JP6238411B2 - Non-aqueous secondary battery electrolyte and non-aqueous secondary battery - Google Patents

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

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Description

本発明は非水二次電池用電解液およびそれを用いた非水二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolyte for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery using the same.

リチウムイオン二次電池は、鉛電池やニッケルカドミウム電池と比較して、充放電において、大きなエネルギー密度を実現することができる。この特性を利用して、携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器への適用が広く普及している。これに伴い、ポータブル電子機器の電源として、特に軽量で高エネルギー密度が得られる二次電池の開発が進められている。さらには、その小型・軽量化および長寿命、信頼性が強く求められている。今後大容量化が予想される電気自動車や蓄電設備等の用途においては高い信頼性が求められ、電池性能と信頼性との両立が一層強く要求される。   Lithium ion secondary batteries can achieve a large energy density in charge and discharge compared to lead batteries and nickel cadmium batteries. Utilizing this characteristic, application to portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers is widespread. Accordingly, as a power source for portable electronic devices, development of a secondary battery that is particularly lightweight and capable of obtaining a high energy density is in progress. In addition, there is a strong demand for small size, light weight, long life, and reliability. High reliability is required for applications such as electric vehicles and power storage equipment, which are expected to increase in capacity in the future, and there is a strong demand for both battery performance and reliability.

リチウムイオン二次電池の電解液としては、プロピレンカーボネートあるいはジエチルカーボネートなどのカーボネート系の溶媒と、六フッ化リン酸リチウムなどの電解質塩との組み合わせが広く用いられている。これらの物質は導電率が高く、電位的にも安定だからである。   As an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery, a combination of a carbonate solvent such as propylene carbonate or diethyl carbonate and an electrolyte salt such as lithium hexafluorophosphate is widely used. This is because these substances have high conductivity and are stable in potential.

一方、このような低分子量の可燃性有機化合物を成分に含むため、その難燃性の付与が重要である。この改善を目的として、電解液中にホスファゼン化合物を含有させる技術が提案されている(特許文献1〜6参照)。   On the other hand, since such a low molecular weight combustible organic compound is contained in the component, it is important to impart flame retardancy. For the purpose of this improvement, a technique for including a phosphazene compound in an electrolytic solution has been proposed (see Patent Documents 1 to 6).

特開2005−190873号公報JP 2005-190873 A 国際公開第2010/101179号パンフレットInternational Publication No. 2010/101179 Pamphlet 特許第4458841号明細書Japanese Patent No. 4458841 特開2006−286571号公報JP 2006-286571 A 特開2009−161559号公報JP 2009-161559 A 国際公開第2013/047342号パンフレットInternational Publication No. 2013/047342 Pamphlet

近年、難燃性だけでなく電池の諸性能との両立が必要とされ、充放電を繰り返しても電池特性の劣化が生じない電池が求められてきている。さらに、その利用が進む高電位の電池使用にも好適に対応することが望まれる。
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、電池性能の低下を抑制しつつ、難燃性を向上させることができる非水電解液および二次電池の提供を目的とする。また、必要により、高電位や高温・低温の使用条件にも適合し、上記の優れた性能を発揮する非水二次電池用電解液および二次電池の提供を目的とする。
In recent years, it is necessary to achieve not only flame retardancy but also various battery performances, and there has been a demand for a battery in which deterioration of battery characteristics does not occur even when charging and discharging are repeated. Furthermore, it is desired to suitably cope with the use of high-potential batteries that are increasingly used.
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a nonaqueous electrolytic solution and a secondary battery that can improve flame retardancy while suppressing deterioration in battery performance. Moreover, it aims at provision of the electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries and a secondary battery which adapt also to the use conditions of high electric potential, high temperature, and low temperature as needed, and show said outstanding performance.

上記の課題は以下の手段により解決された。
〔1〕非水溶剤、電解質、リン含有化合物(A)および金属錯体(B)を含有し、
上記金属錯体(B)が、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される部分構造を有し、Mに配位する配位子がNRm3m4のみである化合物、下記式(1)で表される化合物または下記式(8’)で表される化合物であり、
上記リン含有化合物(A)が下記式(A1)で表される化合物または下記式(A2)で表される構造を有する化合物である非水二次電池用電解液。

Figure 0006238411
式(I)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
m1はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。複数のRm1が互いに連結して、脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。
aは0〜5の整数を表す。
およびYはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、−(S)n−Ra、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基またはヘテロアリール基を表す。ここで、Raは水素原子または置換基を表し、nは1〜8の整数を表す。さらに、XとYが互いに連結して、Mを含む環を形成してもよい。
m1およびn1は0≦m1+n1≦3を満たす整数である。cは0〜2の整数である。
は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルファニル基、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、または上記式(C)で表される基を表す。
式(CP)中、Rm2はRm1と同義の基を表す。*はMと結合する結合手を表す。bは0〜5の整数を表す。Rm1とRm2は互いに連結していてもよい。
式(II)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
m3およびRm4は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基またはハロゲン原子を表す。Rm3とRm4は互いに連結していてもよい。
式(1)中、Mは中心金属を表す。
は芳香族環または芳香族複素環を表す。
はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rが複数ある場合、Rは互いに結合もしくは縮合してもよく、複数のRで環を形成してもよい。
XはCRまたは窒素原子を表す。ここで、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基またはアリールチオ基を表す。RとRは互いに結合または縮合して環を形成してもよい。
Yは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−S−Ra、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される1座の配位子を表す。ここで、Raは水素原子または置換基を表す。
は置換基を表す。
kは1〜4の整数を表す。lは0〜3の整数を表す。mは0〜2の整数を表す。
式(8’)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。Rooは水素原子またはRで規定される基を表す。複数のRは互いに異なっていてもよい。
noは1〜8の整数を表す。
Figure 0006238411
式(A1)、(A2)中、Ra 11 〜Ra 13 は独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基または−(CH n3 C(=O)−(O) m3 Rb を表す。n3は0または1を表す。m3は0または1を表す。Rb はアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。X は酸素原子、硫黄原子またはN(Ra 14 )を表す。Ra 14 は水素原子または1価の置換基を表す。Ra 21 はそれぞれ独立に1価の置換基を表す。近接のR 21 は置換基同士が環を形成していてもよい。n2は2以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成してもよい。
〔2〕上記金属錯体(B)の中心金属が第4〜第8族遷移元素またはランタノイドである〔1〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔3〕上記式(1)で表される化合物が下記式(2)〜(5)のいずれかで表される〔1〕または〔2〕に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(2)〜(5)中、M、A、R、Y、k、lおよびmは上記式(1)における各定義と同じである。Aは上記式(1)におけるAと同義である。BおよびBは含窒素芳香族複素環を表す。R〜Rは上記式(1)におけるRと同義である。RとRは、互いに結合もしくは縮合してBおよびBの一部とともに環を形成してもよい。RおよびRは、それぞれ独立に、上記式(1)におけるRと同義である。Lはアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはアルケニレン基を表す。n、oおよびpは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。
〕上記式(A2)で表される構造を有する化合物が下記式(A2−1)または(A2−2)で表される〔1〕〜〔3〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(A2−1)、(A2−2)中、Ra31〜Ra36、Ra41〜Ra48は、上記Ra21と同義である。
〕上記式(A2−1)で表される構造を有する化合物が下記式(A2−1−1)または(A2−1−2)のいずれかで表される〔〕に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(A2−1−1)、(A2−1−2)中、Ra51〜Ra52はそれぞれ独立にアルコキシ基またはジアルキルアミノ基を表す。
〕上記Ra51〜Ra52がジアルキルアミノ基である〔〕に記載の非水二次電池用電解液。
〕電解液が更に、芳香族性化合物、ハロゲン含有化合物、重合性化合物、硫黄含有化合物、ケイ素含有化合物、ニトリル化合物、ホウ素含有化合物およびイミド化合物から選ばれる少なくとも1種を含有する〔1〕〜〔〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
〕上記リン含有化合物(A)の電解液(電解質を含む全量)中の濃度が0.5質量%以上30質量%以下である〔1〕〜〔〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
〕上記金属錯体(B)の電解液(電解質を含む全量)中の濃度が0.001質量%以上10質量%以下である〔1〕〜〔〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
10〕上記リン含有化合物(A)の含有量(100質量部)に対して、上記金属錯体(B)の含有量が0.01質量部以上10質量部以下である〔1〕〜〔〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
11〕上記金属錯体(B)の中心金属が、Ti、Zr、HfまたはVである〔1〕〜〔10〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液。
12〕正極、負極および〔1〕〜〔11〕のいずれか1つに記載の非水二次電池用電解液をそれぞれ具備する非水二次電池。
13〕上記正極の活物質が、Niおよび/またはMn原子を含有する〔12〕に記載の非水二次電池。
14〕上記負極の活物質が、炭素、ケイ素、チタンおよびスズから選ばれる少なくとも1種を含有する〔12〕または〔13〕に記載の非水二次電池。
The above problem has been solved by the following means.
[1] containing a nonaqueous solvent, an electrolyte, a phosphorus-containing compound (A) and a metal complex (B),
The metal complex (B) has a compound represented by the following formula (I) and a partial structure represented by the following formula (II), and the ligand coordinated to M m is only NR m3 R m4 . a compound, Ri compound der represented by a compound represented by or formula by the following formula (1) (8 '),
An electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery, wherein the phosphorus-containing compound (A) is a compound represented by the following formula (A1) or a compound having a structure represented by the following formula (A2) .
Figure 0006238411
In the formula (I), M m is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R m1 represents an alkyl group, alkylsilyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, amino group, amide group, acyloxy group, cyano group, carboxyl group, carbonyl group-containing group, sulfonyl group-containing group, phosphino group or Represents a halogen atom. A plurality of R m1 may be connected to each other to form an aliphatic or aromatic ring.
a represents an integer of 0 to 5.
X m and Y m are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, silylamino group, a sulfonic acid group, isocyanate group, isothiocyanate group, - (S) n-Ra , phosphinyl groups, A carbonyl group-containing group, a halogen atom, an aryl group or a heteroaryl group is represented. Here, Ra represents a hydrogen atom or a substituent, and n represents an integer of 1 to 8. In addition, X m and Y m are connected to each other, they may form a ring containing M m.
m1 and n1 are integers satisfying 0 ≦ m1 + n1 ≦ 3. c is an integer of 0-2.
T 1 is a hydrogen atom, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, alkylamino group, silylamino group, sulfonic acid group, isocyanate group, isothiocyanate group, sulfanyl group, phosphinyl group, carbonyl group-containing group, halogen atom, aryl group, It represents a heteroaryl group or a group represented by the above formula (C P ).
In the formula (CP), R m2 represents a group having the same meaning as R m1 . * Represents a bond that bonds to M m . b represents an integer of 0 to 5. R m1 and R m2 may be connected to each other.
In the formula (II), M m is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R m3 and R m4 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkylsilyl group or a halogen atom. R m3 and R m4 may be connected to each other.
In formula (1), M represents a central metal.
A 1 represents an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring.
R 1 represents an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. When there are a plurality of R 1 s , R 1 may be bonded or condensed to each other, and a plurality of R 1 may form a ring.
X represents CR 2 or a nitrogen atom. Here, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a mercapto group, an alkylthio group, or an arylthio group. R 1 and R 2 may be bonded to each other or condensed to form a ring.
Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, a silylamino group, a sulfonic acid group, an isocyanic acid group, an isothiocyanic acid group, -S-Ra, a phosphinyl group, a carbonyl group-containing group and a halogen atom. Represents a selected monodentate ligand. Here, Ra represents a hydrogen atom or a substituent.
R 3 represents a substituent.
k represents an integer of 1 to 4. l represents an integer of 0 to 3. m represents an integer of 0-2.
In the formula (8 ′), Mo is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R o is an alkyl group, alkylsilyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, amino group, amide group, acyloxy group, cyano group, carboxyl group, carbonyl group-containing group, sulfonyl group-containing group, phosphino group or Represents a halogen atom. R oo represents a hydrogen atom or a group defined by R o . A plurality of R o may be different from each other.
no represents an integer of 1 to 8.
Figure 0006238411
Formula (A1), (A2) in, to Ra 11 to Ra 13 independently, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, an amino group, or - (CH 2) n3 C ( = O) - (O) representing the m3 Rb 4. n3 represents 0 or 1. m3 represents 0 or 1. Rb 4 represents an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or an aralkyl group. X n represents an oxygen atom, a sulfur atom, or N (Ra 14 ). Ra 14 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. Ra 21 each independently represents a monovalent substituent. In the adjacent R 21, the substituents may form a ring. n2 represents an integer of 2 or more, and bond ends may be bonded to form a ring.
[2] The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to [1], wherein the central metal of the metal complex (B) is a Group 4 to Group 8 transition element or a lanthanoid.
[3] The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to [1] or [2], wherein the compound represented by the formula (1) is represented by any one of the following formulas (2) to (5).
Figure 0006238411
In the formulas (2) to (5), M, A 1 , R 3 , Y, k, l and m are the same as the definitions in the above formula (1). A 2 has the same meaning as A 1 in the above formula (1). B 1 and B 2 represent a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring. R 4 to R 6 have the same meaning as R 3 in the above formula (1). R 4 and R 6 may be bonded to each other or condensed to form a ring together with a part of B 1 and B 2 . R 7 and R 8 are each independently synonymous with R 2 in the above formula (1). L represents an alkylene group, an arylene group, a heteroarylene group or an alkenylene group. n, o and p each independently represent an integer of 0 to 3.
[ 4 ] The compound having the structure represented by the formula (A2) is represented by the following formula (A2-1) or (A2-2): [ 1] to [3] Electrolyte for water secondary battery.
Figure 0006238411
In formulas (A2-1) and (A2-2), Ra 31 to Ra 36 and Ra 41 to Ra 48 have the same meaning as Ra 21 described above.
[5] Non-described compound having a structure represented by the above formula (A2-1) is the following formula (a2-1-1) or (a2-l-2) represented by any one of [4] Electrolyte for water secondary battery.
Figure 0006238411
In formulas (A2-1-1) and (A2-1-2), Ra 51 to Ra 52 each independently represents an alkoxy group or a dialkylamino group.
[6] a non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to the Ra 51 to Ra 52 is an dialkylamino group [5].
[ 7 ] The electrolytic solution further contains at least one selected from an aromatic compound, a halogen-containing compound, a polymerizable compound, a sulfur-containing compound, a silicon-containing compound, a nitrile compound, a boron-containing compound and an imide compound [1] The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries as described in any one of-[ 6 ].
[ 8 ] The concentration of the phosphorus-containing compound (A) in the electrolyte solution (total amount including the electrolyte) is 0.5% by mass or more and 30% by mass or less, according to any one of [1] to [ 7 ] Electrolyte for non-aqueous secondary battery.
[ 9 ] The non-concentration according to any one of [1] to [ 8 ], wherein the concentration of the metal complex (B) in the electrolytic solution (total amount including the electrolyte) is 0.001% by mass or more and 10% by mass or less. Electrolyte for water secondary battery.
[10] The content of the phosphorus-containing compound (A) with respect to (100 parts by weight), is equal to or less than 10 parts by mass or more 0.01 part by weight content of the metal complex (B) [1] to [9 ] The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries as described in any one of.
[ 11 ] The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [ 10 ], wherein the central metal of the metal complex (B) is Ti, Zr, Hf, or V.
[ 12 ] A nonaqueous secondary battery comprising the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte for a nonaqueous secondary battery according to any one of [1] to [ 11 ].
[ 13 ] The nonaqueous secondary battery according to [ 12 ], wherein the positive electrode active material contains Ni and / or Mn atoms.
[ 14 ] The nonaqueous secondary battery according to [ 12 ] or [ 13 ], wherein the negative electrode active material contains at least one selected from carbon, silicon, titanium, and tin.

本明細書において、特定の符号で表示された置換基や連結基等が複数あるとき、あるいは複数の置換基等(置換基数の規定も同様)を同時もしくは択一的に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。また、複数の置換基等が近接するときにはそれらが互いに結合したり縮合したりして環を形成していてもよい。   In this specification, when there are a plurality of substituents or linking groups indicated by a specific symbol, or when a plurality of substituents etc. (same definition of the number of substituents) are specified simultaneously or alternatively, The substituents and the like may be the same as or different from each other. Further, when a plurality of substituents and the like are close to each other, they may be bonded to each other or condensed to form a ring.

本発明の非水電解液は、これを備えた二次電池において、充放電における容量劣化を抑制し、かつ難燃性を向上させることができる。さらに、必要により、高電位や高温・低温の使用条件にも適合し、上記の優れた性能を発揮する。   The nonaqueous electrolytic solution of the present invention can suppress capacity deterioration during charging and discharging and improve flame retardancy in a secondary battery equipped with the same. Furthermore, if necessary, it is suitable for high potential and high / low temperature use conditions and exhibits the above-mentioned excellent performance.

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

本発明の非水二次電池用電解液は、リン含有化合物と金属錯体とを含有する。以下、本発明の好ましい実施形態を中心に詳細に説明する。   The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery of the present invention contains a phosphorus-containing compound and a metal complex. Hereinafter, it demonstrates in detail centering on preferable embodiment of this invention.

[リン含有化合物(A)]
リン含有化合物(A)としては、特に制限はないが、P−O結合、P=O結合、P−N結合、P=Nから選ばれる少なくとも1種を有している化合物が好ましい。リン含有化合物(A)としては下記式(A1)で表される化合物または下記式(A2)で表される構造を有する化合物が好ましい。
このため、本発明では、リン含有化合物(A)として下記式(A1)で表される化合物または下記式(A2)で表される構造を有する化合物を使用する。
[Phosphorus-containing compound (A)]
Although there is no restriction | limiting in particular as a phosphorus containing compound (A), The compound which has at least 1 sort (s) chosen from PO bond, P = O bond, PN bond, and P = N is preferable. The phosphorus-containing compound (A) is preferably a compound represented by the following formula (A1) or a compound having a structure represented by the following formula (A2).
Therefore, in the present invention, a compound represented by the following formula (A1) or a compound having a structure represented by the following formula (A2) is used as the phosphorus-containing compound (A).

Figure 0006238411
Figure 0006238411

(A1)において
Ra11〜Ra13は、それぞれ独立に、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、または−(CHn3C(=O)−(O)m3Rb(n3=0または1、m3=0または1、Rbはアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基である。)である。
は酸素原子、硫黄原子、N(Ra14)を表す。Ra14は水素原子または1価の置換基を表す。
Ra11〜Ra13におけるアルキル基としては炭素数1〜4が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、炭素数7〜20のアラルキル基であることが好ましく、炭素数7〜11のアラルキル基であることがより好ましい。具体的には、−Alk−Arにおいて、Alkが炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、Arが炭素数6〜14のアリール基が好ましい。
アルコキシ基としては炭素数1〜8が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの無置換アルコキシ基、2、2、2−トリフロロエトキシ基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロイソプロポキシ基、パーフロロブチルエチル基などのフッ素置換されたアルコキシ基が挙げられ、メトキシ基、2、2、2−トリフロロエトキシ基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロイソプロポキシ基が好ましい。
アラルキルオキシ基としては、炭素数7〜20のアラルキルオキシ基であることが好ましく、炭素数7〜11のアラルキルオキシ基であることがより好ましい。具体的には、−O−Alk−Arにおいて、Alkが炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、Arが炭素数6〜14のアリール基が好ましい。
アリールオキシ基としてはフェノキシ基、フッ素置換されたフェノキシ基が好ましい。
ハロゲン原子としては塩素原子、フッ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
アミノ基としてはジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基など総炭素数2〜8のジアルキルアミノ基が好ましい。
−(CHn3C(=O)−(O)m3RbにおけるRbとしては、アルキル基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アルケニル基(炭素数2〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)、アリール基(炭素数6〜22が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10が特に好ましい)、アラルキル基(炭素数7〜23が好ましく、7〜15がより好ましく、7〜11が特に好ましい)が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
Ra14における1価の置換基として好ましくはアルキル基(炭素数1〜6が好ましい)、−S(=O)Ra15(Ra15はアルキル基(炭素数1〜6が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、アラルキル基(炭素数7〜15が好ましい)、アルケニル基(炭素数1〜6が好ましい))、−P(=O)(Ra16(Ra16はアルコキシ基(炭素数1〜6が好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6〜14が好ましい)、アルキル基(炭素数1〜6が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、ハロゲン原子)を挙げることができる。
上記のアルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、Rb、Ra14、Ra15、Ra16は置換基Tを有してもよく、なかでもハロゲン原子(フッ素原子)を有することが好ましい。
In (A1), Ra 11 to Ra 13 are each independently an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aralkyloxy group, a halogen atom, an amino group, or — (CH 2 ) n3 C (═O). -(O) m3 Rb 4 (n3 = 0 or 1, m3 = 0 or 1, Rb 4 is an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or an aralkyl group).
X n represents an oxygen atom, a sulfur atom, or N (Ra 14 ). Ra 14 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.
The alkyl group in Ra 11 to Ra 13 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group.
The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and more preferably an aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms. Specifically, in -Alk-Ar, Alk is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Ar is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms.
The alkoxy group preferably has 1 to 8 carbon atoms, and is an unsubstituted alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, or a butoxy group, 2,2,2-trifluoroethoxy group, 1,1,1,3,3,3- Examples include fluorine-substituted alkoxy groups such as hexafluoroisopropoxy group and perfluorobutylethyl group, methoxy group, 2,2,2-trifluoroethoxy group, 1,1,1,3,3,3-hexa A fluoroisopropoxy group is preferred.
The aralkyloxy group is preferably an aralkyloxy group having 7 to 20 carbon atoms, and more preferably an aralkyloxy group having 7 to 11 carbon atoms. Specifically, in -O-Alk-Ar, Alk is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Ar is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms.
The aryloxy group is preferably a phenoxy group or a fluorine-substituted phenoxy group.
As a halogen atom, a chlorine atom and a fluorine atom are preferable, and a fluorine atom is more preferable.
The amino group is preferably a dialkylamino group, and a dialkylamino group having 2 to 8 carbon atoms in total, such as a dimethylamino group, a diethylamino group, or a dibutylamino group.
- (CH 2) n3 C ( = O) - The Rb 4 in (O) m3 Rb 4, alkyl group (1 to 12 carbon atoms, more preferably 1-6, particularly preferably 1 to 3), An alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms, particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), an aralkyl group (carbon number) 7-23 are preferable, 7-15 are more preferable, and 7-11 are particularly preferable), and a methyl group and an ethyl group are more preferable.
The monovalent substituent in Ra 14 is preferably an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), -S (= O) 2 Ra 15 (Ra 15 is an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), or an aryl group. (Preferably 6 to 14 carbon atoms), aralkyl group (preferably 7 to 15 carbon atoms), alkenyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms), -P (= O) (Ra 16 ) 2 (Ra 16 is Alkoxy group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), aryloxy group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), halogen Atom).
The above alkyl group, aralkyl group, alkoxy group, aralkyloxy group, aryloxy group, amino group, Rb 4 , Ra 14 , Ra 15 , Ra 16 may have a substituent T, particularly a halogen atom (fluorine It is preferable to have atoms.

(A2)において
Ra21はそれぞれ独立に1価の置換基を表す。近接のR21は置換基同士が環を形成していても良い。n2は2以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成しても良い。n2は2以上6以下が好ましく、3又は4がより好ましい。
Ra21としては、ハロゲン原子(特にフッ素原子が好ましい)、アルキル基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アルコキシ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、チオアルコキシ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6〜22が好ましく、6〜14がより好ましい)、アリールチオ基(炭素数6〜22が好ましく、6〜14がより好ましい)、アラルキル基(炭素数7〜23が好ましく、7〜15がより好ましい)、アミノ基(炭素数0〜6が好ましく、0〜3がより好ましい)が挙げられる。
Ra21としてより好ましくはアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基である。アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの無置換アルコキシ基、2、2、2−トリフロロエトキシ基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロイソプロポキシ基、パーフロロブチルエチル基などのフッ素置換されたアルコキシ基が好ましい。
アリールオキシ基としはフェノキシ基、フッ素置換フェノキシ基が好ましい。
Ra21がアミノ基である場合、N(Ra23として示されることが好ましい。Ra23は、一価の置換基であり、炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜3のアルキル基が特に好ましい。2つのRa23は互いに異なっていてもよい。Ra23は互いに結合してまたは縮合して環を形成していてもよい。このとき、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を取り込んでいてもよい。形成される環として好ましくは、5員環または6員環が好ましい。5員環としては、含窒素の5員環を含む化合物が好ましく、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、インダゾール、インドール、ベンゾイミダゾール、ピロリジン、イミダゾリジン、ピラゾリジン、インドリン、カルバゾール、またはこれらの誘導体など(いずれもN置換)が挙げられる。6員環としては、ピペリジン、モルホリン、ピペラジン、またはこれらの誘導体など(いずれもN置換)が挙げられる。
In (A2), Ra 21 each independently represents a monovalent substituent. In the adjacent R 21, the substituents may form a ring. n2 represents an integer of 2 or more, and bond ends may be bonded to form a ring. n2 is preferably 2 or more and 6 or less, and more preferably 3 or 4.
Ra 21 is a halogen atom (particularly preferably a fluorine atom), an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3), or an alkoxy group (having 1 to 12 carbon atoms). Preferably, 1-6 are more preferable, 1-3 are especially preferable, thioalkoxy group (C1-C12 is preferable, 1-6 are more preferable, and 1-3 are especially preferable), and an aryloxy group (carbon number). 6-22 are preferred, 6-14 are more preferred), arylthio groups (preferably 6-22 carbon atoms, more preferred 6-14), aralkyl groups (preferably 7-23 carbon atoms, more preferably 7-15). ), And an amino group (having preferably 0 to 6 carbon atoms, more preferably 0 to 3 carbon atoms).
Ra 21 is more preferably an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, or an amino group. As alkoxy groups, unsubstituted alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, butoxy group, 2,2,2-trifluoroethoxy group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy group, perfluoro group A fluorine-substituted alkoxy group such as a butylethyl group is preferred.
The aryloxy group is preferably a phenoxy group or a fluorine-substituted phenoxy group.
When Ra 21 is an amino group, it is preferably shown as N (Ra 23 ) 2 . Ra 23 is a monovalent substituent, preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The two Ra 23 may be different from each other. Ra 23 may be bonded to each other or condensed to form a ring. At this time, a hetero atom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom may be incorporated. The ring to be formed is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring. The 5-membered ring is preferably a compound containing a nitrogen-containing 5-membered ring, such as pyrrole, imidazole, pyrazole, indazole, indole, benzimidazole, pyrrolidine, imidazolidine, pyrazolidine, indoline, carbazole, or derivatives thereof (all N substitution). Examples of the 6-membered ring include piperidine, morpholine, piperazine, and derivatives thereof (all are N-substituted).

上記式(A2)で表される構造を有する化合物は、下記式(A2−1)または下記式(A2−2)で表される化合物が好ましい。

Figure 0006238411
The compound having a structure represented by the above formula (A2) is preferably a compound represented by the following formula (A2-1) or the following formula (A2-2).
Figure 0006238411

Ra31〜Ra36はRa21と同義であり、好ましくはRa31〜Ra36のうち3〜6個(好ましくは4又は5個、より好ましくは5個)がフッ素原子であり、0〜3個(好ましくは1又は2個、より好ましくは1個)がアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、およびアミノ基のいずれかである。 Ra 31 to Ra 36 have the same meaning as Ra 21 , preferably 3 to 6 (preferably 4 or 5, more preferably 5) of Ra 31 to Ra 36 are fluorine atoms, and 0 to 3 (Preferably 1 or 2, more preferably 1) is any of an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, and an amino group.

Ra41〜Ra48はRa21と同義であり、好ましくはRa41〜Ra48のうち5〜8個(好ましくは6又は7個、より好ましくは7個)がフッ素原子であり、0〜3個(好ましくは1又は2個、より好ましくは1個)がアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基である。 Ra 41 to Ra 48 have the same meaning as Ra 21 , and preferably 5 to 8 (preferably 6 or 7, more preferably 7) of Ra 41 to Ra 48 are fluorine atoms, and 0 to 3 (Preferably 1 or 2 and more preferably 1) is an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom or an amino group.

上記式(A2−1)で表される構造を有する化合物は、下記式(A2−1−1)または(A2−1−2)のいずれかで表される化合物が好ましく、式(A2−1−1)で表されることが特に好ましい。

Figure 0006238411
Ra51〜Ra52はそれぞれ独立にRa21と同義であり、好ましくはアルコキシ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6〜14が好ましい)、アルキル基(炭素数1〜6が好ましい)、ハロゲン原子、アミノ基(炭素数0〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)である。電解液への難燃性付与の観点から、Ra51〜Ra52はそれぞれ独立にアルコキシ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、又はジアルキルアミノ基(炭素数2〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)が好ましく、ジアルキルアミノ基(炭素数2〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)がさらに好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、メチルエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、エチルプロピルアミノ基が特に好ましい。 The compound having the structure represented by the above formula (A2-1) is preferably a compound represented by any one of the following formulas (A2-1-1) or (A2-1-2). -1) is particularly preferable.
Figure 0006238411
Ra 51 to Ra 52 are each independently synonymous with Ra 21 , preferably an alkoxy group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), an aryloxy group (carbon number). 6 to 14 are preferable), an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), a halogen atom, and an amino group (preferably having 0 to 12 carbon atoms and more preferably 2 to 6 carbon atoms). From the viewpoint of imparting flame retardancy to the electrolytic solution, Ra 51 to Ra 52 are each independently an alkoxy group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 and particularly preferably 1 to 3), or dialkylamino. Group (C2-C12 is preferable, C2-C6 is more preferable), dialkylamino group (C2-C12 is preferable, C2-C6 is more preferable) is more preferable, dimethylamino group, diethylamino group, A dipropylamino group, a methylethylamino group, a methylpropylamino group, and an ethylpropylamino group are particularly preferable.

なお、1分子中に複数存在するRa11〜Ra16、Ra21〜Ra23、Ra31〜Ra36、Ra41〜Ra48、Ra51〜Ra52、Rbは、互いに同じであっても異なっていてもよい。 Ra 11 to Ra 16 , Ra 21 to Ra 23 , Ra 31 to Ra 36 , Ra 41 to Ra 48 , Ra 51 to Ra 52 , and Rb 4 present in plural in one molecule may be the same or different. It may be.

式(A1)または(A2)で表される化合物の好ましい具体例を以下に示す(Phはフェニル基、Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基)。

Figure 0006238411
Preferred specific examples of the compound represented by the formula (A1) or (A2) are shown below (Ph is a phenyl group, Me is a methyl group, Et is an ethyl group, and Bu is a butyl group).
Figure 0006238411

Figure 0006238411
Figure 0006238411

上記リン含有化合物は1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記リン含有化合物の非水二次電池用電解液中の濃度は特に限定されないが、電解質を含む量を全量として、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。上限側の規定としては、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。リン含有化合物をこの下限値以上で配合することにより、十分な難燃性を付与することができ、かつ電池性能においても良好な充放電性を実現することができる。
The said phosphorus containing compound may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
The concentration of the phosphorus-containing compound in the electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries is not particularly limited, but the total amount including the electrolyte is preferably 0.5% by mass or more, and preferably 1% by mass or more. More preferred is 3% by mass or more. The upper limit is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. By blending the phosphorus-containing compound at the lower limit value or more, sufficient flame retardancy can be imparted, and good charge / discharge properties can be realized in battery performance.

リン酸化合物やホスファゼン化合物は市販のものを利用する、あるいはそれを修飾して所望の構造の化合物とすることができる。ホスファゼン化合物に特定の置換基を導入する方法としては、例えばアルコキシ置換されたフッ化ホスファゼンは、(PNFで表される化合物と、R−OM(式中、Rはアルキル基、Mはアルカリ金属を示す。)で表されるアルコラート、あるいはR−OH(式中、Rは上記と同義。)で表されるアルコールを、無触媒、あるいは炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の塩基性触媒の存在下に反応させる方法等が提案されている(特開2009−161559号公報、特開2001−335590号公報、特開2001−139584号公報、国際公開第03/005479号パンフレット、特表2001−516492号公報)。また、アミノ基が置換されたフッ素化ホスファゼンの合成については、(PNFで表される化合物と、2当量のアミンを反応させる方法(Journal of the Chemical Society [Section] A: Inorganic, Physical, Theoretical, 1970 , p.2324 - 2329)が知られている。 A commercially available phosphoric acid compound or phosphazene compound can be used, or it can be modified to obtain a compound having a desired structure. As a method of introducing a specific substituent into a phosphazene compound, for example, an alkoxy-substituted fluorinated phosphazene is a compound represented by (PNF 2 ) n and R-OM (wherein R is an alkyl group, M is An alcoholate represented by an alkali metal) or an alcohol represented by R—OH (wherein R is as defined above) is non-catalyzed or a basic catalyst such as sodium carbonate or potassium carbonate is present. The method of making it react below is proposed (Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-161559, Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-335590, Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-139484, pamphlet of international publication 03/005479, special table 2001-516492). Issue gazette). As for the synthesis of a fluorinated phosphazene substituted with an amino group, a method of reacting a compound represented by (PNF 2 ) n with 2 equivalents of an amine (Journal of the Chemical Society [Section] A: Inorganic, Physical , Theoretical, 1970, p.2324-2329).

[金属錯体(B)]
属錯体は、金属原子またはイオンに他の原子、分子、イオンが結合した化学種をいう。結合の種類としては、共有結合、イオン結合、配位結合が挙げられる。これらの中でも金属−炭素結合(アルケン錯体、シクロペンタジエニル錯体などの金属−炭素π結合も含む)、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合、金属−リン結合から選ばれる少なくとも1種を含有していることが好ましい。また、金属に結合している他の原子、分子、イオン(これらを配位子と呼ぶこともある)のうち少なくとも1つは炭素原子を有する有機金属錯体であることが好ましい。
本発明において、「中心金属」とは、金属元素の他、金属酸化物も含めるものとする。中心金属は、第4族遷移元素(例えば、Ti、Zr、Hfなど)、第5族遷移元素(例えば、V、Nb、Taなど)、第6族遷移元素(例えば、Cr、Moなど)、第7族遷移元素(例えば、Mnなど)、第8族遷移元素(例えば、Fe、Ruなど)、第11族遷移元素(例えば、Cuなど)、第12族遷移元素(例えば、Znなど)などが挙げられる。中でも、第4族〜第8族遷移元素が好ましく、Ti、Zr、Hf、Vであることがより好ましく、Ti、Zrであることが最も好ましい。希土類金属元素としては、具体的に、ランタノイド(例えば、Y、La、Ce、Sw、Nd、Lu、Er、Yb、Gdなど)が挙げられる。中でも、Ce、Cd、Erであることが好ましい。非遷移金属としてはAl、Si、SnSbが好ましい。金属酸化物としては、上記で例示した金属元素の酸化物が挙げられ、上記好ましい範囲で例示した金属元素の酸化物が好ましい。
金属−炭素結合を形成する配位子としては、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基などが挙げられる。金属−炭素π結合を形成する配位子としては、アルケン配位子、アリル配位子、シクロペンタジエニル構造を有する配位子が挙げられる。
金属−窒素結合を形成する配位子としては*−NR−*(Rは1価の有機基)、*−N−*、*−C(=O)−N−*、*−N=*から選ばれる構造を有する配位子が揚げられる(*は結合手)。ピリジン構造、イミダゾール構造、フェナントロリン構造など含窒素ヘテロ環構造も好ましい。
金属−酸素結合を形成する配位子としては、アルコキシド、アリールオキシド、カルボニル基、カルボキシレート基、エーテル基、などが挙げられる。金属アルコキシド、金属アセチルアセトナト錯体、金属カルボキシレート錯体などが好ましい。
金属−硫黄結合を形成する配位子としては、チオカルボキシレート、チオレートなどが挙げられる。
金属−リン結合を形成する配位子としては、ホスフィン誘導体が挙げられる。
[Metal Complex (B)]
Metallic complexes refers other atoms to the metal atom or ion, molecule, chemical species ions are bound. Examples of the type of bond include a covalent bond, an ionic bond, and a coordination bond. Among these, at least selected from metal-carbon bonds (including metal-carbon π bonds such as alkene complexes and cyclopentadienyl complexes), metal-nitrogen bonds, metal-oxygen bonds, metal-sulfur bonds, and metal-phosphorus bonds. It is preferable to contain 1 type. In addition, it is preferable that at least one of other atoms, molecules, and ions (sometimes referred to as a ligand) bonded to a metal is an organometallic complex having a carbon atom.
In the present invention, the “center metal” includes a metal oxide as well as a metal element. Central metals include Group 4 transition elements (eg, Ti, Zr, Hf, etc.), Group 5 transition elements (eg, V, Nb, Ta, etc.), Group 6 transition elements (eg, Cr, Mo, etc.), Group 7 transition elements (eg, Mn, etc.), Group 8 transition elements (eg, Fe, Ru, etc.), Group 11 transition elements (eg, Cu, etc.), Group 12 transition elements (eg, Zn, etc.), etc. Is mentioned. Among them, the Group 4 to Group 8 transition elements are preferable, Ti, Zr, Hf, and V are more preferable, and Ti and Zr are most preferable. Specific examples of rare earth metal elements include lanthanoids (eg, Y, La, Ce, Sw, Nd, Lu, Er, Yb, Gd, etc.). Of these, Ce, Cd, and Er are preferable. As the non-transition metal, Al, Si, Sn , and Sb are preferable. Examples of the metal oxide include oxides of the metal elements exemplified above, and oxides of the metal elements exemplified in the preferred range are preferable.
Examples of the ligand that forms a metal-carbon bond include an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, and an aryl group. Examples of the ligand that forms a metal-carbon π bond include an alkene ligand, an allyl ligand, and a ligand having a cyclopentadienyl structure.
Metal - as ligands forming nitrogen bonds * -NR - * (R is a monovalent organic group), * - N - - * , * - C (= O) -N - - *, * - N = Ligand having a structure selected from * is fried (* is a bond). Nitrogen-containing heterocyclic structures such as a pyridine structure, an imidazole structure, and a phenanthroline structure are also preferable.
Examples of the ligand that forms a metal-oxygen bond include alkoxides, aryloxides, carbonyl groups, carboxylate groups, ether groups, and the like. Metal alkoxide, metal acetylacetonate complex, metal carboxylate complex and the like are preferable.
Examples of the ligand that forms a metal-sulfur bond include thiocarboxylate and thiolate.
A phosphine derivative is mentioned as a ligand which forms a metal- phosphorus bond.

好ましい配位子として具体的には、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピリジン、2,2’−ビピリジル、1,10−フェナントロリン、イミダゾール、ジメチルグリオキシマト、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、オキザラト、アセチルアセトナト、グリシナト、アラニナト、エチレンジアミンテトラアセテート、テトラフェニルポルフィニラト、N,N’−ジサリチリデンエチレンジアミン、シクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、インダニル、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンなどが挙げられる。   Specific examples of preferred ligands include ethylenediamine, propylenediamine, trimethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, pyridine, 2,2′-bipyridyl, 1,10-phenanthroline, imidazole, dimethylglyoximato, 1,2 -Bis (diphenylphosphino) ethane, 1,2-bis (diphenylphosphino) propane, oxalato, acetylacetonate, glycinato, alaninato, ethylenediaminetetraacetate, tetraphenylporphinelate, N, N'-disalicylideneethylenediamine , Cyclopentadienyl, pentamethylcyclopentadienyl, indanyl, 1,5-cyclooctadiene, norbornadiene and the like.

上記金属錯体は、金属メタロセンであることが好ましく、さらに下記式(I)で表されるものが好ましい。   The metal complex is preferably a metal metallocene, and more preferably represented by the following formula (I).

Figure 0006238411
Figure 0006238411

式中、Mは遷移元素または希土類元素を表す。好ましい遷移元素は、第4〜第8族遷移元素またはランタノイドであり、さらに好ましくは第4〜第6族遷移元素又はランタノイドである。具体的にMは、Fe、Ru、Cr、V、Ta、Mo、Ti、Zr、Hf、Y、La、Ce、Sw、Nd、Lu、Er、Yb、Gdであることが好ましく、次にTi、Zr、Hf、V、Nb、FeEr、Gdであることがさらに好ましく、最も好ましくはTi、Zr、Hf、V、Erである。 In the formula, M m represents a transition element or a rare earth element. Preferred transition elements are Group 4 to Group 8 transition elements or lanthanoids, and more preferably Group 4 to Group 6 transition elements or lanthanoids. Specifically, M m is preferably Fe, Ru, Cr, V, Ta, Mo, Ti, Zr, Hf, Y, La, Ce, Sw, Nd, Lu, Er, Yb, Gd, Ti, Zr, Hf, V, Nb, FeEr, and Gd are more preferable, and Ti, Zr, Hf, V, and Er are most preferable.

・Rm1
m1はアルキル基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルキルシリル基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜6、より好ましくは炭素数1〜4)、アミド基(カルバモイル基)(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基(Ra−CO−)(好ましくは炭素数2〜7、より好ましくは炭素数2〜4)、スルホニル基含有基(Ra−SO−)、ホスフィノ基[PR−:Rは水素原子またはアルキル基](好ましくは炭素数0〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、またはハロゲン原子を表す。複数のm1 が互いに連結して脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。
・ R m1
R m1 is an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkylsilyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably Has 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms, an alkynyl group (preferably 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 6 carbon atoms, more Preferably 1 to 3 carbon atoms, an alkylthio group (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), an amino group (preferably 0 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms). An amide group (carbamoyl group) (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), an acyloxy group (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), a cyano group, Carboxyl Group, a carbonyl group-containing group (Ra-CO -) (preferably having from 2 to 7 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms), a sulfonyl group-containing group (Ra-SO 2 -), a phosphino group [PR 2 -: R represents a hydrogen atom or an alkyl group] (preferably 0 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), or a halogen atom. A plurality of R m1 may be connected to each other to form an aliphatic or aromatic ring.

上記Rm1の好ましいものとしては、上記例示置換基の範囲で、後記置換基Tの例が挙げられる。なかでも、メチル基、n−ブチル基、t−ブチル基、トリメチルシリル基、ホスフィノ基(好ましくは炭素数2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数2〜6、より好ましくは炭素数2〜4)が好ましい。なお、上記Raは水素原子または置換基を表し、置換基の好ましいものとして、後記置換基Tの例が挙げられる。Raはなかでも水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくはメチル基、エチル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜6、より好ましくは炭素数2〜4)、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)、アリール基(好ましくは、炭素数6〜12、より好ましくはフェニル基)、パーフルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4、より好ましくはトリフルオロメチル基)が好ましい。Raについては、以下も同様である。複数のRm1は互いに結合ないし縮合して環を形成していてもよい。 Preferable examples of R m1 include the examples of substituent T described below within the range of the exemplified substituents. Among them, a methyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, a trimethylsilyl group, a phosphino group (preferably having 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms), an alkylamino group (preferably having 2 to 2 carbon atoms). 6, more preferably 2 to 4 carbon atoms. In addition, said Ra represents a hydrogen atom or a substituent, The example of the postscript substituent T is mentioned as a preferable thing of a substituent. Among them, Ra is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group), an alkoxy group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methoxy group or an ethoxy group), amino Group (preferably having 0 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms), halogen atom (preferably fluorine atom), aryl group (preferably having 6 to 12 carbon atoms, more preferably phenyl group), perfluoro An alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a trifluoromethyl group) is preferred. The same applies to Ra. A plurality of R m1 's may be bonded to each other or condensed to form a ring.

・a
aは0〜5の整数を表す。なかでも、0〜4が好ましく、最も好ましくは0あるいは1である。aが2以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。
・ A
a represents an integer of 0 to 5. Among these, 0 to 4 is preferable, and 0 or 1 is most preferable. When a is 2 or more, the plurality of groups defined therein may be the same as or different from each other.

・X,Y
,Yはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6)、シリルアミノ基(好ましくは炭素数0〜10、より好ましくは炭素数2〜6)、スルホン酸基、イソシアネート基(NCO)、イソチオシアネート基(NCS)、スルファニル基(Ra−(S)n−)(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3、nは1〜8の整数を表す。)、ホスフィニル基((Ra)(O=)P−)(好ましくは炭素数0〜10、より好ましくは炭素数0〜6)、カルボニル基含有基(Ra−CO−)(好ましくは、炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、ハロゲン原子、アリール基(好ましくは、炭素数6〜22、より好ましくは炭素数6〜10)、またはヘテロアリール基(好ましくは炭素数2〜8、より好ましくは炭素数2〜4)を表す。X,Yはそれぞれあるいは互いに結合ないし縮合して を含む環を形成していてもよい。例えば、複数のスルファニル基が結合し環状のポリスルフィドとして配位していてもよい。なかでも、メチル基、n−ブチル基、ジアルキルアミノ基、ビス(トリアルキルシリル)アミノ基、イソチアシアネート(NCS)基、X,Yが縮環した を含む環状アルケニル基(ブタジエン配位型メタラサイクル)が好ましい。上記X,Yは、さらに置換基を有していてもよく、その好ましいものとしては、後記置換基Tの例が挙げられる。置換基としては、なかでも、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シリル基、アルキル基などが好ましい。
・ X m , Y m
X m and Y m are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), and an alkenyl group (preferably having 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 carbon atoms). Or 3), an alkoxy group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkylamino group (preferably 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), a silylamino group ( Preferably 0 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), sulfonic acid group, isocyanate group (NCO), isothiocyanate group (NCS), sulfanyl group (Ra- (S) n-) (preferably carbon 1 to 6, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 8.), phosphinyl group ((Ra) 2 (O =) P-) (preferably 0 to 10 carbon atoms, more Preferably charcoal Number 0 to 6), a carbonyl group-containing group (Ra-CO-) (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), a halogen atom, an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms). , More preferably 6 to 10 carbon atoms) or a heteroaryl group (preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms). X m and Y m may be bonded to each other or condensed to form a ring containing M m . For example, a plurality of sulfanyl groups may be bonded and coordinated as a cyclic polysulfide. Among them, methyl group, n- butyl group, a dialkylamino group, bis (trialkylsilyl) amino group, isothiocyanate (NCS) groups, X m, Y m cyclic alkenyl group containing M m which is condensed (butadiene Coordination type metallacycle) is preferred. X m and Y m may further have a substituent, and preferred examples thereof include the substituent T described later. Among these, a heterocyclic group, a halogen atom, a silyl group, an alkyl group, and the like are preferable.

・m1,n1
m1,n1は0≦m1+n1≦3を満たす整数である。n1+m1は1以上であることが好ましい。m1,n1が2以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。
・ M1, n1
m1 and n1 are integers satisfying 0 ≦ m1 + n1 ≦ 3. n1 + m1 is preferably 1 or more. When m1 and n1 are 2 or more, a plurality of groups defined therein may be the same as or different from each other.

・T
は、水素原子、アルキル基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アルケニル基(炭素数2〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)、アルコキシ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アルキルアミノ基(炭素数2〜12が好ましく、2〜6がより好ましい)、シリルアミノ基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)、スルホン酸基、イソシアネート基(NCO)、イソチオシアネート基(NCS)、スルファニル基(SH)、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基(炭素数6〜22が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10が特に好ましい)、ヘテロアリール基(炭素数1〜12が好ましく、2〜5がより好ましい)、または式P)で表される基である。なかでも、水素原子、メチル基、n−ブチル基、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数1〜6)、または式(CP)で表される基であることが好ましい。
・ T 1
T 1 is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), and an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms). ), Alkoxy groups (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), alkylamino groups (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms), silylamino groups (Preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6), sulfonic acid group, isocyanate group (NCO), isothiocyanate group (NCS), sulfanyl group (SH), phosphinyl group, carbonyl group-containing group, halogen atom An aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms, particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), a heteroaryl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, 2 to 5 are more preferable), or a group represented by the formula ( CP) . Among these, a hydrogen atom, a methyl group, an n-butyl group, an alkylamino group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), or a group represented by the formula (CP) is preferable.

m2はRm1と同義の基を表す。*は金属原子Mと結合する結合手を表す。bは0〜5の整数を表す。bが2以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。Rm2は互いに連結されていてもよい。Rm2が結合ないし縮合して形成される環の好ましいものはRm1と同じである。 R m2 represents a group having the same meaning as R m1 . * Represents a bond bonded to the metal atom M. b represents an integer of 0 to 5. When b is 2 or more, the plurality of groups defined therein may be the same as or different from each other. R m2 may be linked to each other. Preferred examples of the ring formed by bonding or condensation of R m2 are the same as those for R m1 .

がアルキルアミノ基であるとき、炭素数1〜6のアルキルアミノ基であることが好ましく、中でも、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基が好ましい。 When T 1 is an alkylamino group, an alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and among them, a dimethylamino group and a diethylamino group are preferable.

cは0〜2の整数である。cが2以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。   c is an integer of 0-2. When c is 2 or more, the plurality of groups defined therein may be the same as or different from each other.

上記式(I)は、下記式(Icp−1)〜(Icp−3)のいずれかで表されることが好ましい。   The above formula (I) is preferably represented by any of the following formulas (Icp-1) to (Icp-3).

Figure 0006238411
式中、M、Rm1、Rm2、a、b、X、Y、m1、n1は上記式(I)と同義である。
Figure 0006238411
In the formula, M m , R m1 , R m2 , a, b, X m , Y m , m1, and n1 have the same meanings as the above formula (I).

上記式(Icp−1)〜(Icp−3)がそれぞれ下記式(Ia−1)〜(Ia−3)のいずれかであることが好ましい。   The above formulas (Icp-1) to (Icp-3) are preferably any of the following formulas (Ia-1) to (Ia-3), respectively.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

式中、Xm1およびYm1は、上記X,Yと同義であり、それぞれ、メチル基、n−ブチル基、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、イソチオシアネート基であることが好ましい。Xm1,Ym1が縮環して環状アルケニル基(ブタジエン配位型メタラサイクル)を形成してもよい。M、m1、n1は式(I)と同義である。 In the formula, X m1 and Y m1 have the same meanings as X m and Y m and are preferably a methyl group, an n-butyl group, a bis (trimethylsilyl) amino group, and an isothiocyanate group, respectively. X m1 and Y m1 may be condensed to form a cyclic alkenyl group (butadiene coordinated metallacycle). M m , m 1 and n 1 have the same meaning as in formula (I).

上記金属錯体は、下記式(II)で表される部分構造を有するものであることも好ましい。   It is also preferable that the metal complex has a partial structure represented by the following formula (II).


−NRm3m4 ・・・ 式(II)

M m -NR m3 R m4 ··· formula (II)

式中、Mは遷移元素または希土類元素を表す。その好ましいものは上記式(I)と同義である。 In the formula, M m represents a transition element or a rare earth element. The preferable thing is synonymous with the said formula (I).

m3,Rm4は水素原子、アルキル基(好ましい炭素数は1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、アルケニル基(好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アルキニル基(好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2または3)、アリール基(好ましい炭素数は6〜22、より好ましくは炭素数6〜10)、ヘテロアリール基(好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2〜4)、アルキルシリル基(好ましい炭素数は1〜6、より好ましくは炭素数1〜3)、またはハロゲン原子を表す。Rm3,Rm4は互いに連結されていてもよい。Rm3,Rm4はそれぞれあるいは結合ないし縮合して環を形成していてもよい。Rm3,Rm4の好ましいものとしては、後記置換基Tの例が挙げられる。なかでも、メチル基、エチル基、トリメチルシリル基が好ましい。 R m3 and R m4 are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), and an alkenyl group (preferably having 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms). , An alkynyl group (preferably having 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 or 3 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms), a heteroaryl group (preferably having carbon numbers) Represents 2 to 6, more preferably 2 to 4 carbon atoms), an alkylsilyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), or a halogen atom. R m3 and R m4 may be connected to each other. R m3 and R m4 may be combined or condensed to form a ring. Preferable examples of R m3 and R m4 include the examples of the substituent T described later. Of these, a methyl group, an ethyl group, and a trimethylsilyl group are preferable.

上記式(II)は下記式(IIa)で表されることが好ましい。   The formula (II) is preferably represented by the following formula (IIa).


−(NRm3m4)q ・・・ 式(IIa)

M m- (NR m3 R m4 ) q Formula (IIa)

式中、M、Rm3、Rm4は式(II)と同義である。qは1〜4の整数を表し、2〜4の整数が好ましい。更に好ましくは2または4である。qが2以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。 Wherein, M m, R m3, R m4 has the same meaning as in formula (II). q represents an integer of 1 to 4, and an integer of 2 to 4 is preferable. More preferably, it is 2 or 4. When q is 2 or more, the plurality of groups defined therein may be the same as or different from each other.

上記金属錯体の具体例を下記に挙げるが、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。なお、TMSはトリメチルシリル基を表す。

Figure 0006238411
Although the specific example of the said metal complex is given to the following, this invention is limited to this and is not interpreted. TMS represents a trimethylsilyl group.
Figure 0006238411

Figure 0006238411
Figure 0006238411

上記金属錯体は、下記式(L)の構造部を有する多座配位子を有することもまた好ましい。ここで、多座配位子は2座〜4座の配位子であることが好ましい。

*−E−A−X=N(R)−* ・・・(L)

式(L)のA、X、Rについては、後記式(1)の項で説明するものと同じであり、その好ましいものも同義である。*は中心金属との結合位置を示す。Eは酸素原子または硫黄原子を表す。
It is also preferable that the metal complex has a polydentate ligand having a structural part represented by the following formula (L). Here, the multidentate ligand is preferably a bidentate to tetradentate ligand.

* −E−A 1 −X = N (R 1 ) − * (L)

For A 1, X, R 1 of formula (L) is the same as that described in the section mentioned formula (1), which is also the same that preferred. * Indicates a bonding position with the central metal. E represents an oxygen atom or a sulfur atom.

特定金属錯体は、下記式(1)で表される化合物であることもまた好ましい。   The specific metal complex is also preferably a compound represented by the following formula (1).

Figure 0006238411
Figure 0006238411

・M
式(1)中、Mは中心金属を表す。中心金属をなす遷移元素としては、具体的に、第4族遷移元素(例えば、Ti、Zr、Hfなど)、第5族遷移元素(例えば、V、Nb、Taなど)、第6族遷移元素(例えば、Cr、Moなど)、第7族遷移元素(例えば、Mnなど)、第8族遷移元素(例えば、Fe、Ruなど)、第11族遷移元素(例えば、Cuなど)、第12族遷移元素(例えば、Znなど)などが挙げられる。中でも、第4族〜第8族遷移元素が好ましく、Ti、Zr、Hf、V、Crであることがより好ましい。希土類金属元素としては、具体的に、ランタノイド(例えば、Y、La、Ce、Sw、Nd、Lu、Er、Yb、Gdなど)が挙げられる。中でも、Ce、Gd、Erであることが好ましい。金属酸化物としては、上記で例示した金属元素の酸化物が挙げられ、上記好ましい範囲で例示した金属元素の酸化物が好ましい。
中心金属は、以下にまとめて記載すると、第4族〜第8族遷移元素またはランタノイドがより好ましく、Ti、Zr、ZrO、Hf、HfO、V、Nb、NbO、Ta、Cr、Mo、MoO、Mn、Fe、Ru、Cu、Zn、Ce、Gd、Erがさらに好ましく、Ti、Zr、ZrO、Hf、V、Cr、Fe、Ceが特に好ましく、Ti、Zr、Hf、V、Crが最も好ましい。
・ M
In formula (1), M represents a central metal. Specific examples of the transition element forming the central metal include a Group 4 transition element (eg, Ti, Zr, Hf, etc.), a Group 5 transition element (eg, V, Nb, Ta, etc.), and a Group 6 transition element. (Eg, Cr, Mo, etc.), Group 7 transition elements (eg, Mn, etc.), Group 8 transition elements (eg, Fe, Ru, etc.), Group 11 transition elements (eg, Cu, etc.), Group 12 Transition elements (for example, Zn etc.) etc. are mentioned. Among these, a Group 4 to Group 8 transition element is preferable, and Ti, Zr, Hf, V, and Cr are more preferable. Specific examples of rare earth metal elements include lanthanoids (eg, Y, La, Ce, Sw, Nd, Lu, Er, Yb, Gd, etc.). Of these, Ce, Gd, and Er are preferable. Examples of the metal oxide include oxides of the metal elements exemplified above, and oxides of the metal elements exemplified in the preferred range are preferable.
The central metal is more preferably a Group 4 to Group 8 transition element or a lanthanoid, and Ti, Zr, ZrO, Hf, HfO, V, Nb, NbO, Ta, Cr, Mo, MoO, Mn, Fe, Ru, Cu, Zn, Ce, Gd, Er are more preferable, Ti, Zr, ZrO, Hf, V, Cr, Fe, and Ce are particularly preferable, and Ti, Zr, Hf, V, and Cr are most preferable. .

・A
式(1)中、Aは、芳香族環または芳香族複素環を表す。芳香族環は、炭素数6〜14の芳香族環が好ましく、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などが挙げられ、中でも、ベンゼン環がより好ましい。芳香族複素環は、炭素数2〜12の芳香族複素環が好ましく、具体的には、ピロール環、チオフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環などが挙げられ、中でも、ピラゾール環、(イミダゾール環、オキサゾール環、ピリジン環)がより好ましく、ピラゾール環がさらに好ましい。Aは、ベンゼン環またはピラゾール環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
・ A 1
In formula (1), A 1 represents an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring. The aromatic ring is preferably an aromatic ring having 6 to 14 carbon atoms, and specifically includes a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, etc. Among them, a benzene ring is more preferable. The aromatic heterocycle is preferably an aromatic heterocycle having 2 to 12 carbon atoms, specifically, a pyrrole ring, a thiophene ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a thiadiazole ring, an oxadiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, Examples include triazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, benzimidazole ring, benzopyrazole ring, among them pyrazole ring, (imidazole ring, oxazole ring, Pyridine ring) is more preferable, and pyrazole ring is more preferable. A 1 is preferably a benzene ring or a pyrazole ring, and more preferably a benzene ring.

の好ましい具体例を下記に示す。

Figure 0006238411
ここで、*はXまたは酸素原子との結合手を表す。このとき、ピラゾール環又はベンゼン環は置換基Tを有していてもよい。 Preferred specific examples of A 1 are shown below.
Figure 0006238411
Here, * represents a bond with X or an oxygen atom. At this time, the pyrazole ring or the benzene ring may have a substituent T.

・R
式(1)中、Rは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、またはアルケニル基を表す。アルキル基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜6のシクロアルキル基がより好ましい。炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられ、中でも、メチル、エチルが好ましい。炭素数3〜6のシクロアルキル基としては、具体的に、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシルが好ましい。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル、ナフチル、アントラセニルなどが挙げられ、中でも、フェニルがより好ましい。ヘテロアリール基は、炭素数1〜12のヘテロアリール基が好ましく、具体的には、環を構成する化合物名でいうと、ピロール、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾピラゾールなどが挙げられ、中でも、トリアジン、ピラジンがより好ましい。アルケニル基は、炭素数2〜6のアルケニル基が好ましく、具体的には、エテニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ヘキセニルなどが挙げられ、中でも、エテニルがより好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基(好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル)、アルコキシ基(好ましくは、メトキシ、エトキシ)、アリール基(好ましくは、フェニル)、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)が挙げられる。Rが分子内に複数ある場合、Rは互いに結合もしくは縮合してもよい。このとき、複数のRで環を形成していてもよい。Rが隣接する配位子間で結合ないし縮合する形態を含めていうと、Rはアルキル基、アリール基、またはアルケニル基が好ましく、炭素数3〜6のシクロアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜6のアルケニル基がより好ましく、シクロヘキシル基、フェニル基、エテニル基がさらに好ましい。
・ R 1
In formula (1), R 1 represents an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkenyl group. The alkyl group may be a straight chain structure, a branched structure or a cyclic structure, and is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, and the like. Among them, methyl and ethyl are preferable. Specific examples of the cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc. Among them, cyclohexyl is preferable. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, specifically, phenyl, naphthyl, anthracenyl, etc., among which phenyl is more preferable. The heteroaryl group is preferably a heteroaryl group having 1 to 12 carbon atoms. Specifically, in terms of the compound name constituting the ring, pyrrole, thiophene, thiazole, oxazole, thiadiazole, oxadiazole, imidazole, pyrazole, Examples include triazole, tetrazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, triazine, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, and benzopyrazole, among which triazine and pyrazine are more preferable. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, specifically, ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 1-hexenyl, 3-hexenyl and the like can be mentioned, among which ethenyl is more preferable. Each of the above groups may further have a substituent, an alkyl group (preferably methyl, ethyl, isopropyl, cyclohexyl), an alkoxy group (preferably methoxy, ethoxy), an aryl group (preferably phenyl), A halogen atom (preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom) may be mentioned. When there are a plurality of R 1 in the molecule, R 1 may be bonded or condensed to each other. At this time, a plurality of R 1 may form a ring. R 1 is preferably an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, including a form in which R 1 is bonded or condensed between adjacent ligands, and is a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms or a 6 to 14 carbon atoms. Are more preferable, and a cyclohexyl group, a phenyl group, and an ethenyl group are more preferable.

・X
Xは、CRまたは窒素原子を表し、CRが好ましい。
・ X
X represents CR 2 or a nitrogen atom, and CR 2 is preferable.

・R
は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基(チオール基、アルキルチオ基、またはアリールチオ基を表す。アルキル基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数3〜6のシクロアルキル基がより好ましい。炭素数1〜6のアルキル基としては、具体的に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられ、中でも、メチル、エチルが好ましい。炭素数3〜6のシクロアルキル基としては、具体的に、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシルが好ましい。アルケニル基は、炭素数2〜6のアルケニル基が好ましく、具体的には、エテニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ヘキセニルなどが挙げられ、中でも、エテニルがより好ましい。アルコキシ基は、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましく、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、シクロヘキシルオキシなどが挙げられ、中でも、メトキシ、エトキシがより好ましい。アリールオキシ基は、炭素数6〜14のアリールオキシ基が好ましく、具体的には、フェノキシ、ナフトキシなどが挙げられ、中でもフェノキシがより好ましい。アルキルチオ基は、炭素数1〜6のアルキルチオ基が好ましく、具体的には、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、t−ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオなどが挙げられ、中でも、メチルチオ、エチルチオが好ましい。アリールチオ基は、炭素数6〜14のアリールチオ基が好ましく、具体的には、フェニルチオ、ナフチルチオなどが挙げられ、中でもフェニルチオがより好ましい。Rは、水素原子、水酸基、メルカプト基が好ましく、水素原子がより好ましい。
・ R 2
R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a mercapto group ( thiol group ) , an alkylthio group, or an arylthio group. The alkyl group may be a straight chain structure, a branched structure or a cyclic structure, and is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, and the like. Among them, methyl and ethyl are preferable. Specific examples of the cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc. Among them, cyclohexyl is preferable. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, specifically, ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 1-hexenyl, 3-hexenyl and the like can be mentioned, among which ethenyl is more preferable. The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and specifically includes methoxy, ethoxy, propyloxy, isopropyloxy, cyclohexyloxy, etc. Among them, methoxy and ethoxy are more preferable. The aryloxy group is preferably an aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms, and specific examples include phenoxy and naphthoxy, with phenoxy being more preferable. The alkylthio group is preferably an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, specifically, methylthio, ethylthio, propylthio, isopropylthio, butylthio, t-butylthio, pentylthio, hexylthio, etc., among which methylthio and ethylthio are preferable. . The arylthio group is preferably an arylthio group having 6 to 14 carbon atoms, and specifically includes phenylthio, naphthylthio, etc. Among them, phenylthio is more preferable. R 2 is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a mercapto group, more preferably a hydrogen atom.

はRと結合または縮合して、環を形成してもよい。環は、複素環を形成し、含窒素芳香族複素環を形成するのが好ましい。形成される好ましい環は、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、キノリン環、イソキノリン環であり、より好ましくは、ピリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環である。 R 2 may be bonded to or condensed with R 1 to form a ring. The ring preferably forms a heterocycle and forms a nitrogen-containing aromatic heterocycle. Preferred rings formed are pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, thiazole ring, oxazole ring, thiadiazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzoxazole A ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, a benzopyrazole ring, a quinoline ring and an isoquinoline ring, and more preferably a pyridine ring, a benzoxazole ring and a benzothiazole ring.

・R
は、置換基を表す。Rは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン原子が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数2〜6のアルケニル基がより好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、t−ブチル、パーフルオロメチル、メトキシ、フェニル、エテニルがさらに好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基(好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル)、アルコキシ基(好ましくは、メトキシ、エトキシ)、アリール基(好ましくは、フェニル)、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)が挙げられる。Rが複数存在する場合、互いに結合もしくは縮合して環を形成してもよい。
・ R 3
R 3 represents a substituent. R 3 is preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group, or a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a carbon number 2 to 6 alkenyl groups are more preferable, and methyl, ethyl, propyl, isopropyl, isobutyl, t-butyl, perfluoromethyl, methoxy, phenyl and ethenyl are further preferable. Each of the above groups may further have a substituent, an alkyl group (preferably methyl, ethyl, isopropyl, cyclohexyl), an alkoxy group (preferably methoxy, ethoxy), an aryl group (preferably phenyl), A halogen atom (preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom) may be mentioned. When a plurality of R 3 are present, they may be bonded to each other or condensed to form a ring.

・Y
Yは1座の配位子を表す。Yは、具体的には、水素原子、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜6)、アルケニル基(好ましくは、炭素数2〜6)、アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜6)、アルキルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜10)、シリルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜10)、スルホン酸基、イソシアン酸基(NCO)、イソチオシアン酸基(NCS)、スルファニル基(Ra−S−)(好ましくは、炭素数1〜6)、ホスフィニル基(RaO(Ra)PO−)(好ましくは、炭素数0〜10)、カルボニル基含有基(Ra−CO−)(好ましくは、炭素数1〜6)、ハロゲン原子、アリール基(好ましくは、炭素数6〜22)、またはヘテロアリール基(好ましくは、炭素数3〜8)が挙げられる。ここで、Raは、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜6)を表す。Yは、炭素数1〜6のアルキル基またはビス(トリアルキルシリル)アミノ基が好ましく、メチル基またはビス(トリメチルシリル)アミノ基がより好ましい。
・ Y
Y represents a monodentate ligand. Specifically, Y is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 6 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 6 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 6 carbon atoms), Alkylamino groups (preferably having 2 to 10 carbon atoms), silylamino groups (preferably having 0 to 10 carbon atoms), sulfonic acid groups, isocyanate groups (NCO), isothiocyanate groups (NCS), sulfanyl groups (Ra- S-) (preferably 1 to 6 carbon atoms), phosphinyl group (RaO (Ra) PO-) (preferably 0 to 10 carbon atoms), carbonyl group-containing group (Ra-CO-) (preferably carbon Number 1-6), a halogen atom, an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms), or a heteroaryl group (preferably having 3 to 8 carbon atoms). Here, Ra represents an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms). Y is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a bis (trialkylsilyl) amino group, and more preferably a methyl group or a bis (trimethylsilyl) amino group.

・k
kは、1〜4の整数を表し、2〜4の整数が好ましい。kが2以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
・ K
k represents an integer of 1 to 4, and an integer of 2 to 4 is preferable. When k is 2 or more, the plurality of structural portions defined therein may be the same as or different from each other.

・l
lは0〜3の整数を表し、0〜2の整数が好ましい。lが2以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
・ L
l represents an integer of 0 to 3, and an integer of 0 to 2 is preferable. When l is 2 or more, the plurality of structural portions defined therein may be the same as or different from each other.

・m
mは0〜2の整数を表す。mが2以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
・ M
m represents an integer of 0-2. When m is 2 or more, the plurality of structural portions defined therein may be the same as or different from each other.

式(1)は、下記式(2)〜(5)のいずれかで表されることが好ましい。

Figure 0006238411
式中、M、A、R、Y、k、l、およびmは、式(1)における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。 The formula (1) is preferably represented by any of the following formulas (2) to (5).
Figure 0006238411
In the formula, M, A 1 , R 3 , Y, k, l, and m are the same as the definitions in formula (1), and preferred ranges are also the same.

・A
は、式(1)におけるAと同義であり、好ましい範囲も同じである。
・ A 2
A 2 has the same meaning as A 1 in formula (1), and preferred ranges are also the same.

・B、B
およびBは、それぞれ独立に、含窒素芳香族複素環を表す。含窒素芳香族複素環は、環構造中に、窒素原子の他に、酸素原子または硫黄原子のようなヘテロ原子が含まれていてもよい。含窒素芳香族複素環は、炭素数1〜12の含窒素芳香族複素環が好ましく、具体的には、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、キノリン環、イソキノリン環などが挙げられ、中でも、ピリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環がより好ましく、ピリジン環がさらに好ましい。
· B 1, B 2
B 1 and B 2 each independently represent a nitrogen-containing aromatic heterocycle. The nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a sulfur atom in addition to the nitrogen atom in the ring structure. The nitrogen-containing aromatic heterocycle is preferably a nitrogen-containing aromatic heterocycle having 1 to 12 carbon atoms, specifically, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a thiadiazole ring, or an oxadiazole ring. , Triazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, benzimidazole ring, benzopyrazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, etc. A benzoxazole ring, a benzothiazole ring, and a quinoline ring are more preferable, and a pyridine ring is more preferable.

およびBの好ましい具体例を下記に示す。

Figure 0006238411
ここで、*はAまたはAとの結合手、#は中心金属との配位結合を示す。このとき、ピリジン環又はベンゼン環は置換基Tを有していてもよい。 Preferred specific examples of B 1 and B 2 are shown below.
Figure 0006238411
Here, * indicates a bond with A 1 or A 2, and # indicates a coordinate bond with the central metal. At this time, the pyridine ring or the benzene ring may have a substituent T.

・R〜R
〜Rは、式(1)におけるRと同義であり、好ましい範囲も同じである。RとRは、互いに結合もしくは縮合してBおよびBの一部とともに環を形成してもよい。形成される環は、芳香族環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
・ R 4 to R 6
R 4 to R 6 has the same meaning as R 3 in Formula (1), and preferred ranges are also the same. R 4 and R 6 may be bonded to each other or condensed to form a ring together with a part of B 1 and B 2 . The ring formed is preferably an aromatic ring and more preferably a benzene ring.

・R、R
およびRは、それぞれ独立に、式(1)におけるRと同義であり、好ましい範囲も同じである。
・ R 7 , R 8
R 7 and R 8 are each independently synonymous with R 2 in Formula (1), and the preferred range is also the same.

・L
Lは、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、またはアルケニレン基を表す。アルキレン基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基または炭素数3〜6のシクロアルキレン基がより好ましい。炭素数1〜6のアルキレン基としては、具体的に、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレンなどが挙げられ、中でも、メチレン、エチレンが好ましい。炭素数3〜6のシクロアルキレン基としては、具体的に、シクロプロピレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレンなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシレンが好ましい。アリーレン基は、炭素数6〜14のアリーレン基が好ましく、具体的には、フェニレン、ナフチレン、アントラセニレンなどが挙げられ、中でも、フェニレンがより好ましい。ヘテロアリール基は、炭素数1〜12のヘテロアリーレン基が好ましい。具体的には、ピロール、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、およびベンゾピラゾールから水素原子を2つ除いた構造を有する連結基などが挙げられ、中でも、トリアジン、ピラジンがより好ましい。アルケニレン基は、炭素数2〜6のアルケニレン基が好ましく、具体的には、エテニレン、1−プロペニレン、2−プロペニレン、1−ブテニレン、2−ブテニレン、1−ペンテニレン、2−ペンテニレン、1−ヘキセニレン、3−ヘキセニレンなどが挙げられ、中でも、エテニレンがより好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基(好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル)、アルコキシ基(好ましくは、メトキシ、エトキシ)、アリール基(好ましくは、フェニル)、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)が挙げられる。Lはアルキレン基、アリーレン基が好ましく、炭素数3〜6のシクロアルキレン基、炭素数6〜14のアリーレン基がより好ましく、シクロヘキシレン、フェニレンがさらに好ましい。
・ L
L represents an alkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or an alkenylene group. The alkylene group may be a straight chain structure, a branched structure or a cyclic structure, and is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkylene group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, pentylene, hexylene and the like. Among these, methylene and ethylene are preferable. Specific examples of the cycloalkylene group having 3 to 6 carbon atoms include cyclopropylene, cyclopentylene, cyclohexylene and the like, and among them, cyclohexylene is preferable. The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 14 carbon atoms, and specifically includes phenylene, naphthylene, anthracenylene, etc. Among them, phenylene is more preferable. The heteroaryl group is preferably a heteroarylene group having 1 to 12 carbon atoms. Specifically, a linking group having a structure in which two hydrogen atoms are removed from pyrrole, thiophene, thiazole, oxazole, imidazole, pyrazole, pyridine, pyrimidine, pyrazine, triazine, benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, and benzopyrazole. Among them, triazine and pyrazine are more preferable. The alkenylene group is preferably an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, specifically, ethenylene, 1-propenylene, 2-propenylene, 1-butenylene, 2-butenylene, 1-pentenylene, 2-pentenylene, 1-hexenylene, Examples include 3-hexenylene, among which ethenylene is more preferable. Each of the above groups may further have a substituent, an alkyl group (preferably methyl, ethyl, isopropyl, cyclohexyl), an alkoxy group (preferably methoxy, ethoxy), an aryl group (preferably phenyl), A halogen atom (preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom) may be mentioned. L is preferably an alkylene group or an arylene group, more preferably a cycloalkylene group having 3 to 6 carbon atoms or an arylene group having 6 to 14 carbon atoms, and further preferably cyclohexylene or phenylene.

・n、o、p
n、o、およびpは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表し、0〜2の整数が好ましい。n、o、およびpが2以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
・ N, o, p
n, o, and p each independently represent an integer of 0 to 3, and an integer of 0 to 2 is preferable. When n, o, and p are 2 or more, the plurality of structural portions defined therein may be the same as or different from each other.

式(2)は、下記式(2−1)または式(2−2)で表される化合物が好ましい。

Figure 0006238411
Formula (2) is preferably a compound represented by the following formula (2-1) or formula (2-2).
Figure 0006238411

式(2−1)、式(2−2)中、M、B、R、R、Y、k、l、m、nは、式(2)における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。R31は、水素原子または式(1)におけるRの置換基である。このとき置換基の好ましい範囲も、上記Rの好ましい置換基と同じである。 In formulas (2-1) and (2-2), M, B 1 , R 3 , R 4 , Y, k, l, m, and n are the same as those defined in formula (2), and are preferable. The range is the same. R 31 is a hydrogen atom or a substituent of R 3 in formula (1). At this time, the preferred range of the substituent is also the same as the preferred substituent of R 3 above.

・R
は、アルキル基(炭素数1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アリール基(炭素数6〜22が好ましく、6〜14がより好ましい)、またはヘテロアリール基(炭素数1〜12が好ましく、2〜5がより好ましい)を表す。Rは、アルキル基またはアリール基が好ましく、メチルまたはフェニルがより好ましい。
・ R 9
R 9 is an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms), or A heteroaryl group (C1-C12 is preferable and 2-5 is more preferable) is represented. R 9 is preferably an alkyl group or an aryl group, and more preferably methyl or phenyl.

式(3)は、下記式(3−1)または式(3−2)で表されることが好ましい。

Figure 0006238411
Formula (3) is preferably represented by the following formula (3-1) or formula (3-2).
Figure 0006238411

式(3−1)、式(3−2)中、M、B、B、R、R、R、R、Y、l、m、n、o、pは、式(3)における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。RおよびR10は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるRと同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。R31およびR51は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるR31と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。 In formula (3-1) and formula (3-2), M, B 1 , B 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , Y, l, m, n, o, p are represented by the formula ( It is the same as each definition in 3), and a preferable range is also the same. R 9 and R 10 are each independently the same definition as R 9 in formula (2-2), and the preferred range is also the same. R 31 and R 51 are each independently the same definition as R 31 in Formula (2-2), and the preferred range is also the same.

式(4)は、下記式(4−1)または式(4−2)で表されることが好ましい。

Figure 0006238411
式(4−1)、式(4−2)中、M、R、R、R、R、L、Y、l、m、oは、式(4)における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。RおよびR10は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるRと同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。R31およびR51は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるR31と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。 Formula (4) is preferably represented by the following formula (4-1) or formula (4-2).
Figure 0006238411
In formula (4-1) and formula (4-2), M, R 3 , R 5 , R 7 , R 8 , L, Y, l, m, and o are the same as the definitions in formula (4). And the preferred range is also the same. R 9 and R 10 are each independently the same definition as R 9 in formula (2-2), and the preferred range is also the same. R 31 and R 51 are each independently the same definition as R 31 in Formula (2-2), and the preferred range is also the same.

式(5)は、下記式(5−1)または式(5−2)で表されることが好ましい。

Figure 0006238411
式中、M、R、R、R、R、L、Y、l、m、oは、式(5)における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。RおよびR10は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるRと同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。R31およびR51は、それぞれ独立に、式(2−2)におけるR31と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。 Formula (5) is preferably represented by the following formula (5-1) or formula (5-2).
Figure 0006238411
In the formula, M, R 3 , R 5 , R 7 , R 8 , L, Y, 1, m, and o are the same as the definitions in formula (5), and the preferred ranges are also the same. R 9 and R 10 are each independently the same definition as R 9 in formula (2-2), and the preferred range is also the same. R 31 and R 51 are each independently the same definition as R 31 in Formula (2-2), and the preferred range is also the same.

以下に特定金属錯体の具体例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。

Figure 0006238411
Specific examples of the specific metal complex are listed below, but the present invention is not construed as being limited thereto.
Figure 0006238411

Figure 0006238411
Figure 0006238411

Figure 0006238411
Figure 0006238411

Figure 0006238411
Figure 0006238411

属錯体としては、配位結合として金属−酸素結合のみを有するもの(MO型錯体)も好ましい。上記MO型錯体は下記式(6)で表される部分構造を有する化合物であることが好ましい。
−O (6)
は遷移元素または希土類元素である。 は上記Mと同義である。好ましくは、Zr、Ti、Hf、Al、Feであり、より好ましくは、Zr、Ti、Alである。
The metallic complexes, metal as coordination bonds - having only oxygen bond (MO type complex) is also preferred. The MO complex is preferably a compound having a partial structure represented by the following formula (6).
Mo- O (6)
Mo is a transition element or a rare earth element. M o has the same meaning as M m described above. Zr, Ti, Hf, Al, and Fe are preferable, and Zr, Ti, and Al are more preferable.

式(6)は下記式(7)であることが好ましい。

Figure 0006238411
は上記と同義である。RはRm1と同義である。Rは互いに連結していてもよい。連結してなる構造部は炭素数3〜12のジエン構造であることが好ましく、例えばブタジエン構造が挙げられる。複数のRは互いに異なっていてもよい。noは1〜8の整数であり、1〜4の整数が好ましい。 The formula (6) is preferably the following formula (7).
Figure 0006238411
Mo is as defined above. R o is synonymous with R m1 . R o may be linked to each other. The linked structure is preferably a diene structure having 3 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a butadiene structure. The plurality of R O may be different from each other. no is an integer of 1 to 8, and an integer of 1 to 4 is preferable.

式(7)は下記式(8)であることが好ましい。

Figure 0006238411
、no、及びRは上記と同義である。複数のRは互いに異なっていてもよい。
以下に、配位結合として金属−酸素結合を有するもの(MO型錯体)の例を参考例とともに挙げるが、本発明がこれらに限定して解釈されるものではない。
The formula (7) is preferably the following formula (8).
Figure 0006238411
M o , no, and R o are as defined above. A plurality of R o may be different from each other.
Although the example of what has a metal-oxygen bond (MO type complex) as a coordination bond is given with a reference example below, this invention is limited to these and is not interpreted.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

上記金属錯体は1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、本発明で使用する金属錯体(B)は、上記式(I)で表される化合物、上記式(II)で表される部分構造を有し、M に配位する配位子がNR m3 m4 のみである化合物、上記式(1)で表される化合物または下記式(8)で表される化合物である。
ただし、上記式(1)におけるYは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−S−Ra、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される1座の配位子を表す。ここで、Raは水素原子または置換基を表す。
また、式(8)の−OC(R )=C(R )C(R )=O…における中央のR は、R m1 で規定される基に加えて、水素原子であってもよい。
The said metal complex may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
Here, the metal complex (B) used in the present invention has a compound represented by the above formula (I), a ligand having a partial structure represented by the above formula (II) and coordinated to M m Is a compound represented only by NR m3 R m4 , a compound represented by the above formula (1) or a compound represented by the following formula (8).
However, Y in the above formula (1) is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, a silylamino group, a sulfonic acid group, an isocyanic acid group, an isothiocyanic acid group, -S-Ra, a phosphinyl group, A monodentate ligand selected from a carbonyl group-containing group and a halogen atom. Here, Ra represents a hydrogen atom or a substituent.
In addition, the central R o in —OC (R o ) = C (R o ) C (R o ) = O... In the formula (8) is a hydrogen atom in addition to the group defined by R m1. Also good.

上記リン含有化合物との関係で言うと、リン含有化合物100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることが特に好ましい。上限としては、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、2質量部以下であることが特に好ましい。金属錯体には、リン含有化合物の難燃性の向上効果を維持して、その電池性能に対する影響を抑える働きがある。これは、正極で金属錯体の反応物が特有の被膜を形成し、リン含有化合物の分解や、正極の劣化を抑える作用を奏したためと解される。その観点からは、上記のとおり、金属錯体については、リン含有化合物の配合量に対して、少ない量の適用で所望の効果を得ることができる。   In terms of the relationship with the phosphorus-containing compound, it is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phosphorus-containing compound. Part or more is particularly preferable. The upper limit is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 2 parts by mass or less. The metal complex functions to maintain the effect of improving the flame retardancy of the phosphorus-containing compound and suppress the influence on the battery performance. This is considered to be because the reaction product of the metal complex formed a specific film on the positive electrode, and the effect of suppressing the decomposition of the phosphorus-containing compound and the deterioration of the positive electrode was achieved. From that point of view, as described above, the desired effect can be obtained by applying a small amount of the metal complex with respect to the compounding amount of the phosphorus-containing compound.

(電解質)
本発明の電解液に用いる電解質は周期律表第一族又は第二族に属する金属イオンの塩であることが好ましい。その材料は電解液の使用目的により適宜選択される。例えば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、二次電池などに使用される場合には、出力の観点からリチウム塩が好ましい。本発明の電解液をリチウム二次電池用非水系電解液として用いる場合には、金属イオンの塩としてリチウム塩を選択すればよい。リチウム塩としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質に通常用いられるリチウム塩が好ましく、例えば、以下に述べるものが好ましい。
(Electrolytes)
The electrolyte used in the electrolytic solution of the present invention is preferably a salt of a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table. The material is appropriately selected depending on the intended use of the electrolytic solution. For example, lithium salt, potassium salt, sodium salt, calcium salt, magnesium salt and the like can be mentioned. When used in a secondary battery or the like, lithium salt is preferable from the viewpoint of output. When the electrolytic solution of the present invention is used as a non-aqueous electrolytic solution for a lithium secondary battery, a lithium salt may be selected as a metal ion salt. As a lithium salt, the lithium salt normally used for the electrolyte of the nonaqueous electrolyte solution for lithium secondary batteries is preferable, For example, what is described below is preferable.

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

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

(L−3)オキサラトボレート塩:リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
これらのなかで、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiClO、Li(RfSO)、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSO)が好ましく、LiPF、LiBF、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSO)などのリチウムイミド塩がさらに好ましい。ここで、Rf、Rfはそれぞれパーフルオロアルキル基を示す。
なお、電解液に用いる電解質は、1種を単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせてもよい。
電解液における電解質(好ましくは周期律表第一族又は第二族に属する金属のイオンもしくはその金属塩)は、以下に電解液の調製法で述べる好ましい塩濃度となるような量で添加されることが好ましい。塩濃度は電解液の使用目的により適宜選択されるが、一般的には電解液全質量中10質量%〜50質量%であり、さらに好ましくは15質量%〜30質量%である。モル濃度としては0.5M〜1.5Mが好ましい。なお、イオンの濃度として評価するときには、その好適に適用される金属との塩換算で算定されればよい。
(L-3) Oxalatoborate salt: lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.
Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , Li (Rf 1 SO 3 ), LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ), preferably LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) More preferred are imide salts. Here, Rf 1 and Rf 2 each represent a perfluoroalkyl group.
In addition, the electrolyte used for electrolyte solution may be used individually by 1 type, or may combine 2 or more types arbitrarily.
The electrolyte in the electrolytic solution (preferably a metal ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table or a metal salt thereof) is added in an amount so as to obtain a preferable salt concentration described in the method for preparing the electrolytic solution below. It is preferable. The salt concentration is appropriately selected depending on the purpose of use of the electrolytic solution, but is generally 10% by mass to 50% by mass, more preferably 15% by mass to 30% by mass, based on the total mass of the electrolytic solution. The molar concentration is preferably 0.5M to 1.5M. In addition, when evaluating as an ion density | concentration, what is necessary is just to calculate by salt conversion with the metal applied suitably.

(非水溶剤)
本発明に用いられる非水溶剤としては、非プロトン性有機溶媒であることが好ましく、なかでも炭素数2〜10の非プロトン性有機溶媒であることが好ましい。上記非水溶剤は、エーテル基、カルボニル基、エステル基、またはカーボネート基を有する化合物であることが好ましい。上記化合物は置換基を有していてもよく、その例として後記置換基Tが挙げられる。
(Non-aqueous solvent)
The non-aqueous solvent used in the present invention is preferably an aprotic organic solvent, and more preferably an aprotic organic solvent having 2 to 10 carbon atoms. The non-aqueous solvent is preferably a compound having an ether group, a carbonyl group, an ester group, or a carbonate group. The said compound may have a substituent and the postscript substituent T is mentioned as the example.

非水溶剤としては、例えば、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、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、メチルプロピルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシドあるいはジメチルスルホキシド燐酸などが挙げられる。これらは、一種単独で用いても2種以上を併用してもよい。中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトンからなる群のうちの少なくとも1種が好ましく、特に、エチレンカーボネートあるいはプロピレンカーボネートなどの高粘度(高誘電率)溶媒(例えば、比誘電率ε≧30)とジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートあるいはジエチルカーボネートなどの低粘度溶媒(例えば、粘度≦1mPa・s)との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
しかしながら、本発明に用いられる非水溶剤は、上記例示によって限定されるものではない。
Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2 -Methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyric acid Methyl, methyl isobutyrate, methyl trimethylacetate, ethyl trimethylacetate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, Examples thereof include N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N′-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate, dimethyl sulfoxide, and dimethyl sulfoxide phosphoric acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, at least one member selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, and γ-butyrolactone is preferable. Particularly, a high viscosity (high dielectric constant) solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate. A combination of (for example, relative dielectric constant ε ≧ 30) and a low viscosity solvent (for example, viscosity ≦ 1 mPa · s) such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate is more preferable. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved.
However, the non-aqueous solvent used in the present invention is not limited by the above examples.

(機能性添加剤)
本発明の電解液には、各種の機能性添加剤を含有させることが好ましい。この添加剤により発現させる機能としては、例えば、難燃性の向上、サイクル特性の良化、容量特性の改善が挙げられる。以下に、本発明の電解質に適用することが好ましい機能性添加剤の例を示す。
(Functional additives)
The electrolytic solution of the present invention preferably contains various functional additives. Examples of the function manifested by this additive include improved flame retardancy, improved cycle characteristics, and improved capacity characteristics. Examples of functional additives that are preferably applied to the electrolyte of the present invention are shown below.

<芳香族性化合物>
芳香族性化合物としては、ビフェニル化合物、アルキル置換ベンゼン化合物が挙げられる。ビフェニル化合物は2つのベンゼン環が単結合で結合している部分構造を有しておりベンゼン環は置換基を有してもよく、好ましい置換基は、炭素原子数1〜4のアルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、t−ブチルなど)、炭素原子数6〜10のアリール基(例えば、フェニル、ナフチルなど)である。
ビフェニル化合物としては、具体的に、ビフェニル、o−テルフェニル、m−テルフェニル、p−テルフェニル、4−メチルビフェニル、4−エチルビフェニル、及び4−tert−ブチルビフェニルを挙げることができる。
アルキル置換ベンゼン化合物は、炭素数1〜10のアルキル基で置換されたベンゼン化合物が好ましく、具体的には、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、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、テチラヒドロナフタレンを挙げることができる。
<Aromatic compounds>
Examples of aromatic compounds include biphenyl compounds and alkyl-substituted benzene compounds. The biphenyl compound has a partial structure in which two benzene rings are bonded by a single bond, and the benzene ring may have a substituent, and preferred substituents are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms (for example, , Methyl, ethyl, propyl, t-butyl and the like) and aryl groups having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenyl, naphthyl and the like).
Specific examples of the biphenyl compound include biphenyl, o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl, 4-methylbiphenyl, 4-ethylbiphenyl, and 4-tert-butylbiphenyl.
The alkyl-substituted benzene compound is preferably a benzene compound substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specifically, ethylbenzene, isopropylbenzene, cyclohexylbenzene, t-amylbenzene, t-butylbenzene, and tetrahydrohydronaphthalene are used. Can be mentioned.

<ハロゲン含有化合物>
ハロゲン含有化合物が有するハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、または、臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。ハロゲン原子の数としては1〜6個が好ましく、1〜3個が更に好ましい。ハロゲン含有化合物としてはフッ素原子で置換されたカーボネート化合物、フッ素原子を有するポリエーテル化合物、フッ素置換芳香族化合物が好ましい。
ハロゲン置換カーボネート化合物は鎖状、または、環状いずれでもよいが、イオン伝導性の観点から、電解質塩(例えばリチウムイオン)の配位性が高い環状カーボネート化合物が好ましく、5員環環状カーボネート化合物が特に好ましい。
ハロゲン置換カーボネート化合物の好ましい具体例を以下に示す。この中でもBex1〜Bex4の化合物が特に好ましく、Bex1が特に好ましい。
<Halogen-containing compounds>
The halogen atom contained in the halogen-containing compound is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom, and more preferably a fluorine atom. The number of halogen atoms is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. The halogen-containing compound is preferably a carbonate compound substituted with a fluorine atom, a polyether compound having a fluorine atom, or a fluorine-substituted aromatic compound.
The halogen-substituted carbonate compound may be either linear or cyclic, but from the viewpoint of ion conductivity, a cyclic carbonate compound having a high coordination property of an electrolyte salt (for example, lithium ion) is preferable, and a 5-membered cyclic carbonate compound is particularly preferable. preferable.
Preferred specific examples of the halogen-substituted carbonate compound are shown below. Among these, compounds of Bex1 to Bex4 are particularly preferable, and Bex1 is particularly preferable.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

<重合性化合物>
重合性化合物としては炭素−炭素二重結合を有する化合物が好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートなどの二重結合を有するカーボネート化合物、アクリレート基、メタクリレート基、シアノアクリレート基、αCFアクリレート基から選ばれる基を有する化合物、スチリル基を有する化合物が好ましく、二重結合を有するカーボネート化合物、あるいは重合性基を分子内に2つ以上有する化合物が更に好ましい。
<Polymerizable compound>
The polymerizable compound is preferably a compound having a carbon-carbon double bond, and is selected from carbonate compounds having a double bond such as vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate, acrylate groups, methacrylate groups, cyanoacrylate groups, and αCF 3 acrylate groups. A compound having a group and a compound having a styryl group are preferable, and a carbonate compound having a double bond or a compound having two or more polymerizable groups in the molecule is more preferable.

<硫黄含有化合物>
含硫黄化合物としては−SO−、−SO−、−OS(=O)O−結合を有する化合物が好ましく、プロパンサルトン、プロペンサルトン、エチレンサルファイトなどの環状含硫黄化合物、スルホン酸エステル類が好ましい。
<Sulfur-containing compound>
As the sulfur-containing compound, compounds having —SO 2 —, —SO 3 —, and —OS (═O) O— bonds are preferable, and cyclic sulfur-containing compounds such as propane sultone, propene sultone, and ethylene sulfite, and sulfonic acid Esters are preferred.

含硫黄環状化合物としては、下記式(E1)、(E2)で表される化合物が好ましい。   As the sulfur-containing cyclic compound, compounds represented by the following formulas (E1) and (E2) are preferable.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

式中、X、Xはそれぞれ独立に、−O−、−C(Ra)(Rb)−を表す。ここで、Ra、Rbは、それぞれ独立に、水素原子、または置換基を表す。置換基として、好ましくは炭素原子数1〜8のアルキル基、フッ素原子、炭素原子数の6〜12のアリール基である。αは5〜6員環を形成するのに必要な原子群を表す。αの骨格は炭素原子のほか、硫黄原子、酸素原子などを含んでもよい。αは置換されていてもよく、置換基としては置換基Tがあげられ、好ましくはアルキル基、フッ素原子、アリール基である。 In the formula, X 1 and X 2 each independently represent —O— or —C (Ra) (Rb) —. Here, Ra and Rb each independently represent a hydrogen atom or a substituent. The substituent is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. α represents an atomic group necessary for forming a 5- to 6-membered ring. The skeleton of α may contain a sulfur atom, an oxygen atom, etc. in addition to a carbon atom. α may be substituted, and examples of the substituent include a substituent T, preferably an alkyl group, a fluorine atom, and an aryl group.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

<ケイ素含有化合物>
ケイ素含有化合物としては、下記式(F1)または(F2)で表される化合物が好ましい。
<Silicon-containing compound>
As the silicon-containing compound, a compound represented by the following formula (F1) or (F2) is preferable.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

F1はアルキル基、アルケニル基、アシル基、アシルオキシ基、または、アルコキシカルボニル基を表す。
F2はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表す。
なお、1つの式に複数あるRF1及びRF2はそれぞれ異なっていても同じであってもよい。
R F1 represents an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, an acyloxy group, or an alkoxycarbonyl group.
R F2 represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group.
A plurality of R F1 and R F2 in one formula may be different or the same.

<ニトリル化合物>
ニトリル化合物としては、下記式(G)で表される化合物が好ましい。
<Nitrile compound>
As the nitrile compound, a compound represented by the following formula (G) is preferable.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

式中、RG1〜RG3はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、カルバモイル基、スルホニル基、ハロゲン原子、またはホスホニル基を表す。各置換基の好ましいものは、置換基Tの例を参照することができるが、なかでも、RG1〜RG3のいずれか一つ以上がシアノ基を含むニトリル基を複数有する化合物が好ましい。 In the formula, R G1 to R G3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a cyano group, a carbamoyl group, a sulfonyl group, a halogen atom, or a phosphonyl group. The preferable examples of each substituent can refer to the examples of the substituent T, and among them, a compound in which any one of R G1 to R G3 has a plurality of nitrile groups containing a cyano group is preferable.

・ngは1〜8の整数を表す。 * Ng represents the integer of 1-8.

式(G)で表される化合物の具体例としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、イソブチロニトリル、スクシノニトリル、マロノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2メチルグルタノニトリル、ヘキサントリカルボニトリル、プロパンテトラカルボニトリル等が好ましい。特に好ましくは、スクシノニトリル、マロノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2メチルグルタノニトリル、ヘキサントリカルボニトリル、プロパンテトラカルボニトリルである。   Specific examples of the compound represented by the formula (G) include acetonitrile, propionitrile, isobutyronitrile, succinonitrile, malononitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutanonitrile, hexanetricarbonitrile, propane. Tetracarbonitrile and the like are preferable. Particularly preferred are succinonitrile, malononitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutanonitrile, hexanetricarbonitrile, and propanetetracarbonitrile.

<ホウ素含有化合物>
ホウ素含有化合物としては、下記式(H1)〜(H3)で表される化合物が好ましい。

Figure 0006238411
<Boron-containing compound>
As the boron-containing compound, compounds represented by the following formulas (H1) to (H3) are preferable.
Figure 0006238411

式中、RH1、RH4〜RH11はアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールカルボニルオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、シアノ基、カルバモイル基、またはハロゲン原子を表し、互いに連結し環を形成しても良い。RH2〜RH3はそれぞれ独立にアルキル基、アルキルカルボニル基、アリール基、アリールカルボニル基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールカルボニル基、またはホウ素原子を表し、互いに連結し環を形成しても良い。Z+は無機又は有機カチオンを表し、好ましくはアンモニウムカチオン、Li+、Na、Kである。ホウ素含有化合物として、具体的には下記の構造が挙げられ、より好ましくはHex1〜Hex2である。 In the formula, R H1 and R H4 to R H11 are an alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyloxy group, an aryl group, an aryloxy group, an arylcarbonyloxy group, a heteroaryl group, a heteroaryloxy group, a heteroarylcarbonyloxy group, An alkylamino group, an arylamino group, a cyano group, a carbamoyl group, or a halogen atom may be represented and linked together to form a ring. R H2 to R H3 each independently represents an alkyl group, an alkylcarbonyl group, an aryl group, an arylcarbonyl group, a heteroaryl group, a heteroarylcarbonyl group, or a boron atom, and may be connected to each other to form a ring. Z + represents an inorganic or organic cation, and is preferably an ammonium cation, Li + , Na + , or K + . Specific examples of the boron-containing compound include the following structures, and more preferably Hex1 to Hex2.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

<イミド化合物>
イミド化合物としては、耐酸化性の観点よりパーフルオロ基を有するスルホンイミド化合物が好ましく、具体的にはパーフルオロスルホイミドリチウム化合物が挙げられる。
イミド化合物として、具体的には下記の構造が挙げられ、より好ましくはCex1、Cex2である。
<Imide compound>
As the imide compound, a sulfonimide compound having a perfluoro group is preferable from the viewpoint of oxidation resistance, and specifically, a perfluorosulfoimide lithium compound may be mentioned.
Specific examples of the imide compound include the following structures, and Cex1 and Cex2 are more preferable.

Figure 0006238411
Figure 0006238411

本発明の電解液には、上記のものを始め、負極被膜形成剤、難燃剤、過充電防止剤等から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。非水電解液中におけるこれら機能性添加剤の含有割合は特に限定はないが、非水電解液全体(電解質を含む)に対し、それぞれ、0.001質量%〜10質量%が好ましい。これらの化合物を添加することにより、過充電による異常時に電池の破裂を抑制したり、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させたりすることができる。   In addition to the above, the electrolytic solution of the present invention may contain at least one selected from a negative electrode film forming agent, a flame retardant, an overcharge preventing agent and the like. The content ratio of these functional additives in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the entire nonaqueous electrolytic solution (including the electrolyte). By adding these compounds, it is possible to suppress the rupture of the battery at the time of abnormality due to overcharge, or to improve the capacity maintenance characteristic and cycle characteristic after high temperature storage.

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

化合物ないし置換基・連結基等がアルキル基・アルキレン基、アルケニル基・アルケニレン基等を含むとき、これらは環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよく、上記のように置換されていても無置換でもよい。またアリール基、ヘテロ環基等を含むとき、それらは単環でも縮環でもよく、同様に置換されていても無置換でもよい。
[電解液の調製方法等]
本発明の非水電解液は、金属イオンの塩としてリチウム塩を用いた例を含め、上記各成分を上記非水電解液溶媒に溶解して、常法により調製される。
When the compound or substituent / linking group contains an alkyl group / alkylene group, alkenyl group / alkenylene group, etc., these may be cyclic or chain-like, and may be linear or branched, and substituted as described above. It may be substituted or unsubstituted. Moreover, when an aryl group, a heterocyclic group, etc. are included, they may be monocyclic or condensed and may be similarly substituted or unsubstituted.
[Method for preparing electrolytic solution]
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is prepared by a conventional method by dissolving each of the above components in the nonaqueous electrolytic solution solvent, including an example in which a lithium salt is used as a metal ion salt.

本発明において、「非水」とは水を実質的に含まないことをいい、発明の効果を妨げない範囲で微量の水を含んでいてもよい。良好な特性を得ることを考慮して言うと、水の濃度が200ppm(質量基準)以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましく20ppm以下であることが更に好ましい。下限値は特にないが、不可避的な混入を考慮すると、1ppm以上であることが実際的である。本発明の電解液の粘度は特に限定されないが、25℃において、10〜0.1mPa・sであることが好ましく、5〜0.5mPa・sであることがより好ましい。   In the present invention, “non-water” means that water is not substantially contained, and a trace amount of water may be contained as long as the effects of the invention are not hindered. In view of obtaining good characteristics, the concentration of water is preferably 200 ppm (mass basis) or less, more preferably 100 ppm or less, and still more preferably 20 ppm or less. Although there is no lower limit in particular, it is practical that it is 1 ppm or more considering inevitable mixing. The viscosity of the electrolytic solution of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 0.1 mPa · s, more preferably 5 to 0.5 mPa · s at 25 ° C.

<粘度の測定方法>
本明細書において粘度は以下の方法で測定した値を言うこととする。サンプル1mLをレオメーター(CLS 500)に入れ、直径4cm/2°のSteel Cone(共に、TA Instrumennts社製)を用いて測定する。サンプルは予め測定開始温度にて温度が一定となるまで保温しておき、測定はその後に開始する。測定温度は25℃とする。
<Measurement method of viscosity>
In the present specification, the viscosity is a value measured by the following method. 1 mL of a sample is placed in a rheometer (CLS 500) and measured using a Steel Cone (both manufactured by TA Instruments) having a diameter of 4 cm / 2 °. The sample is kept warm in advance until the temperature becomes constant at the measurement start temperature, and the measurement starts thereafter. The measurement temperature is 25 ° C.

[二次電池]
本発明においては上記非水電解液を含有する非水二次電池とすることが好ましい。好ましい実施形態として、リチウムイオン二次電池についてその機構を模式化して示した図1を参照して説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池10は、上記本発明の非水二次電池用電解液5と、リチウムイオンの挿入放出が可能な正極C(正極集電体1,正極活物質層2)と、リチウムイオンの挿入放出又は溶解析出が可能な負極A(負極集電体3,負極活物質層4)とを備える。これら部材に加え、電池が使用される目的、電位の形状などを考慮し、正極と負極の間に配設されるセパレータ9、集電端子(図示せず)、及び外装ケース等(図示せず)を含んで構成されてもよい。必要に応じて、電池の内部及び電池の外部の少なくともいずれかに保護素子を装着してもよい。このような構造とすることにより、電解液5内でリチウムイオンの授受a,bが生じ、充電α、放電βを行うことができ、回路配線7を介して動作機構6を介して運転あるいは蓄電を行うことができる。以下、本発明の好ましい実施形態であるリチウム二次電池の構成について、さらに詳細に説明する。
[Secondary battery]
In this invention, it is preferable to set it as the non-aqueous secondary battery containing the said non-aqueous electrolyte. As a preferred embodiment, a lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG. 1 schematically showing the mechanism. The lithium ion secondary battery 10 of this embodiment includes the electrolyte solution 5 for a non-aqueous secondary battery of the present invention and a positive electrode C capable of inserting and releasing lithium ions (a positive electrode current collector 1 and a positive electrode active material layer 2). And a negative electrode A (negative electrode current collector 3, negative electrode active material layer 4) capable of inserting and releasing lithium ions or dissolving and depositing lithium ions. In addition to these members, the separator 9 disposed between the positive electrode and the negative electrode, a current collecting terminal (not shown), an outer case, etc. ). If necessary, a protective element may be attached to at least one of the inside of the battery and the outside of the battery. By adopting such a structure, lithium ion transfer a and b occurs in the electrolytic solution 5, charging α and discharging β can be performed, and operation or power storage is performed via the operation mechanism 6 via the circuit wiring 7. It can be performed. Hereinafter, the configuration of the lithium secondary battery which is a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

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

有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図2は、有底筒型形状リチウム二次電池100の例である。この電池は、セパレータ12を介して重ね合わせた正極シート14、負極シート16を巻回して外装缶18内に収納した有底筒型リチウム二次電池100となっている。   In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced. FIG. 2 is an example of a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100. This battery is a bottomed cylindrical lithium secondary battery 100 in which a positive electrode sheet 14 and a negative electrode sheet 16 overlapped with a separator 12 are wound and accommodated in an outer can 18.

有底角型形状では、一番大きい面の面積S(端子部を除く外形寸法の幅と高さとの積、単位cm)の2倍と電池外形の厚さT(単位cm)との比率2S/Tの値が100以上であることが好ましく、200以上であることが更に好適である。最大面を大きくすることにより高出力かつ大容量の電池であってもサイクル性や高温保存等の特性を向上させるとともに、発熱時の放熱効率を上げることができ、後述する「弁作動」というな状態になることを抑制することができる。 In the bottomed square shape, the ratio of the area S of the largest surface (the product of the width and height of the outer dimensions excluding the terminal portion, unit cm 2 ) to the thickness T (unit cm) of the battery outer shape The 2S / T value is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more. By increasing the maximum surface, it is possible to improve characteristics such as cycle performance and high-temperature storage, even for high-power and large-capacity batteries, and increase the heat dissipation efficiency during heat generation. It can suppress becoming a state.

(電池を構成する部材)
本実施形態のリチウム二次電池は、図1に基づいて言うと、電解液5、正極及び負極の電極合剤C,A、セパレータの基本部材9を具備して構成される。以下、これらの各部材について述べる。
(電極合材)
電極合材は、集電体(電極基材)上に活物質と導電剤、結着剤、フィラーなどの分散物を塗布したものであり、リチウム電池においては、活物質が正極活物質である正極合材と活物質が負極活物質である負極合材が使用されることが好ましい。次に、電極合材を構成する分散物(電極用組成物)中の各成分等について説明する。
(Members constituting the battery)
The lithium secondary battery according to the present embodiment is configured to include the electrolytic solution 5, the positive electrode and negative electrode electrode mixtures C and A, and the separator basic member 9, based on FIG. 1. Hereinafter, each of these members will be described.
(Electrode mixture)
The electrode mixture is obtained by applying a dispersion of an active material and a conductive agent, a binder, a filler, etc. on a current collector (electrode substrate). In a lithium battery, the active material is a positive electrode active material. It is preferable to use a negative electrode mixture in which the positive electrode mixture and the active material are a negative electrode active material. Next, each component in the dispersion (electrode composition) constituting the electrode mixture will be described.

・正極活物質
正極活物質には遷移金属酸化物を用いることが好ましく、中でも、遷移元素M(Co、Ni、Fe、Mn、Cu、Vから選択される1種以上の元素)を有することが好ましい。また、混合元素M(リチウム以外の金属周期律表の第1(Ia)族の元素、第2(IIa)族の元素、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなど)を混合してもよい。この、遷移金属酸化物として例えば、下記式(MA)〜(MC)のいずれかで表されるものを含む特定遷移金属酸化物、あるいはその他の遷移金属酸化物としてV、MnO等が挙げられる。正極活物質には、粒子状の正極活物質を用いてもよい。具体的に、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できる遷移金属酸化物を用いることができるが、上記特定遷移金属酸化物を用いるのが好ましい。
-Positive electrode active material It is preferable to use a transition metal oxide for the positive electrode active material, and in particular, it has a transition element M a (one or more elements selected from Co, Ni, Fe, Mn, Cu, V). Is preferred. Further, mixed element M b (elements of the first (Ia) group of the metal periodic table other than lithium, elements of the second (IIa) group, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si , P, B, etc.) may be mixed. Examples of the transition metal oxide include specific transition metal oxides including those represented by any of the following formulas (MA) to (MC), or other transition metal oxides such as V 2 O 5 and MnO 2. Is mentioned. As the positive electrode active material, a particulate positive electrode active material may be used. Specifically, a transition metal oxide capable of reversibly inserting and releasing lithium ions can be used, but the specific transition metal oxide is preferably used.

遷移金属酸化物としては、上記遷移元素Mを含む酸化物等が好適に挙げられる。このとき混合元素M(好ましくはAl)などを混合してもよい。混合量としては、遷移金属の量に対して0〜30mol%が好ましい。Li/Mのモル比が0.3〜2.2になるように混合して合成されたものが、より好ましい。 The transition metal oxides, oxides containing the above transition element M a is preferably exemplified. At this time, a mixed element M b (preferably Al) or the like may be mixed. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol% with respect to the amount of the transition metal. That the molar ratio of li / M a is synthesized by mixing so that 0.3 to 2.2 is more preferable.

〔式(MA)で表される遷移金属酸化物(層状岩塩型構造)〕
リチウム含有遷移金属酸化物としては中でも下式で表されるものが好ましい。
Li ・・・ (MA)
[Transition metal oxide represented by formula (MA) (layered rock salt structure)]
As the lithium-containing transition metal oxide, those represented by the following formula are preferable.
Li a M 1 O b (MA)

式中、Mは上記Maと同義である。aは0〜1.2を表し、0.1〜1.15であることが好ましく、さらに0.6〜1.1であることが好ましい。bは1〜3を表し、2であることが好ましい。Mの一部は上記混合元素Mで置換されていてもよい。上記式(MA)で表される遷移金属酸化物は典型的には層状岩塩型構造を有する。 Wherein, M 1 is as defined above Ma. a represents 0 to 1.2, preferably 0.1 to 1.15, and more preferably 0.6 to 1.1. b represents 1-3 and is preferably 2. A part of M 1 may be substituted with the mixed element M b . The transition metal oxide represented by the above formula (MA) typically has a layered rock salt structure.

本遷移金属酸化物は下記の各式で表されるものであることがより好ましい。
(MA−1) LiCoO
(MA−2) LiNiO
(MA−3) LiMnO
(MA−4) LiCoNi1−j
(MA−5) LiNiMn1−j
(MA−6) LiCoNiAl1−j−i
(MA−7) LiCoNiMn1−j−i
The transition metal oxide is more preferably one represented by the following formulas.
(MA-1) Li g CoO k
(MA-2) Li g NiO k
(MA-3) Li g MnO k
(MA-4) Li g Co j Ni 1-j O k
(MA-5) Li g Ni j Mn 1-j O k
(MA-6) Li g Co j Ni i Al 1-j-i O k
(MA-7) Li g Co j Ni i Mn 1-j-i O k

ここでgは上記aと同義である。jは0.1〜0.9を表す。iは0〜1を表す。ただし、1−j−iは0以上になる。kは上記bと同義である。上記遷移金属化合物の具体例を示すと、LiCoO(コバルト酸リチウム[LCO])、LiNi(ニッケル酸リチウム)LiNi0.85Co0.01Al0.05(ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム[NCA])、LiNi0.33Co0.33Mn0.33(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム[NMC])、LiNi0.5Mn0.5(マンガンニッケル酸リチウム)である。 Here, g has the same meaning as a. j represents 0.1 to 0.9. i represents 0 to 1; However, 1-j-i is 0 or more. k has the same meaning as b above. Specific examples of the transition metal compound include LiCoO 2 (lithium cobaltate [LCO]), LiNi 2 O 2 (lithium nickelate) LiNi 0.85 Co 0.01 Al 0.05 O 2 (nickel cobalt aluminum acid Lithium [NCA]), LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 (lithium nickel manganese cobaltate [NMC]), LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 (lithium manganese nickelate).

式(MA)で表される遷移金属酸化物は、一部重複するが、表記を変えて示すと、下記で表されるものも好ましい例として挙げられる。
(i)LiNiMnCo(x>0.2,y>0.2,z≧0,x+y+z=1)
代表的なもの:
LiNi1/3Mn1/3Co1/3
LiNi1/2Mn1/2
(ii)LiNiCoAl(x>0.7,y>0.1,0.1>z≧0.05,x+y+z=1)
代表的なもの:
LiNi0.8Co0.15Al0.05
The transition metal oxide represented by the formula (MA) partially overlaps, but when represented by changing the notation, those represented by the following are also preferable examples.
(I) Li g Ni x Mn y Co z O 2 (x> 0.2, y> 0.2, z ≧ 0, x + y + z = 1)
Representative:
Li g Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2
Li g Ni 1/2 Mn 1/2 O 2
(Ii) Li g Ni x Co y Al z O 2 (x> 0.7, y>0.1,0.1> z ≧ 0.05, x + y + z = 1)
Representative:
Li g Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2

〔式(MB)で表される遷移金属酸化物(スピネル型構造)〕
リチウム含有遷移金属酸化物としては中でも下記式(MB)で表されるものも好ましい。
Li ・・・ (MB)
[Transition metal oxide represented by formula (MB) (spinel structure)]
Among the lithium-containing transition metal oxides, those represented by the following formula (MB) are also preferable.
Li c M 2 2 O d (MB)

式中、Mは上記Maと同義である。cは0〜2を表し、0.1〜1.15であることが好ましく、さらに0.6〜1.5であることが好ましい。dは3〜5を表し、4であることが好ましい。 Wherein, M 2 is as defined above Ma. c represents 0 to 2, preferably 0.1 to 1.15, and more preferably 0.6 to 1.5. d represents 3 to 5 and is preferably 4.

式(MB)で表される遷移金属酸化物は下記の各式で表されるものであることがより好ましい。
(MB−1) LiMn
(MB−2) LiMnAl2−p
(MB−3) LiMnNi2−p
The transition metal oxide represented by the formula (MB) is more preferably one represented by the following formulas.
(MB-1) Li m Mn 2 O n
(MB-2) Li m Mn p Al 2-p O n
(MB-3) Li m Mn p Ni 2-p O n

mはcと同義である。nはdと同義である。pは0〜2を表す。上記遷移金属化合物の具体例を示すと、LiMn、LiMn1.5Ni0.5である。 m is synonymous with c. n is synonymous with d. p represents 0-2. Specific examples of the transition metal compound are LiMn 2 O 4 and LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 .

式(MB)で表される遷移金属酸化物はさらに下記で表されるものも好ましい例として挙げられる。
(a) LiCoMnO
(b) LiFeMn
(c) LiCuMn
(d) LiCrMn
(e) LiNiMn
高容量、高出力の観点で上記のうちNiを含む電極が更に好ましい。
Preferred examples of the transition metal oxide represented by the formula (MB) include those represented by the following.
(A) LiCoMnO 4
(B) Li 2 FeMn 3 O 8
(C) Li 2 CuMn 3 O 8
(D) Li 2 CrMn 3 O 8
(E) Li 2 NiMn 3 O 8
Of these, an electrode containing Ni is more preferable from the viewpoint of high capacity and high output.

〔式(MC)で表される遷移金属酸化物〕
リチウム含有遷移金属酸化物としてはリチウム含有遷移金属リン酸化物を用いることも好ましく、中でも下記式(MC)で表されるものも好ましい。
Li(PO ・・・ (MC)
[Transition metal oxide represented by formula (MC)]
As the lithium-containing transition metal oxide, it is also preferable to use a lithium-containing transition metal phosphor oxide, and among them, one represented by the following formula (MC) is also preferable.
Li e M 3 (PO 4 ) f ... (MC)

式中、eは0〜2を表し、0.1〜1.15であることが好ましく、さらに0.5〜1.5であることが好ましい。fは1〜5を表し、0.5〜2であることが好ましい。   In the formula, e represents 0 to 2, preferably 0.1 to 1.15, and more preferably 0.5 to 1.5. f represents 1 to 5 and is preferably 0.5 to 2.

上記MはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuから選択される一種以上の元素を表す。上記Mは、上記の混合元素Mのほか、Ti、Cr、Zn、Zr、Nb等の他の金属で置換していてもよい。具体例としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO等のオリビン型リン酸鉄塩、LiFeP等のピロリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、Li(PO(リン酸バナジウムリチウム)等の単斜晶ナシコン型リン酸バナジウム塩が挙げられる。
なお、Liの組成を表す上記a,c,g,m,e値は、充放電により変化する値であり、典型的には、Liを含有したときの安定な状態の値で評価される。上記式(a)〜(e)では特定値としてLiの組成を示しているが、これも同様に電池の動作により変化するものである。
なかでも本発明においては、Niおよび/またはMn原子を含有する正極活物質を用いることが好ましく、NiおよびMn原子両方を含有する正極活物質を用いることが更に好ましい。
特に好ましい正極活物質の具体例としては下記が挙げられる。
LiNi0.33Co0.33Mn0.33
LiNi0.6Co0.2Mn0.2
LiNi0.5Co0.3Mn0.2
LiNi0.5Mn0.5
LiNi0.5Mn1.5
これらは高電位で使用できるため電池容量を大きくすることができ、また高電位で使用しても容量維持率が高いため特に好ましい。
The M 3 represents one or more elements selected from V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu. The M 3 are, in addition to the mixing element M b above, Ti, Cr, Zn, Zr, may be substituted by other metals such as Nb. Specific examples include, for example, olivine-type iron phosphates such as LiFePO 4 and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , iron pyrophosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and Li 3. Monoclinic Nasicon type vanadium phosphate salts such as V 2 (PO 4 ) 3 (lithium vanadium phosphate) can be mentioned.
The a, c, g, m, and e values representing the composition of Li are values that change due to charge and discharge, and are typically evaluated as values in a stable state when Li is contained. In the above formulas (a) to (e), the composition of Li is shown as a specific value, but this also varies depending on the operation of the battery.
In particular, in the present invention, it is preferable to use a positive electrode active material containing Ni and / or Mn atoms, and it is more preferable to use a positive electrode active material containing both Ni and Mn atoms.
Specific examples of particularly preferable positive electrode active materials include the following.
LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2
LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2
LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O 2
LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4
Since these can be used at a high potential, the battery capacity can be increased, and even when used at a high potential, the capacity retention rate is high, which is particularly preferable.

本発明において、正極活物質には3.5V以上の正極電位(Li/Li基準)で通常使用を維持できる材料を用いることが好ましく、3.8V以上であることがより好ましく、4V以上であることがさらに好ましく、4.25V以上であることがさらに好ましく、4.3V以上であることがさらに好ましい。上限は特にないが、5V以下であることが実際的である。上記範囲とすることで、サイクル特性および高レート放電特性を向上することができる。
ここで通常使用を維持できるとは、その電圧で充電を行ったときでも電極材料が劣化して使用不能になることがないことを意味し、この電位を通常使用可能電位ともいう。
充放電時の正極電位(Li/Li基準)は
(正極電位)=(負極電位)+(電池電圧)である。負極としてチタン酸リチウムを用いた場合、負極電位は1.55Vとする。負極として黒鉛を用いた場合は負極電位は0.1Vとする。充電時に電池電圧を観測し、正極電位を算出する。
In the present invention, the positive electrode active material is preferably a material that can maintain normal use at a positive electrode potential (Li / Li + standard) of 3.5 V or higher, more preferably 3.8 V or higher, and more preferably 4 V or higher. More preferably, it is more preferably 4.25V or more, and further preferably 4.3V or more. Although there is no upper limit in particular, it is practical that it is 5V or less. By setting it as the above range, cycle characteristics and high rate discharge characteristics can be improved.
Here, being able to maintain normal use means that even when charging is performed at that voltage, the electrode material does not deteriorate and cannot be used, and this potential is also referred to as a normal usable potential.
The positive electrode potential during charging / discharging (Li / Li + reference) is (positive electrode potential) = (negative electrode potential) + (battery voltage). When lithium titanate is used as the negative electrode, the negative electrode potential is 1.55V. When graphite is used as the negative electrode, the negative electrode potential is 0.1V. The battery voltage is observed during charging and the positive electrode potential is calculated.

本発明の非水電解液は、高電位の正極と組み合わせて用いることが特に好ましい。高電位の正極を用いると、通常、サイクル特性が大きく低下しがちであるが、本発明の好ましい実施形態によれば非水電解液は、この低下を抑えた良好な性能を維持することができる。   The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is particularly preferably used in combination with a high potential positive electrode. When a positive electrode with a high potential is used, the cycle characteristics tend to be greatly reduced. However, according to a preferred embodiment of the present invention, the nonaqueous electrolyte can maintain good performance with this decrease suppressed. .

本発明の非水二次電池において、用いられる正極活物質の平均粒子サイズは特に限定されないが、0.1μm〜50μmが好ましい。比表面積としては特に限定されないが、BET法で0.01m/g〜50m/gであるのが好ましい。また、正極活物質5gを蒸留水100mlに溶かした時の上澄み液のpHとしては、7以上12以下が好ましい。 In the non-aqueous secondary battery of the present invention, the average particle size of the positive electrode active material used is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 50 μm. No particular limitation is imposed on the specific surface area, preferably from 0.01m 2 / g~50m 2 / g by the BET method. Further, the pH of the supernatant when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water is preferably 7 or more and 12 or less.

正極活物質を所定の粒子サイズにするには、良く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが用いられる。上記焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。   To make the positive electrode active material have a predetermined particle size, a well-known pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a vibration ball mill, a vibration mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill, a sieve, or the like is used. The positive electrode active material obtained by the above firing method may be used after washing with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent.

正極活物質の配合量は特に限定されないが、活物質層を構成するための分散物(合剤)中、固形成分100質量%において、60〜98質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。
・負極活物質
負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものが好ましく、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、SnやSi等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。なかでも炭素質材料又はリチウム複合酸化物が信頼性の点から好ましく用いられる。
また、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であるものが好ましく、構成成分としてチタン及び/又はリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。
Although the compounding quantity of a positive electrode active material is not specifically limited, In the dispersion (mixture) for comprising an active material layer, it is preferable that it is 60-98 mass% in 100 mass% of solid components, and is 70-95 mass. % Is more preferable.
・ Negative electrode active material As the negative electrode active material, those capable of reversibly inserting and releasing lithium ions are preferable, and there is no particular limitation. Carbonaceous materials, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, metal composite oxides, lithium Examples thereof include a single alloy and a lithium alloy such as a lithium aluminum alloy, and a metal capable of forming an alloy with lithium such as Sn and Si.
These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Of these, carbonaceous materials or lithium composite oxides are preferably used from the viewpoint of reliability.
Moreover, as a metal complex oxide, what can occlude and discharge | release lithium is preferable, and it is preferable from a viewpoint of a high current density charge / discharge characteristic that it contains titanium and / or lithium as a structural component.

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

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

本発明の非水二次電池において用いられる負極活物質である金属酸化物及び金属複合酸化物は、これらの少なくとも1種を含んでいることが好ましい。金属酸化物及び金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、さらに金属元素と周期律表第16族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトも好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、CuKα線を用いたX線回折法で、2θ値で20°〜40°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の100倍以下であるのが好ましく、5倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。   It is preferable that the metal oxide and metal composite oxide which are negative electrode active materials used in the non-aqueous secondary battery of the present invention contain at least one of them. As the metal oxide and metal complex oxide, amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite, which is a reaction product of a metal element and an element of Group 16 of the periodic table, is also preferably used. The term “amorphous” as used herein means an X-ray diffraction method using CuKα rays, which has a broad scattering band having an apex in the region of 20 ° to 40 ° in terms of 2θ values, and is a crystalline diffraction line. You may have. The strongest intensity of crystalline diffraction lines seen from 2 ° to 40 ° to 70 ° is 100 times the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band seen from 2 ° to 20 °. It is preferable that it is 5 times or less, and it is particularly preferable not to have a crystalline diffraction line.

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

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

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

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

本発明の電解液は、その好ましい様態として、高電位負極(好ましくはリチウム・チタン酸化物、電位1.55V対Li金属)との組合せ、及び低電位負極(好ましくは炭素材料、シリコン含有材料、電位約0.1V対Li金属)との組合せのいずれにおいても優れた特性を発現する。更に高容量化に向けて開発が進んでいるリチウムと合金形成可能な金属または金属酸化物負極(好ましくはSi、酸化Si、Si/酸化Si、Sn、酸化Sn、SnB、Cu/Snおよびこれらのうち複数の複合体)、及びこれらの金属または金属酸化物と炭素材料の複合体を負極とする電池においても好ましく用いることができる。
本発明においては、なかでも、炭素、ケイ素(Si)、チタン、およびスズから選ばれる少なくとも1種を含有する負極活物質を用いることが好ましい。
The electrolyte solution of the present invention is preferably combined with a high potential negative electrode (preferably lithium / titanium oxide, a potential of 1.55 V vs. Li metal) and a low potential negative electrode (preferably a carbon material, a silicon-containing material, Excellent characteristics are exhibited in any combination with a potential of about 0.1 V vs. Li metal. Further, metal or metal oxide negative electrodes (preferably Si, Si oxide, Si / Si oxide, Sn, Sn oxide, SnB x P y O z , Cu, which can be alloyed with lithium, which are being developed for higher capacity) / Sn and a plurality of these composites), and a battery using a composite of these metals or metal oxides and a carbon material as a negative electrode.
In the present invention, it is particularly preferable to use a negative electrode active material containing at least one selected from carbon, silicon (Si), titanium, and tin.

本発明の非水電解液は、高電位の負極と組み合わせて用いることが特に好ましい。高電位の負極は上記の高電位の正極と組み合わせて用いられることが多く、大容量の充放電にも好適に対応することができる。そのような条件下で本発明の好ましい実施形態に係る非水二次電池用電解液は優れた性能を発揮するため好ましい。   The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is particularly preferably used in combination with a high potential negative electrode. The high potential negative electrode is often used in combination with the above high potential positive electrode, and can suitably cope with large capacity charge / discharge. Under such conditions, the electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention is preferable because it exhibits excellent performance.

・導電材
導電材は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料が好ましく、公知の導電材を任意に用いることができる。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−10148,554号に記載)等)、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体(特開昭59−20,971号に記載)などの導電性材料を1種又はこれらの混合物として含ませることができる。その中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。上記導電剤の添加量としては、11〜50質量%が好ましく、2〜30質量%がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、2〜15質量%が特に好ましい。
-Conductive material The conductive material is preferably an electron conductive material that does not cause a chemical change in the configured secondary battery, and a known conductive material can be arbitrarily used. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber and metal powder (copper, nickel, aluminum, silver (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63- 10148,554)), metal fibers or polyphenylene derivatives (described in JP-A-59-20971) can be contained as a single type or a mixture thereof. Among these, the combined use of graphite and acetylene black is particularly preferable. As addition amount of the said electrically conductive agent, 11-50 mass% is preferable and 2-30 mass% is more preferable. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by mass is particularly preferable.

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

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

・フィラー
電極合材は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーを形成する材料は、本発明の二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料が好ましい。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの材料からなる繊維状のフィラーが用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、分散物中、0〜30質量%が好ましい。
-Filler The electrode compound material may contain the filler. The material forming the filler is preferably a fibrous material that does not cause a chemical change in the secondary battery of the present invention. Usually, fibrous fillers made of materials such as olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 mass% is preferable in a dispersion.

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

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

上記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。上記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、1μm〜500μmが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。
これらの材料から適宜選択した部材によりリチウム二次電池の電極合材が形成される。
As the shape of the current collector, a film sheet shape is usually used, but a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like can also be used. Although it does not specifically limit as thickness of the said electrical power collector, 1 micrometer-500 micrometers are preferable. Moreover, it is also preferable that the current collector surface is roughened by surface treatment.
An electrode mixture of the lithium secondary battery is formed by a member appropriately selected from these materials.

(セパレータ)
本発明の非水二次電池に用いられるセパレータは、正極と負極を電子的に絶縁する機械的強度、イオン透過性、及び正極と負極の接触面で酸化・還元耐性のある材料で構成されていることが好ましい。このような材料として多孔質のポリマー材料や無機材料、有機無機ハイブリッド材料、あるいはガラス繊維などが用いられる。これらセパレータは信頼性確保のためのシャットダウン機能、すなわち、80℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を持つことが好ましく、閉塞温度は90℃以上、180℃以下であることが好ましい。
(Separator)
The separator used in the non-aqueous secondary battery of the present invention is made of a material that mechanically insulates the positive electrode and the negative electrode, has ion permeability, and has oxidation / reduction resistance at the contact surface between the positive electrode and the negative electrode. Preferably it is. As such a material, a porous polymer material, an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, glass fiber, or the like is used. These separators preferably have a shutdown function for ensuring reliability, that is, a function of closing a gap at 80 ° C. or higher to increase resistance and blocking current, and a closing temperature is 90 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. It is preferable.

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

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

上記無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01μm〜1μm、厚さが5μm〜50μmのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を樹脂製の結着剤を用いて正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子をフッ素樹脂の結着剤を用いて多孔層として形成させることが挙げられる。   Examples of the inorganic material include oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate, and those having a particle shape or fiber shape are used. As the form, a thin film shape such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 μm to 1 μm and a thickness of 5 μm to 50 μm are preferably used. In addition to the 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, alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 μm are formed on both surfaces of the positive electrode as a porous layer using a fluororesin binder.

(非水二次電池の作製)
本発明の非水二次電池の形状としては、既述のように、シート状、角型、シリンダー状などいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に、塗布(コート)、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。
(Production of non-aqueous secondary battery)
As described above, the shape of the nonaqueous secondary battery of the present invention can be applied to any shape such as a sheet shape, a square shape, and a cylinder shape. A positive electrode active material or a mixture of negative electrode active materials is mainly used after being applied (coated), dried and compressed on a current collector.

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

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

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

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

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

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

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

[非水二次電池の用途] [Applications of non-aqueous secondary batteries]

リチウム電池と呼ばれる二次電池は、充放電反応にリチウムの吸蔵および放出を利用する二次電池(リチウムイオン二次電池)と、リチウムの析出および溶解を利用する二次電池(リチウム金属二次電池)とに大別される。本発明においてはリチウムイオン二次電池としての適用が好ましい。
本発明の非水二次電池は種々の用途に適用することができる。適用態様には特に限定はないが、例えば、電子機器に搭載する場合、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
Secondary batteries called lithium batteries are secondary batteries that use the insertion and extraction of lithium for charge / discharge reactions (lithium ion secondary batteries), and secondary batteries that use precipitation and dissolution of lithium (lithium metal secondary batteries). ). In the present invention, application as a lithium ion secondary battery is preferable.
The nonaqueous secondary battery of the present invention can be applied to various uses. Although there is no particular limitation on the application mode, for example, when installed in an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, a mobile fax machine, a mobile phone Copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, minidisc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, memory card, etc. It is done. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders). Furthermore, it can be used for various military use and space use. Moreover, it can also combine with a solar cell.

以下に、実施例に基づき本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。
<実施例1・比較例1>
電解液の調製
表Aの電解液の溶剤S1〜S3に化合物(A)(B)を表1中に示した量となるように添加し、更にビニレンカーボネートを全電解液に対し1質量%、t−アミルベンゼンを全電解液に対し1質量%、スクシノニトリルを全電解液に対し1質量%となるように添加して各試験用の電解液を調製した。調製した電解液の25℃における粘度は全て5mPa・s以下、カールフィッシャー法(JISK0113)により測定した水分量は20ppm以下であった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not construed as being limited thereto.
<Example 1 and Comparative Example 1>
Preparation of Electrolytic Solution Compounds (A) and (B) were added to the solvents S1 to S3 of the electrolytic solution in Table A so as to have the amounts shown in Table 1, and vinylene carbonate was further added in an amount of 1% by mass based on the total electrolytic solution, An electrolyte solution for each test was prepared by adding t-amylbenzene at 1% by mass with respect to the total electrolyte solution and succinonitrile at 1% by mass with respect to the total electrolyte solution. All the prepared electrolyte solutions had a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa · s or less, and the water content measured by the Karl Fischer method (JIS K0113) was 20 ppm or less.

<難燃性>
調製した電解液の難燃性を大気下25℃において以下のように評価した。
UL−94HB水平燃焼試験を参考に、以下の試験条件にて評価を実施した。幅13mm、長さ110mmのガラス濾紙(ADVANTEC GA−100)を切り出し、調製した電解液1.5mlをガラス濾紙上に満遍なく滴下した。十分にガラス濾紙内に電解液が染み込んだ後、余剰の電解液を拭い、短軸が垂直になるように吊るした。全炎長2cmに調整したブタンガスバーナーの内炎がガラス濾紙の先端に触れる位置で3秒着火し、炎を離した後の挙動で着火の有無、着火後の消炎、着火点から他方の端まで炎が到達する時間を以下のように評価した。添加剤を添加していない電解液は着火点から他方の端まで炎が到達する時間が5秒未満であった。
5・・・着火が見られず、不燃であった。
4・・・着火したがすぐに消炎した
3・・・着火したが着火点から他方の端まで炎が到達する前に消炎した
2・・・着火点から他方の端まで炎が到達する時間が10秒以上で、燃焼抑制効果が見られるが、不燃、消炎には至らないレベル
1・・・着火点から他方の端まで炎が到達する時間が10秒未満で、燃焼抑制効果なし。
<Flame retardance>
The flame retardancy of the prepared electrolyte was evaluated as follows at 25 ° C. in the atmosphere.
The evaluation was carried out under the following test conditions with reference to the UL-94HB horizontal combustion test. A glass filter paper (ADVANTEC GA-100) having a width of 13 mm and a length of 110 mm was cut out, and 1.5 ml of the prepared electrolyte was evenly dropped onto the glass filter paper. After the electrolyte solution was sufficiently infiltrated into the glass filter paper, the excess electrolyte solution was wiped off and suspended so that the minor axis was vertical. The butane gas burner adjusted to a total flame length of 2cm ignites for 3 seconds at the position where it touches the tip of the glass filter paper. The time to reach was evaluated as follows. The time for the flame to reach from the ignition point to the other end of the electrolyte solution to which no additive was added was less than 5 seconds.
5 ... Ignition was not seen and it was nonflammable.
4 ignited but immediately extinguished 3 ignited but extinguished before the flame reached from the ignition point to the other end 2 ... time for the flame to reach from the ignition point to the other end for 10 seconds In the above, although the combustion suppression effect is seen, it does not lead to incombustibility and flame extinction. Level 1... The flame reaches from the ignition point to the other end in less than 10 seconds, and there is no combustion suppression effect.

<電池(1)の作製>
正極は活物質:LiNi1/3Mn1/3Co1/3(NMC)85質量%、導電助剤:カーボンブラック7.5質量%、バインダー:PVDF 7.5質量%で作製し、負極は活物質:黒鉛85質量%、導電助剤:カーボンブラック7.5質量%、バインダー:PVDF 7.5質量%で作製した。セパレータはポリプロピレン製多孔質膜24μm厚である。上記の正負極、セパレータを使用し、表1の電解液を用いて、2032形コイン電池(1)を作製した。
<Production of battery (1)>
The positive electrode is made of active material: LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (NMC) 85% by mass, conductive auxiliary agent: carbon black 7.5% by mass, binder: PVDF 7.5% by mass, The negative electrode was made of active material: 85% by mass of graphite, conductive auxiliary agent: 7.5% by mass of carbon black, and binder: 7.5% by mass of PVDF. The separator is a polypropylene porous membrane having a thickness of 24 μm. Using the above positive and negative electrodes and separator, a 2032 type coin battery (1) was prepared using the electrolytic solution shown in Table 1.

<電池の初期化>
30℃の恒温槽中電池電圧が4.3V(正極電位4.4V)になるまで0.2C定電流充電した後、電池電圧が4.3V定電圧において電流値が0.12mAになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を2時間とした。次に30℃の恒温槽中、電池電圧が2.75Vになるまで0.2C定電流放電を行った。この操作を2回繰り返した。上記の方法で作製した2032形電池を用いて下記項目の評価を行った。結果を表1に示している。
ここで1Cとは電池の容量を1時間で放電または充電する電流値を表し、0.2Cはその0.2倍、0.5Cはその0.5倍、2Cは2倍の電流値を表す。大電流で充放電を行うほど、抵抗上昇の影響を受けやすいため、容量劣化しやすい。同様に、低温で放電すると抵抗上昇の影響を受けやすいため、容量劣化しやすく、この2つを組み合わせた低温大電流放電はより過酷な条件となる。
また、サイクル試験における温度も重要で、高温で充放電を繰り返すと、電解液成分の酸化還元分解が加速され、抵抗上昇しやすくなる。
<Battery initialization>
Charged at a constant current of 0.2 C until the battery voltage reaches 4.3 V (positive electrode potential 4.4 V) in a thermostat at 30 ° C., and then charged until the battery voltage reaches a current value of 0.12 mA at a constant voltage of 4.3 V. Went. However, the upper limit of the time was 2 hours. Next, 0.2 C constant current discharge was performed until the battery voltage became 2.75 V in a 30 ° C. constant temperature bath. This operation was repeated twice. The following items were evaluated using the 2032 type battery produced by the above method. The results are shown in Table 1.
Here, 1C represents a current value for discharging or charging the battery capacity in one hour, 0.2C represents 0.2 times, 0.5C represents 0.5 times, and 2C represents twice the current value. . As charging / discharging with a large current is more likely to be affected by an increase in resistance, the capacity is likely to deteriorate. Similarly, since it is easy to be affected by an increase in resistance when discharged at a low temperature, the capacity is likely to deteriorate, and a low temperature large current discharge combining the two becomes a more severe condition.
In addition, the temperature in the cycle test is also important. When charging and discharging are repeated at a high temperature, the oxidation-reduction decomposition of the electrolytic solution component is accelerated and the resistance is likely to increase.

(初回放電容量)
この電池を30℃の恒温槽中電池電圧が4.3Vになるまで0.7C定電流充電した後、電池電圧4.3Vの定電圧において電流値が0.12mAになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を2時間とした。この電池を30℃の恒温槽中電池電圧が2.75Vになるまで0.5C定電流放電を行い、初回の30℃/0.5C放電容量(I)を測定した。
(First discharge capacity)
This battery was charged at a constant current of 0.7 C in a thermostat at 30 ° C. until the battery voltage became 4.3 V, and then charged at a constant voltage of the battery voltage of 4.3 V until the current value reached 0.12 mA. However, the upper limit of the time was 2 hours. This battery was subjected to 0.5C constant current discharge in a thermostatic chamber at 30 ° C. until the battery voltage reached 2.75 V, and the initial 30 ° C./0.5C discharge capacity (I) was measured.

(高温サイクル試験)
この電池を45℃の恒温槽中電池電圧が4.3Vになるまで0.7C定電流充電した後、電池電圧4.3Vの定電圧において電流値が0.12mAになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を2時間とした。この電池を45℃の恒温槽中電池電圧が2.75Vになるまで0.5C定電流放電を行うサイクルを300回繰り返した。
(High temperature cycle test)
This battery was charged at a constant current of 0.7 C in a 45 ° C. constant temperature bath until the battery voltage reached 4.3 V, and then charged at a constant voltage of 4.3 V until the current value reached 0.12 mA. However, the upper limit of the time was 2 hours. A cycle of performing 0.5C constant current discharge of this battery in a thermostat at 45 ° C. until the battery voltage reached 2.75 V was repeated 300 times.

(サイクル試験後の放電容量)
高温サイクル試験後の電池を初回放電容量計測と同じ条件で充放電を行い、サイクル試験後の放電容量(II)を測定した。
(Discharge capacity after cycle test)
The battery after the high-temperature cycle test was charged and discharged under the same conditions as the initial discharge capacity measurement, and the discharge capacity (II) after the cycle test was measured.

(サイクル試験後の低温大電流放電容量)
高温サイクル試験後の電池を30℃の恒温槽中電池電圧が4.3Vになるまで0.7C定電流充電した後、電池電圧4.3Vの定電圧において電流値が0.12mAになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を2時間とした。この電池を10℃の恒温槽中電池電圧が2.75Vになるまで2C定電流放電を行い、サイクル試験後の10℃/2C放電容量(III)を測定した。
なお、低温環境は電解液粘度が高くなるため、リチウムイオンの移動を阻害し、高抵抗となり、電池を駆動させるに際し苛酷な環境となる。
(Low temperature, large current discharge capacity after cycle test)
The battery after the high-temperature cycle test was charged at a constant current of 0.7 C in a thermostat bath at 30 ° C. until the battery voltage reached 4.3 V, and then charged until the current value reached 0.12 mA at a constant voltage of 4.3 V. Went. However, the upper limit of the time was 2 hours. The battery was subjected to 2C constant current discharge in a 10 ° C constant temperature bath until the battery voltage reached 2.75 V, and the 10 ° C / 2C discharge capacity (III) after the cycle test was measured.
In addition, since the electrolyte viscosity becomes high in the low temperature environment, the movement of lithium ions is inhibited, the resistance becomes high, and the environment becomes severe when driving the battery.

得られた結果から下式によりサイクル試験後の放電容量維持率、サイクル試験後の低温大電流放電容量維持率を算出した。
サイクル試験後の放電容量維持率=(II)/(I)
サイクル試験後の低温大電流放電容量維持率=(III)/(I)
From the obtained results, the discharge capacity retention rate after the cycle test and the low temperature high current discharge capacity retention rate after the cycle test were calculated according to the following equations.
Discharge capacity maintenance ratio after cycle test = (II) / (I)
Low-temperature, large-current discharge capacity retention rate after cycle test = (III) / (I)

得られた放電容量維持率を以下のように評価した。値が大きいほど厳しい試験条件においても容量が維持されており、良好な結果である。
A:0.8以上
B:0.7以上0.8未満
C:0.6以上0.7未満
D:0.5以上0.6未満
E:0.3以上0.5未満
F:0.3未満
The obtained discharge capacity retention rate was evaluated as follows. The larger the value, the higher the capacity is maintained even under severe test conditions.
A: 0.8 or more B: 0.7 or more and less than 0.8 C: 0.6 or more and less than 0.7 D: 0.5 or more and less than 0.6 E: 0.3 or more and less than 0.5 F: 0. Less than 3

Figure 0006238411
試験No.:cで始まるものが比較例
comp:例示化合物
conc:濃度(質量%)
Figure 0006238411
Test No. : Starting with c is a comparative example comp: Exemplified compound conc: Concentration (mass%)

Figure 0006238411
Figure 0006238411

Figure 0006238411
溶剤
EC:エチレンカーボネート
EMC:エチルメチルカーボネート
DMC:ジメチルカーボネート
GBL:γブチロラクトン
PC:プロピレンカーボネート
Figure 0006238411
Solvent EC: Ethylene carbonate EMC: Ethyl methyl carbonate DMC: Dimethyl carbonate GBL: γ-Butyrolactone PC: Propylene carbonate

本発明の非水電解液によれば、高い難燃性を実現しながら、厳しい使用条件においても高い放電容量の維持率を達成できることが分かる。   According to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, it is understood that a high discharge capacity maintenance rate can be achieved even under severe use conditions while realizing high flame retardancy.

<実施例2>
正極活物質をマンガン酸リチウム(LiMn)とし、サイクル試験充電時の電圧を4.2Vとした以外は、実施例1と同じ操作を行った。その結果、本願の電解液は高温サイクル試験後においても低温/大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られたのに対し、比較例の電解液はサイクル試験充電時の低温/大電流放電における容量維持率が劣る結果であった。サイクル試験充電時の電圧を4.3Vとしたところ、実施例、比較例いずれの電解液を用いてもサイクル試験後の低温/大電流放電における容量維持率が低下したが、実施例の電池は十分実用上の要求を満たすものであった。
<Example 2>
The same operation as in Example 1 was performed except that the positive electrode active material was lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) and the voltage at the cycle test charge was 4.2 V. As a result, the electrolytic solution of the present application obtained excellent results with a high capacity retention rate at low temperature / large current discharge even after the high temperature cycle test, whereas the electrolyte of the comparative example had a low temperature / high capacity at the time of cycle test charging. The capacity retention rate in current discharge was inferior. When the voltage at the time of cycle test charging was set to 4.3 V, the capacity retention rate at low temperature / large current discharge after the cycle test was lowered by using any of the electrolyte solutions of the examples and comparative examples. It was enough to meet practical requirements.

<実施例3>
正極活物質をコバルト酸リチウム(LiCoO)とし、サイクル試験充電時の電圧を4.0V、あるいは4.1Vとした以外は、実施例2と同じ操作を行った。その結果、本願の電解液は4.0V、4.1Vいずれの電圧での高温サイクル試験後においても低温/大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られた。これに対し、比較例の電解液はサイクル試験充電時の電圧4.0Vにおいては本願の電解液同等であったが、充電時の電圧4.1Vのサイクル試験後の低温/大電流放電における容量維持率が劣る結果であった。サイクル試験充電時の電圧を4.2Vとしたところ、実施例、比較例いずれの電解液を用いてもサイクル試験後の低温/大電流放電における容量維持率が低下したが、実施例の電池は十分実用上の要求を満たすものであった。
<Example 3>
The same operation as in Example 2 was performed except that the positive electrode active material was lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) and the voltage at the cycle test charge was 4.0 V or 4.1 V. As a result, the electrolytic solution of the present application had an excellent result that the capacity retention ratio at low temperature / large current discharge was high even after the high temperature cycle test at any voltage of 4.0V and 4.1V. On the other hand, the electrolytic solution of the comparative example was equivalent to the electrolytic solution of the present application at the voltage 4.0 V during the cycle test charge, but the capacity at the low temperature / large current discharge after the cycle test at the voltage 4.1 V during the charge. The maintenance rate was inferior. When the voltage at the time of the cycle test was set to 4.2 V, the capacity retention rate at low temperature / high current discharge after the cycle test was lowered by using any of the electrolyte solutions of the example and the comparative example. It was enough to meet practical requirements.

<実施例4>
表Aの電解液の溶剤S1〜S3に化合物(A)(B)を表2中に示した量となるように添加し、更にフロロエチレンカーボネートを全電解液に対し1質量%、t−アミルベンゼンを全電解液に対し1質量%、スクシノニトリルを全電解液に対し1質量%となるように添加して各試験用の電解液を調製した。調製した電解液の25℃における粘度は全て5mPa・s以下、カールフィッシャー法(JISK0113)により測定した水分量は20ppm(質量基準)以下であった。
<Example 4>
The compounds (A) and (B) were added to the solvents S1 to S3 of the electrolytic solution of Table A so as to have the amounts shown in Table 2, and further 1% by mass of fluoroethylene carbonate with respect to the total electrolytic solution, t-amyl. Benzene was added at 1% by mass with respect to the total electrolytic solution, and succinonitrile was added at 1% by mass with respect to the total electrolytic solution to prepare electrolytic solutions for each test. All the prepared electrolyte solutions had a viscosity at 25 ° C. of 5 mPa · s or less, and the moisture content measured by the Karl Fischer method (JISK0113) was 20 ppm (mass basis) or less.

Figure 0006238411
試験No.:cで始まるものが比較例
comp:例示化合物
conc:濃度(質量%)
Figure 0006238411
Test No. : Starting with c is a comparative example comp: Exemplified compound conc: Concentration (mass%)

負極活物質をチタン酸リチウム(LTO)とし、サイクル試験充電時の電圧を2.85Vとした以外は、実施例1と同じ操作を行った。結果を表2に示す。本願の電解液は高温サイクル試験後においても低温/大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られた。   The same operation as in Example 1 was performed except that the negative electrode active material was lithium titanate (LTO) and the voltage at the cycle test charge was 2.85 V. The results are shown in Table 2. The electrolytic solution of the present application had an excellent result that the capacity retention rate at low temperature / large current discharge was high even after the high temperature cycle test.

<実施例5>
電解液の調製
表Aの電解液の溶剤S1〜S3に化合物(A)(B)を表3中に示した量となるように添加し、更にビニルエチレンカーボネートを全電解液に対し1質量%、エチルベンゼンを全電解液に対し1.5質量%、ジエチルボリルピラゾールダイマー(Hex5)を全電解液に対し0.5質量%となるように添加して各試験用の電解液を調製した以外は、実施例1と同じ操作を行った。
<Example 5>
Preparation of Electrolytic Solution Compounds (A) and (B) were added to the solvents S1 to S3 of the electrolytic solution in Table A so as to have the amounts shown in Table 3, and vinylethylene carbonate was further added in an amount of 1% by mass with respect to the total electrolytic solution. , Except that ethylbenzene was added in an amount of 1.5% by mass with respect to the total electrolytic solution and diethylborylpyrazole dimer (Hex5) was added in an amount of 0.5% by mass with respect to the total electrolytic solution to prepare an electrolytic solution for each test. The same operation as in Example 1 was performed.

Figure 0006238411
comp:例示化合物
conc:濃度(質量%)
Figure 0006238411
comp: exemplary compound conc: concentration (mass%)

<実施例6>
電解液の調製
表Aの電解液の溶剤S1〜S3に化合物(A)(B)を表4中に示した量となるように添加し、更にフルオロエチレンカーボネート(Bex1)を全電解液に対し1質量%、シクロアルキルベンゼンを全電解液に対し1.5質量%、リチウムテトラシアノボレート(Hex11)を全電解液に対し0.5質量%となるように添加して各試験用の電解液を調製した以外は、実施例1と同じ操作を行った。
<Example 6>
Preparation of Electrolytic Solution Compounds (A) and (B) were added to the solvents S1 to S3 of the electrolytic solution in Table A so as to have the amounts shown in Table 4, and further fluoroethylene carbonate (Bex1) was added to the total electrolytic solution. 1% by mass, 1.5% by mass of cycloalkylbenzene with respect to the total electrolyte, and lithium tetracyanoborate (Hex11) at 0.5% by mass with respect to the total electrolyte, The same operation as in Example 1 was performed except for the preparation.

Figure 0006238411
comp:例示化合物
conc:濃度(質量%)
上記実施例5、6の結果より機能性添加剤を配合した場合にも、本発明の非水二次電池用電解液は良好な性能を発揮することが分かる。
Figure 0006238411
comp: exemplary compound conc: concentration (mass%)
It can be seen from the results of Examples 5 and 6 that even when a functional additive is blended, the electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery of the present invention exhibits good performance.

上記実施例において本発明の電解液を負極としてリチウム・チタン酸化物負極、炭素負極、正極としてニッケルマンガンコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウムと組み合わせて用いた電池において優れた特性を発現することを示した。本発明を用いれば、更にニッケルマンガン酸リチウムなど4.5V以上の電位で使用される正極、あるいは炭素負極より高容量が期待されるSi含有負極、スズ含有負極を用いた電池においても、同様の優れた効果を発現するものと推測できる。   In the above embodiment, the battery of the present invention exhibits excellent characteristics in combination with a lithium / titanium oxide negative electrode as a negative electrode, a carbon negative electrode, and nickel manganese lithium cobaltate, lithium manganate, lithium cobaltate as a positive electrode. Showed that. If the present invention is used, the same applies to a positive electrode used at a potential of 4.5 V or more, such as lithium nickel manganate, or a battery using a Si-containing negative electrode or a tin-containing negative electrode expected to have a higher capacity than a carbon negative electrode. It can be assumed that an excellent effect is exhibited.

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

Claims (14)

非水溶剤、電解質、リン含有化合物(A)および金属錯体(B)を含有し、
前記金属錯体(B)が、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される部分構造を有し、Mに配位する配位子がNRm3m4のみである化合物、下記式(1)で表される化合物または下記式(8’)で表される化合物であり、
前記リン含有化合物(A)が下記式(A1)で表される化合物または下記式(A2)で表される構造を有する化合物である非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(I)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
m1はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。複数のRm1が互いに連結して、脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。
aは0〜5の整数を表す。
およびYはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、−(S)n−Ra、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基またはヘテロアリール基を表す。ここで、Raは水素原子または置換基を表し、nは1〜8の整数を表す。さらに、XとYが互いに連結して、Mを含む環を形成してもよい。
m1およびn1は0≦m1+n1≦3を満たす整数である。cは0〜2の整数である。
は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルファニル基、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、または上記式(C)で表される基を表す。
式(CP)中、Rm2はRm1と同義の基を表す。*はMと結合する結合手を表す。bは0〜5の整数を表す。Rm1とRm2は互いに連結していてもよい。
式(II)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
m3およびRm4は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基またはハロゲン原子を表す。Rm3とRm4は互いに連結していてもよい。
式(1)中、Mは中心金属を表す。
は芳香族環または芳香族複素環を表す。
はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Rが複数ある場合、Rは互いに結合もしくは縮合してもよく、複数のRで環を形成してもよい。
XはCRまたは窒素原子を表す。ここで、Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基またはアリールチオ基を表す。RとRは互いに結合または縮合して環を形成してもよい。
Yは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−S−Ra、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される1座の配位子を表す。ここで、Raは水素原子または置換基を表す。
は置換基を表す。
kは1〜4の整数を表す。lは0〜3の整数を表す。mは0〜2の整数を表す。
式(8’)中、Mは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。Rooは水素原子またはRで規定される基を表す。複数のRは互いに異なっていてもよい。
noは1〜8の整数を表す。
Figure 0006238411
式(A1)、(A2)中、Ra 11 〜Ra 13 は独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基または−(CH n3 C(=O)−(O) m3 Rb を表す。n3は0または1を表す。m3は0または1を表す。Rb はアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。X は酸素原子、硫黄原子またはN(Ra 14 )を表す。Ra 14 は水素原子または1価の置換基を表す。Ra 21 はそれぞれ独立に1価の置換基を表す。近接のR 21 は置換基同士が環を形成していてもよい。n2は2以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成してもよい。
Containing a non-aqueous solvent, an electrolyte, a phosphorus-containing compound (A) and a metal complex (B),
The metal complex (B) has a compound represented by the following formula (I) and a partial structure represented by the following formula (II), and the ligand coordinated to M m is only NR m3 R m4 . a compound, Ri compound der represented by a compound represented by or formula by the following formula (1) (8 '),
An electrolyte solution for a nonaqueous secondary battery, wherein the phosphorus-containing compound (A) is a compound represented by the following formula (A1) or a compound having a structure represented by the following formula (A2) .
Figure 0006238411
In the formula (I), M m is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R m1 represents an alkyl group, alkylsilyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, amino group, amide group, acyloxy group, cyano group, carboxyl group, carbonyl group-containing group, sulfonyl group-containing group, phosphino group or Represents a halogen atom. A plurality of R m1 may be connected to each other to form an aliphatic or aromatic ring.
a represents an integer of 0 to 5.
X m and Y m are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, silylamino group, a sulfonic acid group, isocyanate group, isothiocyanate group, - (S) n-Ra , phosphinyl groups, A carbonyl group-containing group, a halogen atom, an aryl group or a heteroaryl group is represented. Here, Ra represents a hydrogen atom or a substituent, and n represents an integer of 1 to 8. In addition, X m and Y m are connected to each other, they may form a ring containing M m.
m1 and n1 are integers satisfying 0 ≦ m1 + n1 ≦ 3. c is an integer of 0-2.
T 1 is a hydrogen atom, alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, alkylamino group, silylamino group, sulfonic acid group, isocyanate group, isothiocyanate group, sulfanyl group, phosphinyl group, carbonyl group-containing group, halogen atom, aryl group, It represents a heteroaryl group or a group represented by the above formula (C P ).
In the formula (CP), R m2 represents a group having the same meaning as R m1 . * Represents a bond that bonds to M m . b represents an integer of 0 to 5. R m1 and R m2 may be connected to each other.
In the formula (II), M m is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R m3 and R m4 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkylsilyl group or a halogen atom. R m3 and R m4 may be connected to each other.
In formula (1), M represents a central metal.
A 1 represents an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring.
R 1 represents an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group or an alkenyl group. When there are a plurality of R 1 s , R 1 may be bonded or condensed to each other, and a plurality of R 1 may form a ring.
X represents CR 2 or a nitrogen atom. Here, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a mercapto group, an alkylthio group, or an arylthio group. R 1 and R 2 may be bonded to each other or condensed to form a ring.
Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylamino group, a silylamino group, a sulfonic acid group, an isocyanic acid group, an isothiocyanic acid group, -S-Ra, a phosphinyl group, a carbonyl group-containing group and a halogen atom. Represents a selected monodentate ligand. Here, Ra represents a hydrogen atom or a substituent.
R 3 represents a substituent.
k represents an integer of 1 to 4. l represents an integer of 0 to 3. m represents an integer of 0-2.
In the formula (8 ′), Mo is a central metal and represents a transition element or a rare earth element.
R o is an alkyl group, alkylsilyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, amino group, amide group, acyloxy group, cyano group, carboxyl group, carbonyl group-containing group, sulfonyl group-containing group, phosphino group or Represents a halogen atom. R oo represents a hydrogen atom or a group defined by R o . A plurality of R o may be different from each other.
no represents an integer of 1 to 8.
Figure 0006238411
Formula (A1), (A2) in, to Ra 11 to Ra 13 independently, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, an amino group, or - (CH 2) n3 C ( = O) - (O) representing the m3 Rb 4. n3 represents 0 or 1. m3 represents 0 or 1. Rb 4 represents an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or an aralkyl group. X n represents an oxygen atom, a sulfur atom, or N (Ra 14 ). Ra 14 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. Ra 21 each independently represents a monovalent substituent. In the adjacent R 21, the substituents may form a ring. n2 represents an integer of 2 or more, and bond ends may be bonded to form a ring.
前記金属錯体(B)の中心金属が第4〜第8族遷移元素またはランタノイドである請求項1に記載の非水二次電池用電解液。   The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein a central metal of the metal complex (B) is a Group 4 to Group 8 transition element or a lanthanoid. 前記式(1)で表される化合物が下記式(2)〜(5)のいずれかで表される請求項1または2に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(2)〜(5)中、M、A、R、Y、k、lおよびmは前記式(1)における各定義と同じである。Aは前記式(1)におけるAと同義である。BおよびBは含窒素芳香族複素環を表す。R〜Rは前記式(1)におけるRと同義である。RとRは、互いに結合もしくは縮合してBおよびBの一部とともに環を形成してもよい。RおよびRは、それぞれ独立に、前記式(1)におけるRと同義である。Lはアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはアルケニレン基を表す。n、oおよびpは、それぞれ独立に、0〜3の整数を表す。
The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries according to claim 1 or 2, wherein the compound represented by the formula (1) is represented by any one of the following formulas (2) to (5).
Figure 0006238411
In the formulas (2) to (5), M, A 1 , R 3 , Y, k, l and m are the same as the definitions in the formula (1). A 2 has the same meaning as A 1 in the formula (1). B 1 and B 2 represent a nitrogen-containing aromatic heterocyclic ring. R 4 to R 6 have the same meaning as R 3 in the formula (1). R 4 and R 6 may be bonded to each other or condensed to form a ring together with a part of B 1 and B 2 . R 7 and R 8 are each independently synonymous with R 2 in the formula (1). L represents an alkylene group, an arylene group, a heteroarylene group or an alkenylene group. n, o and p each independently represent an integer of 0 to 3.
前記式(A2)で表される構造を有する化合物が下記式(A2−1)または(A2−2)で表される請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(A2−1)、(A2−2)中、Ra31〜Ra36、Ra41〜Ra48は、前記Ra21と同義である。
The compound having a structure represented by the formula (A2) is represented by the following formula (A2-1) or (A2-2), for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3 . Electrolytic solution.
Figure 0006238411
In formulas (A2-1) and (A2-2), Ra 31 to Ra 36 and Ra 41 to Ra 48 have the same meaning as Ra 21 described above.
前記式(A2−1)で表される構造を有する化合物が下記式(A2−1−1)または(A2−1−2)のいずれかで表される請求項に記載の非水二次電池用電解液。
Figure 0006238411
式(A2−1−1)、(A2−1−2)中、Ra51〜Ra52はそれぞれ独立にアルコキシ基またはジアルキルアミノ基を表す。
The non-aqueous secondary according to claim 4 , wherein the compound having a structure represented by the formula (A2-1) is represented by any one of the following formulas (A2-1-1) or (A2-1-2). Battery electrolyte.
Figure 0006238411
In formulas (A2-1-1) and (A2-1-2), Ra 51 to Ra 52 each independently represents an alkoxy group or a dialkylamino group.
前記Ra51〜Ra52がジアルキルアミノ基である請求項に記載の非水二次電池用電解液。 The electrolyte solution for a non-aqueous secondary battery according to claim 5 , wherein the Ra 51 to Ra 52 are dialkylamino groups. 電解液が更に、芳香族性化合物、ハロゲン含有化合物、重合性化合物、硫黄含有化合物、ケイ素含有化合物、ニトリル化合物、ホウ素含有化合物およびイミド化合物から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1〜のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。 Electrolyte further aromatic compound, a halogen-containing compound, a polymerizable compound, a sulfur-containing compounds, silicon-containing compounds, nitrile compounds, according to claim 1 to 6 containing at least one selected from a boron-containing compound and imide compound The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries of any one of Claims. 前記リン含有化合物(A)の電解液(電解質を含む全量)中の濃度が0.5質量%以上30質量%以下である請求項1〜のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7 , wherein a concentration of the phosphorus-containing compound (A) in the electrolytic solution (total amount including the electrolyte) is 0.5 mass% or more and 30 mass% or less. Electrolyte. 前記金属錯体(B)の電解液(電解質を含む全量)中の濃度が0.001質量%以上10質量%以下である請求項1〜のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。 For a non-aqueous secondary battery according to any one of the metal complex (B) of the electrolytic solution according to claim concentration in (total volume including the electrolyte) is 10 wt% or less than 0.001 wt% 1-8 Electrolytic solution. 前記リン含有化合物(A)の含有量(100質量部)に対して、前記金属錯体(B)の含有量が0.01質量部以上10質量部以下である請求項1〜のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。 The content of the phosphorus-containing compound (A) with respect to (100 parts by weight), claim 1-9 content is less than 10 parts by mass or more 0.01 part by weight of the metal complex (B) 1 The electrolyte solution for non-aqueous secondary batteries as described in the item. 前記金属錯体(B)の中心金属が、Ti、Zr、HfまたはVである請求項1〜10のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液。 The central metal of the metal complex (B) is, Ti, Zr, non-aqueous liquid electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 10, which is Hf or V. 正極、負極および請求項1〜11のいずれか1項に記載の非水二次電池用電解液をそれぞれ具備する非水二次電池。 A nonaqueous secondary battery comprising the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte for a nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 11 . 前記正極の活物質が、Niおよび/またはMn原子を含有する請求項12に記載の非水二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to claim 12 , wherein the positive electrode active material contains Ni and / or Mn atoms. 前記負極の活物質が、炭素、ケイ素、チタンおよびスズから選ばれる少なくとも1種を含有する請求項12または13に記載の非水二次電池。
The nonaqueous secondary battery according to claim 12 or 13 , wherein the negative electrode active material contains at least one selected from carbon, silicon, titanium, and tin.
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