 4-fluorobiphenyl, 4,4′-difluorobiphenyl, 2,4-difluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoro Examples thereof include fluorine-containing anisole compounds such as anisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, and 3,5-difluoroanisole.

これらの中でもビフェニル、2−メチルビフェニル等のアルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネ
ート、トリフェニルホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、3−フルオロビフェニル、4−フルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上
記芳香族化合物の部分フッ素化物が好ましく、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、トリフェニルホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼンがより好ましく、シクロヘキシルベンゼン、t−ブ
チルベンゼン、t−アミルベンゼンが特に好ましい。
Among these, alkylbiphenyl such as biphenyl and 2-methylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4- Phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, methylphenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, Aromatic compounds such as tris (4-t-butylphenyl) phosphate and tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate; 2-fluorobiphenyl, 3-fluorobiphenyl, 4 -Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as -fluorobiphenyl, 4,4'-difluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene, etc. are preferred. Partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, Cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t -Amylbenzene, methylphenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, tris (4-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate, o-cyclohexyl Fluorobenzene, more preferably p- cyclohexyl fluorobenzene, cyclohexylbenzene, t- butyl benzene, t-amyl benzene particularly preferred.

これらは2種以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、ターフェニルの部分水素化体やシクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼンやt−アミルベンゼンとの組み合わせや、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれるものと、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれるものとを併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。   Two or more of these may be used in combination. When two or more types are used in combination, in particular, a partially hydrogenated terphenyl, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, or a partially hydrogenated biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl or terphenyl. It is overcharged to use together those selected from oxygen-free aromatic compounds such as cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene and those selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran. This is preferable from the viewpoint of the balance between prevention characteristics and high-temperature storage characteristics.

非水系電解液中におけるこれらの過充電防止剤の含有量は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。濃度が上記範囲にあることにより、所望する過充電防止剤の効果が発現しやすくなり、また、高温保存特性等の電池の特性の低下を抑制する。非水系電解液に過充電防止剤を含有させることによって、過充電による非水系電解液二次電池の破裂・発火を抑制することができ、非水系電解液二次電池の安全性が向上するので好ましい。   The content of these overcharge inhibitors in the non-aqueous electrolyte is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5% by mass. It is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less. When the concentration is in the above range, the desired effect of the overcharge inhibitor is easily exhibited, and a decrease in battery characteristics such as high-temperature storage characteristics is suppressed. By including an overcharge inhibitor in the non-aqueous electrolyte, it is possible to suppress the rupture / ignition of the non-aqueous electrolyte secondary battery due to overcharging, and the safety of the non-aqueous electrolyte secondary battery is improved. preferable.

他の助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート、メトキシエチル−エチルカーボネート、エトキシエチル−メチルカーボネート、エトキシエチル−エチルカーボネート等のカーボネート化合物;コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジアリル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジアリル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ビス(トリフルオロメチル)、マレイン酸ビス(ペンタフルオロエチル)、マレイン酸ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)等のジカルボン酸ジエステル化合物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、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、1,4−ブテンスルトン、メチルメタンスルホネート、エチルメタンスルホネート、メチル−メトキシメタンスルホネート、メチル−2−メトキシエタンスルホネート、ブスルファン、ジエチレングリコールジメタンスルホネート、1,2−エタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、1,4−ブタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、スルホラン、3−スルホレン、2−スルホレン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジビニルスルホン、ジフェニルスルホン、ビス(メチルスルホニル)メタン、ビス(メチルスルホニル)エタン、ビス(エチルスルホニル)メタン、ビス(エチルスルホニル)エタン、ビス(ビニルスルホニル)メタン、ビス(ビニルスルホニル)エタン、等の含硫黄化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリ
ジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、n−ブチルシクロヘキサン、t−ブチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシル等の炭化水素化合物;フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン等のフッ化ベンゼン;2−フルオロトルエン、3−フルオロトルエン、4−フルオロトルエン、ベンゾトリフルオライド等のフッ化トルエン;メチルジメチルホスフィネート、エチルジメチルホスフィネート、エチルジエチルホスフィネート、トリメチルホスホノフォルメート、トリエチルホスホノフォルメート、トリメチルホスホノアセテート、トリエチルホスホノアセテート、トリメチル−3−ホスホノプロピオネート、トリエチル−3−ホスホノプロピオネート等の含リン化合物等が挙げられる。これらの中で、高温保存後の電池特性向上の点からエチレンサルファイト、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、1,4−ブテンスルトン、ブスルファン、1,4−ブタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)等の含硫黄化合物が好ましい。これらは2種以上併用して用いてもよい。
Other auxiliaries include carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate, methoxyethyl-ethyl carbonate, ethoxyethyl-methyl carbonate, ethoxyethyl-ethyl carbonate; dimethyl succinate Diethyl succinate, diallyl succinate, dimethyl maleate, diethyl maleate, diallyl maleate, dipropyl maleate, dibutyl maleate, bis (trifluoromethyl) maleate, bis (pentafluoroethyl) maleate, bis maleate Dicarboxylic acid diester compounds such as (2,2,2-trifluoroethyl); 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 3,9-divinyl-2,4,8,10- Tetraoxaspir [5.5] Spiro compounds such as undecane; ethylene sulfite, propylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone, methyl methanesulfonate, ethyl Methanesulfonate, methyl-methoxymethanesulfonate, methyl-2-methoxyethanesulfonate, busulfan, diethylene glycol dimethanesulfonate, 1,2-ethanediol bis (2,2,2-trifluoroethanesulfonate), 1,4-butanediol Bis (2,2,2-trifluoroethanesulfonate), sulfolane, 3-sulfolene, 2-sulfolene, dimethylsulfone, diethylsulfone, divinylsulfone, diphenylsulfone, bis (methylsulfonyl) methane Sulfur-containing compounds such as bis (methylsulfonyl) ethane, bis (ethylsulfonyl) methane, bis (ethylsulfonyl) ethane, bis (vinylsulfonyl) methane, bis (vinylsulfonyl) ethane; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1 -Nitrogen-containing compounds such as methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide; heptane, octane, nonane, decane, cycloheptane, Hydrocarbon compounds such as methylcyclohexane, ethylcyclohexane, propylcyclohexane, n-butylcyclohexane, t-butylcyclohexane, dicyclohexyl; fluorinated benzenes such as fluorobenzene, difluorobenzene, pentafluorobenzene, hexafluorobenzene; 2 Fluorinated toluene such as fluorotoluene, 3-fluorotoluene, 4-fluorotoluene, benzotrifluoride; methyl dimethyl phosphinate, ethyl dimethyl phosphinate, ethyl diethyl phosphinate, trimethyl phosphonoformate, triethyl phosphonoformate, Examples thereof include phosphorus-containing compounds such as trimethylphosphonoacetate, triethylphosphonoacetate, trimethyl-3-phosphonopropionate, and triethyl-3-phosphonopropionate. Among these, ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone, busulfan, 1,4 in terms of improving battery characteristics after high-temperature storage Sulfur-containing compounds such as butanediol bis (2,2,2-trifluoroethanesulfonate) are preferred. Two or more of these may be used in combination.

非水系電解液中におけるこれらの助剤の含有量は、特に制限はないが、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上であり、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。これらの助剤を添加することは、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させる点で好ましい。この濃度が上記範囲にあることにより、助剤の効果が発現しやすくなり、また、高負荷放電特性等の電池の特性の低下を抑制する。   The content of these auxiliaries in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, Usually, it is 8 mass% or less, Preferably it is 5 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or less. The addition of these auxiliaries is preferable in terms of improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage. When this concentration is in the above range, the effect of the auxiliary agent is easily exhibited, and the deterioration of battery characteristics such as high load discharge characteristics is suppressed.

〔4−2.負極〕
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[4-2. Negative electrode)
The negative electrode active material used for the negative electrode is described below. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Specific examples include carbonaceous materials, alloy materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. These may be used individually by 1 type, and may be used together combining 2 or more types arbitrarily.

<負極活物質>
負極活物質としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。
炭素質材料としては、(1)天然黒鉛、(2)人造黒鉛、(3)非晶質炭素、(4)炭素被覆黒鉛、(5)黒鉛被覆黒鉛、(6)樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。
<Negative electrode active material>
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials, alloy materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like.
Examples of the carbonaceous material include (1) natural graphite, (2) artificial graphite, (3) amorphous carbon, (4) carbon-coated graphite, (5) graphite-coated graphite, and (6) resin-coated graphite. .

(1)天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛及び/又はこれらの黒鉛を原料に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性や充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛が特に好ましい。
球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、球形化処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するものであるのが好ましい。
(1) Examples of natural graphite include scaly graphite, scaly graphite, soil graphite, and / or graphite particles obtained by subjecting these graphites to spheroidization or densification. Among these, spherical or ellipsoidal graphite subjected to spheroidizing treatment is particularly preferable from the viewpoints of particle filling properties and charge / discharge rate characteristics.
As an apparatus used for the spheroidization treatment, for example, an apparatus that repeatedly gives mechanical action such as compression, friction, shearing force, etc. including the interaction of particles mainly with impact force to the particles can be used. Specifically, it has a rotor with a large number of blades installed inside the casing, and mechanical action such as impact compression, friction, shearing force, etc. on the carbon material introduced inside the rotor by rotating at high speed. And a device for performing the spheroidizing treatment is preferable. Moreover, it is preferable to have a mechanism that repeatedly gives mechanical action by circulating the carbon material.

例えば前述の装置を用いて球形化処理する場合は、回転するローターの周速度を30〜100m/秒にするのが好ましく、40〜100m/秒にするのがより好ましく、50〜100m/秒にするのが更に好ましい。また、処理は、単に炭素質物を通過させるだけでも可能であるが、30秒以上装置内を循環又は滞留させて処理するのが好ましく、1分以
上装置内を循環又は滞留させて処理するのがより好ましい。
For example, when the spheroidizing treatment is performed using the above-described apparatus, the peripheral speed of the rotating rotor is preferably 30 to 100 m / second, more preferably 40 to 100 m / second, and 50 to 100 m / second. More preferably. Further, the treatment can be performed by simply passing the carbonaceous material, but it is preferable to circulate or stay in the apparatus for 30 seconds or longer, and it is preferable to circulate or stay in the apparatus for 1 minute or longer. More preferred.

(2)人造黒鉛としては、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂などの有機化合物を、通常2500℃以上、通常3200℃以下の範囲の温度で黒鉛化し、必要に応じて粉砕及び/又は分級して製造されたものが挙げられる。この際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。また、ピッチの熱処理過程で分離したメソカーボンマイクロビーズを黒鉛化して得た人造黒鉛が挙げられる。更に一次粒子からなる造粒粒子の人造黒鉛も挙げられる。例えば、メソカーボンマイクロビーズや、コークス等の黒鉛化可能な炭素質材料粉体とタール、ピッチ等の黒鉛化可能なバインダーと黒鉛化触媒を混合し、黒鉛化し、必要に応じて粉砕することで得られる、扁平状の粒子を複数、配向面が非平行となるように集合又は結合した黒鉛粒子が挙げられる。   (2) Artificial graphite includes coal tar pitch, coal heavy oil, atmospheric residue, petroleum heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, Organic compounds such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide resin are usually in the range of 2500 ° C. or higher and usually 3200 ° C. or lower. Examples thereof include those produced by graphitization at a temperature and, if necessary, pulverized and / or classified. At this time, a silicon-containing compound or a boron-containing compound can also be used as a graphitization catalyst. In addition, artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads separated in the heat treatment process of pitch can be mentioned. Furthermore, the artificial graphite of the granulated particle which consists of primary particles is also mentioned. For example, by mixing mesocarbon microbeads or graphitizable carbonaceous material powders such as coke with a graphitizable binder such as tar and pitch and a graphitization catalyst, graphitizing, and grinding as necessary Examples of the resulting graphite particles include a plurality of flat particles and aggregated or bonded so that the orientation planes are non-parallel.

(3)非晶質炭素としては、タール、ピッチ等の易黒鉛化性炭素前駆体を原料に用い、黒鉛化しない温度領域(400〜2200℃の範囲)で1回以上熱処理した非晶質炭素粒子や、樹脂などの難黒鉛化性炭素前駆体を原料に用いて熱処理した非晶質炭素粒子が挙げられる。
(4)炭素被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の有機化合物である炭素前駆体を混合し、400〜2300℃の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、非晶質炭素が核黒鉛を被覆している炭素黒鉛複合体が挙げられる。複合の形態は、表面全体または一部を被覆しても、複数の一次粒子を前記炭素前駆体起源の炭素をバインダーとして複合させたものであってもよい。また、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛にベンゼン、トルエン、メタン、プロパン、芳香族系の揮発分等の炭化水素系ガス等を高温で反応させ、黒鉛表面に炭素を堆積(CVD)さ
せることでも炭素黒鉛複合体を得ることもできる。
(3) As amorphous carbon, amorphous carbon that has been heat-treated at least once in a temperature range (400 to 2200 ° C.) in which no graphitizable carbon precursor such as tar or pitch is used as a raw material. Examples thereof include amorphous carbon particles that are heat-treated using particles or a non-graphitizable carbon precursor such as a resin as a raw material.
(4) Carbon-coated graphite can be obtained by mixing natural graphite and / or artificial graphite with a carbon precursor that is an organic compound such as tar, pitch, or resin, and heat-treating it at least once in the range of 400 to 2300 ° C. Examples thereof include a carbon graphite composite in which natural graphite and / or artificial graphite is used as nuclear graphite, and amorphous carbon coats the nuclear graphite. The composite form may cover the entire surface or a part thereof, or may be a composite of a plurality of primary particles using carbon originating from the carbon precursor as a binder. Carbon can also be deposited (CVD) by reacting natural graphite and / or artificial graphite with hydrocarbon gases such as benzene, toluene, methane, propane, and aromatic volatiles at a high temperature to deposit carbon on the graphite surface. A graphite composite can also be obtained.

(5)黒鉛被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の易黒鉛化性の有機化合物の炭素前駆体を混合し、2400〜3200℃程度の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、黒鉛化物が核黒鉛の表面全体または一部を被覆している黒鉛被覆黒鉛が挙げられる。
(6)樹脂被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、樹脂等を混合、400℃未満の温度で乾燥し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、樹脂等が核黒鉛を被覆している樹脂被覆黒鉛が挙げられる。
(5) As graphite-coated graphite, natural graphite and / or artificial graphite and a carbon precursor of an easily graphitizable organic compound such as tar, pitch or resin are mixed and once in a range of about 2400 to 3200 ° C. Examples thereof include graphite-coated graphite in which natural graphite and / or artificial graphite obtained by heat treatment is used as nuclear graphite, and graphitized material covers the whole or part of the surface of nuclear graphite.
(6) As the resin-coated graphite, natural graphite and / or artificial graphite obtained by mixing natural graphite and / or artificial graphite with a resin and drying at a temperature of less than 400 ° C. is used as nuclear graphite, and the resin is nuclear graphite. And resin-coated graphite covering the surface.

また、(1)〜(6)の炭素質材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記(2)〜(5)に用いられるタール、ピッチや樹脂等の有機化合物としては、石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油、芳香族炭化水素、N環化合物、S環化合物、ポリフェニレン、有機合成高分子、天然高分子、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれた炭化可能な有機化合物などが挙げられる。また、原料有機化合物は混合時の粘度を調整するため、低分子有機溶媒に溶解させて用いてもよい。
Moreover, the carbonaceous material of (1)-(6) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
Examples of organic compounds such as tar, pitch and resin used in the above (2) to (5) include coal-based heavy oil, direct-current heavy oil, cracked heavy oil, aromatic hydrocarbon, N-ring compound , S ring compound, polyphenylene, organic synthetic polymer, natural polymer, thermoplastic resin and carbonizable organic compound selected from the group consisting of thermosetting resins. Moreover, since the raw material organic compound adjusts the viscosity at the time of mixing, you may dissolve and use it for a low molecular organic solvent.

また、核黒鉛の原料となる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛としては、球形化処理を施した天然黒鉛が好ましい。
負極活物質として用いられる合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特
に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズの単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Moreover, as natural graphite and / or artificial graphite used as a raw material of nuclear graphite, natural graphite subjected to spheroidization treatment is preferable.
As an alloy material used as the negative electrode active material, as long as lithium can be occluded / released, lithium alone, simple metals and alloys forming lithium alloys, or oxides, carbides, nitrides, silicides, sulfides thereof Any of compounds such as products or phosphides may be used and is not particularly limited. The single metal and alloy forming the lithium alloy are preferably materials containing group 13 and group 14 metal / metalloid elements (that is, excluding carbon), more preferably aluminum, silicon and tin single metals and An alloy or compound containing these atoms. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

<炭素質材料の物性>
負極活物質として炭素質材料を用いる場合、以下の物性を有するものであることが望ましい。
(X線パラメータ)
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335nm以上であり、また、通常0.360nm以下であり、0.350nm以下が好ましく、0.345nm以下がさらに好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上であることが好ましく、中でも1.5nm以上であることがさらに好ましい。
<Physical properties of carbonaceous materials>
When using a carbonaceous material as a negative electrode active material, it is desirable to have the following physical properties.
(X-ray parameters)
The d-value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method of carbonaceous materials is usually 0.335 nm or more, usually 0.360 nm or less, and 0.350 nm. The following is preferable, and 0.345 nm or less is more preferable. Further, the crystallite size (Lc) of the carbonaceous material obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, and more preferably 1.5 nm or more.

(体積基準平均粒径)
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましく、25μm以下が特に好ましい。
(Volume-based average particle size)
The volume-based average particle diameter of the carbonaceous material is a volume-based average particle diameter (median diameter) obtained by a laser diffraction / scattering method, and is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and 7 μm. The above is particularly preferable, and is usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, further preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less.

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

(ラマンR値)
炭素質材料のラマンR値は、レーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上がさらに好ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下がさらに好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(Raman R value)
The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured using a laser Raman spectrum method, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more, and usually 1. 5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が上記範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。即ち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。
一方、上記範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。
When the Raman R value is below the above range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there are cases where the number of sites where Li enters between layers decreases with charge / discharge. That is, charge acceptance may be reduced. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may lead to a decrease in load characteristics.
On the other hand, if it exceeds the above range, the crystallinity of the particle surface is lowered, the reactivity with the non-aqueous electrolyte is increased, and the efficiency may be lowered and the gas generation may be increased.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(例えば、日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光(若しくは半導体レーザー光)を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm−1付近のピークPの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定し、その強度比R(R=I/I)を算出する。該測定で算出されるラマンR値を
、本発明の炭素質材料のラマンR値と定義する。
The Raman spectrum is measured by using a Raman spectrometer (for example, a Raman spectrometer manufactured by JASCO Corporation) to drop the sample naturally into the measurement cell and filling the sample cell with argon ion laser light (or a semiconductor). While irradiating a laser beam, the cell is rotated in a plane perpendicular to the laser beam. The resulting Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A) Is calculated. The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the carbonaceous material of the present invention.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・レーザー波長 :Arイオンレーザー514.5nm(半導体レーザー532nm)
・測定範囲 :1100cm−1〜1730cm−1
・ラマンR値:バックグラウンド処理、
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
(BET比表面積)
Moreover, said Raman measurement conditions are as follows.
・ Laser wavelength: Ar ion laser 514.5 nm (semiconductor laser 532 nm)
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
-Raman R value: background processing,
-Smoothing treatment: Simple average, 5 points of convolution (BET specific surface area)

炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m・g−1以上であり、0.7m・g−1以上が好ましく、1.0m・g−1以上がさらに好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、通常100m・g−1以下であり、25m・g−1以下が好ましく、15m・g−1以下がさらに好ましく、10m・g−1以下が特に好ましい。 BET specific surface area of the carbonaceous material is a value of the measured specific surface area using the BET method is usually 0.1 m 2 · g -1 or more, 0.7 m 2 · g -1 or more, 1. 0 m 2 · g -1 or more, and particularly preferably 1.5 m 2 · g -1 or more, generally not more than 100 m 2 · g -1, preferably 25 m 2 · g -1 or less, 15 m 2 · g -1 more preferably less, 10 m 2 · g -1 or less are especially preferred.

BET比表面積の値がこの範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなり、安定性が低下する可能性がある。一方、この範囲を上回ると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい場合がある。   When the value of the BET specific surface area is less than this range, the acceptability of lithium is likely to deteriorate during charging when used as a negative electrode material, lithium is likely to precipitate on the electrode surface, and stability may be reduced. On the other hand, if it exceeds this range, when used as a negative electrode material, the reactivity with the non-aqueous electrolyte increases, gas generation tends to increase, and a preferable battery may be difficult to obtain.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。   The specific surface area is measured by the BET method using a surface area meter (for example, a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas that is accurately adjusted so that the relative pressure value of nitrogen is 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method is performed by a gas flow method.

(円形度)
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
炭素質材料の粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましく、また、0.1以上が好ましく、中でも0.5以上が好ましく、0.8以上がより好ましく、0.85以上がさらに好ましく、0.9以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、円形度が大きいほど向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。
(Roundness)
When the circularity is measured as the degree of the sphere of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.
The circularity of the particles having a particle size of 3 to 40 μm in the range of the carbonaceous material is desirably closer to 1, and is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more, 0.85 or more is more preferable, and 0.9 or more is particularly preferable. High current density charge / discharge characteristics improve as the degree of circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be lowered for a short time.

円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(例えば、シスメックス社製FPIA)を用いて行う。試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。   The circularity is measured using a flow type particle image analyzer (for example, FPIA manufactured by Sysmex Corporation). About 0.2 g of a sample was dispersed in a 0.2% by mass aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and irradiated with 28 kHz ultrasonic waves at an output of 60 W for 1 minute. The detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured in the range of 3 to 40 μm.

円形度を向上させる方法は、特に制限されないが、球形化処理を施して球形にしたものが、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理の例としては、せん断力、圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子をバインダーもしくは、粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法等が挙げられる。   The method for improving the circularity is not particularly limited, but a sphere-shaped sphere is preferable because the shape of the interparticle void when the electrode body is formed is preferable. Examples of spheroidizing treatment include a method of mechanically approaching a sphere by applying a shearing force and a compressive force, a mechanical / physical processing method of granulating a plurality of fine particles by the binder or the adhesive force of the particles themselves, etc. Is mentioned.

(タップ密度)
炭素質材料のタップ密度は、通常0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上が好ましく、0.7g・cm−3以上がさらに好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下がさらに好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。タップ密度が、上記範囲を下回ると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、高容量の電池を得ることができない場合がある。また、上記範囲を上回ると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、粒子間の導電性が確保され難くなり、好ましい電池特性が得られにくい場合がある。
(Tap density)
The tap density of the carbonaceous material is usually 0.1 g · cm −3 or more, preferably 0.5 g · cm −3 or more, more preferably 0.7 g · cm −3 or more, and 1 g · cm −3 or more. Particularly preferable, 2 g · cm −3 or less is preferable, 1.8 g · cm −3 or less is more preferable, and 1.6 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the tap density is below the above range, the packing density is difficult to increase when used as a negative electrode, and a high-capacity battery may not be obtained. On the other hand, when the above range is exceeded, there are too few voids between particles in the electrode, it is difficult to ensure conductivity between the particles, and it may be difficult to obtain preferable battery characteristics.

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

(配向比)
炭素質材料の配向比は、通常0.005以上であり、0.01以上が好ましく、0.015以上がさらに好ましく、また、通常0.67以下である。配向比が、上記範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し58.8MN・m−2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表わされる比を算出する。
(Orientation ratio)
The orientation ratio of the carbonaceous material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less. When the orientation ratio is below the above range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.
The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. Set the molded body obtained by filling 0.47 g of the sample into a molding machine with a diameter of 17 mm and compressing it with 58.8MN · m -2 so that it is flush with the surface of the sample holder for measurement. X-ray diffraction is measured. From the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbon, a ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated.

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

(アスペクト比(粉))
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下がさらに好ましい。アスペクト比が、上記範囲を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(Aspect ratio (powder))
The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more and usually 10 or less, preferably 8 or less, and more preferably 5 or less. If the aspect ratio exceeds the above range, streaking or a uniform coated surface cannot be obtained when forming an electrode plate, and the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the carbonaceous material.

アスペクト比の測定は、炭素質材料の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行う。厚さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個の黒鉛粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の炭素質材料粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。   The aspect ratio is measured by magnifying and observing the carbonaceous material particles with a scanning electron microscope. Carbonaceous material particles when three-dimensional observation is performed by selecting arbitrary 50 graphite particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less and rotating and tilting the stage on which the sample is fixed. The longest diameter A and the shortest diameter B orthogonal thereto are measured, and the average value of A / B is obtained.

<負極の構成と作製法>
電極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることに
よって形成することができる。
また、合金系材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法も用いられる。
<Configuration and production method of negative electrode>
Any known method can be used for producing the electrode as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do.
In the case of using an alloy-based material, a method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the above-described negative electrode active material by a technique such as vapor deposition, sputtering, or plating is also used.

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

〔4−3.正極〕
<正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質(リチウム遷移金属系化合物)について述べる。
<リチウム遷移金属系化合物>
リチウム遷移金属系化合物とは、Liイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、硫化物やリン酸塩化合物、リチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる。硫化物としては、TiSやMoSなどの二次元層状構造をもつ化合物や、一般式MeMo(MeはPb,Ag,Cuをはじめとする各種遷移金属)で表される強固な三次元骨格構造を有するシュブレル化合物などが挙げられる。リン酸塩化合物としては、オリビン構造に属するものが挙げられ、一般的にはLiMePO(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)で表され、具体的にはLiFePO、LiCoPO、LiNiPO、LiMnPOなどが挙げられる。リチウム遷移金属複合酸化物としては、三次元的拡散が可能なスピネル構造や、リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造に属するものが挙げられる。スピネル構造を有するものは、一般的にLiMe(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表され、具体的にはLiMn、LiCoMnO、LiNi0.5Mn1.5、LiCoVOなどが挙げられる。層状構造を有するものは、一般的にLiMeO(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表される。具体的にはLiCoO、LiNiO、LiNi1−xCo、LiNi1−x−yCoMn、LiNi0.5Mn0.5、Li1.2Cr0.4Mn0.4、Li1.2Cr0.4Ti0.4、LiMnOなどが挙げられる。
[4-3. (Positive electrode)
<Positive electrode active material>
The positive electrode active material (lithium transition metal compound) used for the positive electrode is described below.
<Lithium transition metal compound>
A lithium transition metal compound is a compound having a structure capable of desorbing and inserting Li ions, and examples thereof include sulfides, phosphate compounds, and lithium transition metal composite oxides. Examples of sulfides include compounds having a two-dimensional layered structure such as TiS 2 and MoS 2 , and strong compounds represented by the general formula Me x Mo 6 S 8 (Me is various transition metals including Pb, Ag, and Cu). Examples thereof include a sugar compound having a three-dimensional framework structure. Examples of the phosphate compound include those belonging to the olivine structure, and are generally represented by LiMePO 4 (Me is at least one transition metal), specifically, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , Examples include LiMnPO 4 . Examples of the lithium transition metal composite oxide include spinel structures capable of three-dimensional diffusion and those belonging to a layered structure capable of two-dimensional diffusion of lithium ions. Those having a spinel structure are generally expressed as LiMe 2 O 4 (Me is at least one transition metal), specifically, LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O. 4 , LiCoVO 4 and the like. Those having a layered structure are generally expressed as LiMeO 2 (Me is at least one transition metal). LiCoO 2 Specifically, LiNiO 2, LiNi 1-x Co x O 2, LiNi 1-x-y Co x Mn y O 2, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2, Li 1.2 Cr 0. 4 Mn 0.4 O 2, Li 1.2 Cr 0.4 Ti 0.4 O 2, such as LiMnO 2 and the like.

(組成)
また、リチウム含有遷移金属化合物は、例えば、下記組成式(A)または(B)で示されるリチウム遷移金属系化合物であることが挙げられる。
1)下記組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物である場合
(composition)
The lithium-containing transition metal compound is, for example, a lithium transition metal compound represented by the following composition formula (A) or (B).
1) In the case of a lithium transition metal compound represented by the following composition formula (A)

Li1+xMO ・・・(A)
ただし、xは通常0以上、0.5以下である。Mは、Ni及びMn、或いは、Ni、Mn及びCoから構成される元素であり、Mn/Niモル比は通常0.1以上、5以下である。Ni/Mモル比は通常0以上、0.5以下である。Co/Mモル比は通常0以上、0.5以下である。なお、xで表されるLiのリッチ分は、遷移金属サイトMに置換している場合もある。
Li 1 + x MO 2 (A)
However, x is usually 0 or more and 0.5 or less. M is an element composed of Ni and Mn or Ni, Mn and Co, and the Mn / Ni molar ratio is usually 0.1 or more and 5 or less. The Ni / M molar ratio is usually 0 or more and 0.5 or less. The Co / M molar ratio is usually 0 or more and 0.5 or less. In addition, the rich portion of Li represented by x may be replaced with the transition metal site M.

なお、上記組成式(A)においては、酸素量の原子比は便宜上2と記載しているが、多
少の不定比性があってもよい。また、上記組成式中のxは、リチウム遷移金属系化合物の製造段階での仕込み組成である。通常、市場に出回る電池は、電池を組み立てた後に、エージングを行っている。そのため、充放電に伴い、正極のLi量は欠損している場合がある。その場合、組成分析上、3Vまで放電した場合のxが−0.65以上、1以下に測定されることがある。
In the composition formula (A), the atomic ratio of the oxygen amount is described as 2 for convenience, but there may be some non-stoichiometry. Moreover, x in the said compositional formula is the preparation composition in the manufacture stage of a lithium transition metal type compound. Usually, batteries on the market are aged after the batteries are assembled. For this reason, the Li amount of the positive electrode may be deficient with charge / discharge. In this case, x may be measured to be −0.65 or more and 1 or less when discharged to 3 V in composition analysis.

また、リチウム遷移金属系化合物は、正極活物質の結晶性を高めるために酸素含有ガス雰囲気下で高温焼成を行って焼成されたものが電池特性に優れる。 さらに、組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物は、以下一般式(A’)のとおり、213層と呼ばれるLiMOとの固溶体であってもよい。 A lithium transition metal-based compound is excellent in battery characteristics when fired at a high temperature in an oxygen-containing gas atmosphere in order to enhance the crystallinity of the positive electrode active material. Further, the lithium transition metal-based compound represented by the composition formula (A) may be a solid solution with Li 2 MO 3 called a 213 layer, as shown in the general formula (A ′) below.

αLiMO・(1−α)LiM’O・・・(A’)
一般式中、αは、0<α<1を満たす数である。
Mは、平均酸化数が4である少なくとも一種の金属元素であり、具体的には、Mn、Zr、Ti、Ru、Re及びPtからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素である。
αLi 2 MO 3 · (1-α) LiM′O 2 (A ′)
In the general formula, α is a number satisfying 0 <α <1.
M is at least one metallic element average oxidation number of 4 +, specifically, at least one metal element Mn, Zr, Ti, Ru, selected from the group consisting of Re and Pt.

M’は、平均酸化数が3である少なくとも一種の金属元素であり、好ましくは、V、Mn、Fe、Co及びNiからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素であり、より好ましくは、Mn、Co及びNiからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素である。
2)下記一般式(B)で表されるリチウム遷移金属系化合物である場合。
M 'is at least one metallic element average oxidation number of 3 +, preferably, V, Mn, Fe, at least one metallic element selected from the group consisting of Co and Ni, more preferably , At least one metal element selected from the group consisting of Mn, Co and Ni.
2) A lithium transition metal compound represented by the following general formula (B).

Li[LiMn2−b−a]O4+δ・・・(B)
ただし、Mは、Ni、Cr、Fe、Co、Cu、Zr、AlおよびMgから選ばれる遷移金属のうちの少なくとも1種から構成される元素である。
bの値は通常0.4以上、0.6以下である。
bの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度が高い。
Li [Li a M b Mn 2 -b-a] O 4 + δ ··· (B)
However, M is an element comprised from at least 1 sort (s) of the transition metals chosen from Ni, Cr, Fe, Co, Cu, Zr, Al, and Mg.
The value of b is usually 0.4 or more and 0.6 or less.
When the value of b is within this range, the energy density per unit weight in the lithium transition metal compound is high.

また、aの値は通常0以上、0.3以下である。また、上記組成式中のaは、リチウム遷移金属系化合物の製造段階での仕込み組成である。通常、市場に出回る電池は、電池を組み立てた後に、エージングを行っている。そのため、充放電に伴い、正極のLi量は欠損している場合がある。その場合、組成分析上、3Vまで放電した場合のaが−0.65以上、1以下に測定されることがある。 aの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度を大きく損なわず、かつ、良好な負荷特性が得られる。   The value of a is usually 0 or more and 0.3 or less. Moreover, a in the above composition formula is a charged composition in the production stage of the lithium transition metal compound. Usually, batteries on the market are aged after the batteries are assembled. For this reason, the Li amount of the positive electrode may be deficient with charge / discharge. In this case, a may be measured to be −0.65 or more and 1 or less when discharged to 3 V in composition analysis. When the value of a is within this range, the energy density per unit weight in the lithium transition metal compound is not significantly impaired, and good load characteristics can be obtained.

さらに、δの値は通常±0.5の範囲である。
δの値がこの範囲であれば、結晶構造としての安定性が高く、このリチウム遷移金属系化合物を用いて作製した電極を有する電池のサイクル特性や高温保存が良好である。
ここでリチウム遷移金属系化合物の組成であるリチウムニッケルマンガン系複合酸化物におけるリチウム組成の化学的な意味について、以下により詳細に説明する。
Furthermore, the value of δ is usually in the range of ± 0.5.
If the value of δ is within this range, the stability as a crystal structure is high, and the cycle characteristics and high-temperature storage of a battery having an electrode produced using this lithium transition metal compound are good.
Here, the chemical meaning of the lithium composition in the lithium nickel manganese composite oxide, which is the composition of the lithium transition metal compound, will be described in more detail below.

上記リチウム遷移金属系化合物の組成式のa,bを求めるには、各遷移金属とリチウムを誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES)で分析して、Li/Ni/Mnの比を求める事で計算される。
構造的視点では、aに係るリチウムは、同じ遷移金属サイトに置換されて入っていると考えられる。ここで、aに係るリチウムによって、電荷中性の原理によりMとマンガンの平均価数が3.5価より大きくなる。
また、上記リチウム遷移金属系化合物は、フッ素置換されていてもよく、LiMn4‐x2xと表記される。
In order to obtain a and b in the composition formula of the lithium transition metal compound, each transition metal and lithium are analyzed with an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) to obtain a ratio of Li / Ni / Mn. It is calculated by the thing.
From a structural point of view, it is considered that lithium related to a is substituted for the same transition metal site. Here, due to the lithium according to a, the average valence of M and manganese becomes larger than 3.5 due to the principle of charge neutrality.
Further, the lithium transition metal based compound may be substituted with fluorine, it is expressed as LiMn 2 O 4-x F 2x .

(ブレンド)
上記の組成のリチウム遷移金属系化合物の具体例としては、例えば、Li1+xNi0.5Mn0.5、Li1+xNi0.85Co0.10Al0.05、Li1+xNi0.33Mn0.33Co0.33、Li1+xNi0.45Mn0.45Co0.1、Li1+xMn1.8Al0.2、Li1+xMn1.5Ni0.5等が挙げられる。これらのリチウム遷移金属系化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上をブレンドして用いてもよい。
(blend)
Specific examples of the lithium transition metal compound having the above composition include, for example, Li 1 + x Ni 0.5 Mn 0.5 O 2 , Li 1 + x Ni 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , Li 1 + x Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , Li 1 + x Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.1 O 2 , Li 1 + x Mn 1.8 Al 0.2 O 4 , Li 1 + x Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like. These lithium transition metal compounds may be used alone or in a blend of two or more.

(異元素導入)
また、リチウム遷移金属系化合物は、異元素が導入されてもよい。異元素としては、B,Na,Mg,Al,K,Ca,Ti,V,Cr,Fe,Cu,Zn,Sr,Y,Zr,Nb,Ru,Rh,Pd,Ag,In,Sb,Te,Ba,Ta,Mo,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Pb,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Bi,N,F,S,Cl,Br,I,As,Ge,P,Pb,Sb,SiおよびSnの何れか1種以上の中から選択される。これらの異元素は、リチウム遷移金属系化合物の結晶構造内に取り込まれていてもよく、あるいは、リチウム遷移金属系化合物の結晶構造内に取り込まれず、その粒子表面や結晶粒界などに単体もしくは化合物として偏在していてもよい。
(Introduction of foreign elements)
Moreover, a different element may be introduce | transduced into a lithium transition metal type compound. As the different elements, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sb, Te , Ba, Ta, Mo, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi , N, F, S, Cl, Br, I, As, Ge, P, Pb, Sb, Si, and Sn. These foreign elements may be incorporated into the crystal structure of the lithium transition metal compound, or may not be incorporated into the crystal structure of the lithium transition metal compound, and may be a single element or compound on the particle surface or grain boundary. May be unevenly distributed.

<リチウム二次電池用正極の構成と作製法>
リチウム二次電池用正極は、上述のリチウム二次電池正極材料用リチウム遷移金属系化合物粉体及び結着剤を含有する正極活物質層を集電体上に形成してなるものである。
正極活物質層は、通常、正極材料と結着剤と更に必要に応じて用いられる導電材及び増粘剤等を、乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、或いはこれらの材料を液体媒体中に溶解又は分散させてスラリー状にして、正極集電体に塗布、乾燥することにより作製される。
<Configuration and production method of positive electrode for lithium secondary battery>
The positive electrode for a lithium secondary battery is formed by forming a positive electrode active material layer containing the above-described lithium transition metal compound powder for a lithium secondary battery positive electrode material and a binder on a current collector.
The positive electrode active material layer is usually formed by mixing a positive electrode material, a binder, and a conductive material and a thickener, which are used if necessary, in a dry form into a sheet shape, and then pressing the positive electrode current collector on the positive electrode current collector. Alternatively, these materials are dissolved or dispersed in a liquid medium to form a slurry, which is applied to the positive electrode current collector and dried.

正極集電体の材質としては、通常、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が用いられる。また、形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。
正極集電体として薄膜を使用する場合、その厚さは任意であるが、通常1μm以上、100mm以下の範囲が好適である。上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足する可能性がある一方で、上記範囲よりも厚いと、取り扱い性が損なわれる可能性がある。
As the material for the positive electrode current collector, metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper are usually used. As for the shape, in the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, etc., and in the case of a carbon material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder Etc. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape.
When a thin film is used as the positive electrode current collector, its thickness is arbitrary, but a range of usually 1 μm or more and 100 mm or less is suitable. If it is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. On the other hand, if it is thicker than the above range, the handleability may be impaired.

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

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、80質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう可能性がある一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる可能性がある。
正極活物質層には、通常、導電性を高めるために導電材を含有させる。その種類に特に制限はないが、具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料や、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料などを挙げることができる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。正極活物質層中の導電材の割合は、通常0.01質量%以上、50質量%以下である。導電材の割合が低すぎると導電性が不十分になることがあり、逆に高すぎると電池容量が低下することがある。
The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more and 80% by mass or less. If the proportion of the binder is too low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained and the positive electrode has insufficient mechanical strength, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. Battery capacity and conductivity may be reduced.
The positive electrode active material layer usually contains a conductive material in order to increase conductivity. There are no particular restrictions on the type, but specific examples include metal materials such as copper and nickel, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. And carbon materials. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios. The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer is usually 0.01% by mass or more and 50% by mass or less. If the proportion of the conductive material is too low, the conductivity may be insufficient, and conversely if it is too high, the battery capacity may be reduced.

スラリーを形成するための液体媒体としては、正極材料であるリチウム遷移金属系化合物粉体、結着剤、並びに必要に応じて使用される導電材及び増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒の例としては水、アルコールなどが挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ジメチルアセタミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等を挙げることができる。特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As a liquid medium for forming a slurry, it is possible to dissolve or disperse a lithium transition metal compound powder as a positive electrode material, a binder, and a conductive material and a thickener used as necessary. If it is a solvent, there is no restriction | limiting in particular in the kind, You may use either an aqueous solvent or an organic solvent. Examples of the aqueous solvent include water and alcohol. Examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, etc. be able to. In particular, when an aqueous solvent is used, a dispersant is added together with the thickener, and a slurry such as SBR is slurried. In addition, these solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の正極材料としてのリチウム遷移金属系化合物粉体の含有割合は、通常10質量%以上、99.9質量%以下である。正極活物質層中のリチウム遷移金属系化合物粉体の割合が多すぎると正極の強度が不足する傾向にあり、少なすぎると容量の面で不十分となることがある。
また、正極活物質層の厚さは、通常10〜200μm程度である。
正極のプレス後の電極密度としては、通常、2.2g/cm以上、4.2g/cm以下である。
なお、塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。
The content ratio of the lithium transition metal-based compound powder as the positive electrode material in the positive electrode active material layer is usually 10% by mass or more and 99.9% by mass or less. If the proportion of the lithium transition metal compound powder in the positive electrode active material layer is too large, the strength of the positive electrode tends to be insufficient, and if it is too small, the capacity may be insufficient.
The thickness of the positive electrode active material layer is usually about 10 to 200 μm.
The electrode density after pressing the positive electrode is usually 2.2 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less.
The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material.

〔4−4.セパレータ〕
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し
安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[4-4. (Separator)
Usually, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating the separator.
The material and shape of the separator are not particularly limited, and known ones can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.
As materials for the resin and glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamides, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, glass filters and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. These materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、10μm以上がさらに好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。   The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less. If the separator is too thin than the above range, the insulating properties and mechanical strength may decrease. On the other hand, if it is thicker than the above range, not only the battery performance such as the rate characteristic may be lowered, but also the energy density of the whole non-aqueous electrolyte secondary battery may be lowered.

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

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

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

セパレータの非電解液二次電池における特性を、ガーレ値で把握することができる。ガーレ値とは、フィルム厚さ方向の空気の通り抜け難さを示し、100mlの空気が該フィルムを通過するのに必要な秒数で表されるため、数値が小さい方が通り抜け易く、数値が大きい方が通り抜け難いことを意味する。すなわち、その数値が小さい方がフィルムの厚さ方向の連通性が良いことを意味し、その数値が大きい方がフィルムの厚さ方向の連通性が悪いことを意味する。連通性とは、フィルム厚さ方向の孔のつながり度合いである。本発明のセパレータのガーレ値が低ければ、様々な用途に使用することが出来る。例えば非水系リチウム二次電池のセパレータとして使用した場合、ガーレ値が低いということは、リチウムイオンの移動が容易であることを意味し、電池性能に優れるため好ましい。セパレータのガーレ値は、任意ではあるが、好ましくは10〜1000秒/100mlであり、より好ましくは15〜800秒/100mlであり、更に好ましくは20〜500秒/100mlである。ガーレ値が1000秒/100ml以下であれば、実質的には電気抵抗が低く、セパレータとしては好ましい。   The characteristics of the separator in the non-electrolyte secondary battery can be grasped by the Gurley value. The Gurley value indicates the difficulty of air passage in the film thickness direction, and is expressed as the number of seconds required for 100 ml of air to pass through the film. It means that it is harder to go through. That is, a smaller value means better communication in the thickness direction of the film, and a larger value means lower communication in the thickness direction of the film. Communication is the degree of connection of holes in the film thickness direction. If the Gurley value of the separator of the present invention is low, it can be used for various purposes. For example, when used as a separator for a non-aqueous lithium secondary battery, a low Gurley value means that lithium ions can be easily transferred and is preferable because of excellent battery performance. Although the Gurley value of a separator is arbitrary, Preferably it is 10-1000 second / 100ml, More preferably, it is 15-800 second / 100ml, More preferably, it is 20-500 second / 100ml. If the Gurley value is 1000 seconds / 100 ml or less, the electrical resistance is substantially low, which is preferable as a separator.

〔4−5.電池設計〕
<電極群>
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。
[4-5. Battery design)
<Electrode group>
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed through the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape through the separator. Either is acceptable. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupation ratio) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less. .

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

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

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

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

<外装体>
本発明の非水系電解質二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
<Exterior body>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte solution, the negative electrode, the positive electrode, the separator and the like in an outer package. This exterior body is not particularly limited, and any known one can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.
The shape of the exterior body is also arbitrary, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要
旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
<非水系電解液の調製>
[実施例1]
乾燥アルゴン雰囲気下、環状カーボネートとしてエチレンカーボネート(以降、ECとする)、鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネート(以降、DMCとする)とエチルメチルカーボネート(以降、EMCとする)をEC:DMC:EMC=30:30:40の体積比率で混合し、十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lとなるように加え、そこに非水電解液全体に対してメタクリル酸無水物を0.5質量%、メタクリル酸を0.0001質量%となるように加えて電解液を調製した。。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
[Example 1]
Under a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (hereinafter referred to as EC) as cyclic carbonate, dimethyl carbonate (hereinafter referred to as DMC) and ethyl methyl carbonate (hereinafter referred to as EMC) as chain carbonates are EC: DMC: EMC = 30. : 30:40 in a volume ratio, and sufficiently dried LiPF 6 was added so as to be 1.0 mol / L, and methacrylic anhydride was added to the nonaqueous electrolyte solution in an amount of 0.5% by mass, An electrolytic solution was prepared by adding methacrylic acid to 0.0001% by mass. .

[実施例2〜3、比較例1〜4]
実施例1で使用したメタクリル酸の含有量を非水電解液全体に対して、実施例2では0.001質量%、実施例3では0.008質量%、比較例1ではメタクリル酸を含まない(分析限界以下)、比較例2では0.01質量%、比較例3では0.012質量%、比較例4では0.03質量%、比較例5では0.1質量%の割合で加えて電解液を調整した。
[Examples 2-3, Comparative Examples 1-4]
The content of methacrylic acid used in Example 1 is 0.001% by mass in Example 2, 0.008% by mass in Example 3, and no methacrylic acid in Comparative Example 1 with respect to the entire non-aqueous electrolyte. (Below the analysis limit), 0.01% by mass in Comparative Example 2, 0.012% by mass in Comparative Example 3, 0.03% by mass in Comparative Example 4, and 0.1% by mass in Comparative Example 5 The electrolyte was adjusted.

〔参考例1〜3〕
乾燥アルゴン雰囲気下、環状カーボネートとしてEC、鎖状カーボネートとしてDMCとEMCをEC:DMC:EMC=30:30:40の体積比率で混合し、十分に乾燥したLiPFを1.0mol/Lとなるように加え、そこに、メタクリル酸を参考例1では0.008質量%、参考例2では0.012質量%加え、また、参考例3では何も加えずに電解液を調整した。
[Reference Examples 1-3]
Under a dry argon atmosphere, EC as a cyclic carbonate and DMC and EMC as a chain carbonate are mixed at a volume ratio of EC: DMC: EMC = 30: 30: 40, and sufficiently dried LiPF 6 becomes 1.0 mol / L. In addition, 0.008% by mass of methacrylic acid was added in Reference Example 1, 0.012% by mass in Reference Example 2, and no electrolyte was added in Reference Example 3 to prepare an electrolyte solution.

<負極の作製>
負極活物質として黒鉛粉末98質量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン1質量部、及び、スチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを銅箔の片面に塗布して乾燥、プレスし、この負極を直径12.5mmの円形に切り出して使用した。作製した負極は60℃で12時間減圧乾燥して用いた。
<Production of negative electrode>
Add 98 parts by mass of graphite powder as a negative electrode active material, 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose and 1 part by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber as a thickener and a binder, respectively, and mix with a disperser. To make a slurry. The obtained slurry was applied to one side of a copper foil, dried and pressed, and this negative electrode was cut into a circle having a diameter of 12.5 mm and used. The produced negative electrode was used after drying under reduced pressure at 60 ° C. for 12 hours.

<正極の作製>
正極活物質としてコバルト酸リチウム96.8質量部に、導電助剤1.6質量部、バインダー(pVDF)1.6質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーをアルミニウム箔の両面に塗布して乾燥、プレスし、この正極を直径12.5mmの円形に切り出して使用した。作製した正極は80℃で12時間減圧乾燥して用いた。
<Preparation of positive electrode>
As a positive electrode active material, 1.6 parts by mass of a conductive additive and 1.6 parts by mass of a binder (pVDF) were added to 96.8 parts by mass of lithium cobalt oxide, and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to both sides of an aluminum foil, dried and pressed, and this positive electrode was cut into a circle having a diameter of 12.5 mm and used. The produced positive electrode was used after being dried under reduced pressure at 80 ° C. for 12 hours.

<コイン型電池の作製>
2032タイプのコイン型セルを用いて、上記正極と上記負極をポリエチレン製セパレータを挟んで対向させ、電解液を加えて、コイン型電池を作製した。
<サイクル試験>
上記のように作製したコイン型電池を、25℃において、4.2Vまで充電し、3Vまで放電するし、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、25℃において1.2mAの電流値で4.2Vまで充電、3Vまで放電を繰り返してサイクル試験を行った。このとき、コンディショニング後の放電容量を初期容量、40サイクル後の容量をサイクル後容量としたときのサイクル後容量/初期容量かける100で求められる値をサイクル容量維持率とした。実験の結果を表1に示す。
<Production of coin-type battery>
Using a 2032 type coin-type cell, the positive electrode and the negative electrode were opposed to each other with a polyethylene separator interposed therebetween, and an electrolytic solution was added to produce a coin-type battery.
<Cycle test>
The coin-type battery produced as described above was charged to 4.2 V at 25 ° C., discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, the battery was charged to 4.2 V at a current value of 1.2 mA at 25 ° C., and the cycle test was repeated by repeating discharging to 3 V. At this time, the cycle capacity retention ratio was a value obtained by multiplying the capacity after the cycle / the initial capacity by 100, where the discharge capacity after conditioning was the initial capacity, and the capacity after 40 cycles was the post-cycle capacity. The results of the experiment are shown in Table 1.

Figure 0006089487
Figure 0006089487

表1から明らかなように、実施例1〜3では、良好なサイクル特性が得られた。一方、比較例1(カルボン酸を含まない(分析限界以下))、及び、比較例2〜4(カルボン酸の含有量が0.01質量%以上)では、実施例1〜3に比べるとサイクル特性が悪化した。特に、比較例2〜4からカルボン酸の含有量が多いほど、サイクル容量維持率が低下することが分かる。また、比較例1のように、カルボン酸を含まない場合であっても、サイクル容量維持率は低下することがわかる。   As apparent from Table 1, in Examples 1 to 3, good cycle characteristics were obtained. On the other hand, in Comparative Example 1 (not containing carboxylic acid (below the analysis limit)) and Comparative Examples 2 to 4 (carboxylic acid content is 0.01% by mass or more), the cycle is higher than in Examples 1 to 3. Characteristics deteriorated. In particular, it can be seen from Comparative Examples 2 to 4 that the higher the carboxylic acid content, the lower the cycle capacity retention rate. Moreover, even if it is a case where carboxylic acid is not included like the comparative example 1, it turns out that a cycle capacity | capacitance maintenance factor falls.

また、参考例1、2より、化合物(1)を含有しない電解液ではカルボン酸の含有量が0.01質量%未満(参考例1)でも、0.01質量%以上(実施例2)でもサイクル容量維持率に差はなく、参考例3に比べると悪化した。
これらの結果は、電解液にカルボン酸が含有すると電池特性に悪影響を及ぼすが(参考例1,2)、電解液中に化合物(1)を含有した時には、電解液中のカルボン酸含有量が0.01質量%未満であれば、特異的に電池特性の悪影響がないことを示している。特に実施例1〜3では、カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.00001質量%以上、0.01質量%未満である場合には、カルボン酸を含有しない場合(比較例1)
よりも特性が向上することは、特異的な効果であるといえる。
Further, from Reference Examples 1 and 2, in the electrolyte solution containing no compound (1), the carboxylic acid content was less than 0.01% by mass (Reference Example 1) or 0.01% by mass or more (Example 2). There was no difference in the cycle capacity retention rate, which was worse than that in Reference Example 3.
These results show that when the carboxylic acid is contained in the electrolytic solution, the battery characteristics are adversely affected (Reference Examples 1 and 2), but when the compound (1) is contained in the electrolytic solution, the carboxylic acid content in the electrolytic solution is If it is less than 0.01% by mass, it indicates that there is no specific adverse effect on battery characteristics. Particularly in Examples 1 to 3, when the carboxylic acid content is 0.00001% by mass or more and less than 0.01% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte, the carboxylic acid is not contained (comparison). Example 1)
It can be said that the improvement of the characteristics is a specific effect.

一方で、カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.01質量%以上であると、電解液中に化合物(1)を含有しても、そのような特異的効果がないといえる。これらの効果が発現される理由は必ずしも明確ではないが、カルボン酸が正極または負極上で分解されるのを、化合物(1)が抑制することが理由の一つとして考えられる。また、比較例1に対する実施例1〜3の効果は、微量のカルボン酸と化合物(1)が組み合わさると、両者が複合的に皮膜形成を行い、電池特性を向上させるものと考えられる。   On the other hand, when the content of the carboxylic acid is 0.01% by mass or more with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte, there is no such specific effect even when the compound (1) is contained in the electrolyte. It can be said. The reason why these effects are manifested is not necessarily clear, but it is considered as one of the reasons that the compound (1) suppresses the decomposition of the carboxylic acid on the positive electrode or the negative electrode. Moreover, when the trace amount carboxylic acid and the compound (1) combine, the effect of Examples 1-3 with respect to the comparative example 1 will be considered that both perform composite film formation and improve battery characteristics.

本発明の非水系電解液によれば、非水系電解液二次電池の電解液の分解を抑制し、電池を高温環境下で使用した際にガス発生及び電池の劣化を抑制すると共に高エネルギー密度の非水系電解液二次電池を製造することができる。従って、非水系電解液二次電池が用いられる電子機器等の各種の分野において好適に利用できる。
本発明の非水系電解質二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、家庭用大型蓄電池等を挙げることができる。
According to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the decomposition of the electrolyte solution of the non-aqueous electrolyte secondary battery is suppressed, and when the battery is used in a high temperature environment, gas generation and deterioration of the battery are suppressed and a high energy density. The non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured. Therefore, it can be suitably used in various fields such as an electronic device in which a non-aqueous electrolyte secondary battery is used.
The application of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known applications. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. , Electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, motor, automobile, motorcycle, motorbike, bicycle, lighting equipment, toy, game equipment, clock, electric tool, strobe, camera, home-use large A storage battery etc. can be mentioned.

Claims (6)

金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、
下記一般式(1)で表される化合物、及び、カルボン酸を含有し、該カルボン酸が、下記一般式(2)で表され、かつ該カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.00001質量%以上0.01質量%未満であることを特徴とする非水系電解液。
Figure 0006089487
(R、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
Figure 0006089487
(R 、R 、R は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。)
A non-aqueous electrolyte used in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions. ,
It contains a compound represented by the following general formula (1) and a carboxylic acid, the carboxylic acid is represented by the following general formula (2), and the content of the carboxylic acid is based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is characterized by being 0.00001 mass% or more and less than 0.01 mass%.
Figure 0006089487
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group.)
Figure 0006089487
(R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group.)
前記カルボン酸の含有量が非水電解液全量に対して、0.0001質量%以上、0.01質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。   2. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the content of the carboxylic acid is 0.0001 mass% or more and less than 0.01 mass% with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution. 前記一般式(1)で表される化合物が、以下の化合部群(化合物A〜D)から選ばれる化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水系電解液。
Figure 0006089487
The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2 , wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound selected from the following compound group (compounds A to D).
Figure 0006089487
炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート類、ハロゲン原子を有する環状カーボネート類、ニトリル類、イソシアネート類、シクロヘキシルベンゼン、t−アミルベンゼン、t−ブチルベンゼン、スルホン酸エステルからなる群のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の非水系電解液。 At least one selected from the group consisting of cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, cyclic carbonates having a halogen atom, nitriles, isocyanates, cyclohexylbenzene, t-amylbenzene, t-butylbenzene, and sulfonate esters. nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains. ニトリル類またはイソシアネート類のうち少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に非水系電解液。 The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 4 , comprising at least one of nitriles or isocyanates. 金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池であって、 請求項1乃至のいずれか1項に記載の非水系電解液を用いることを特徴とする非水系電解液二次電池。 A positive electrode having a positive active material capable of metal ions absorbing and releasing, a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode having a negative electrode active material capable of storing and releasing metal ions, of claims 1 to 5 A non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte solution according to any one of the above.
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CN111868995A (en) * 2018-03-23 2020-10-30 松下知识产权经营株式会社 Lithium secondary battery
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307769A (en) * 2000-04-19 2001-11-02 Mitsui Chemicals Inc Electrolyt solution for lithium storage battery and secondary battery using the same
KR100759739B1 (en) * 2000-10-03 2007-10-04 우베 고산 가부시키가이샤 Lithium secondary cell and nonaqueous electrolyte
JP5073161B2 (en) * 2004-10-13 2012-11-14 三星エスディアイ株式会社 Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery, lithium secondary battery and secondary battery system
JP2007242411A (en) * 2006-03-08 2007-09-20 Sony Corp Battery and electrolyte composition
JP2008171576A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Sony Corp Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution battery using this
JP5668913B2 (en) * 2009-08-28 2015-02-12 株式会社エクォス・リサーチ Lithium ion battery

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