JP6455726B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

特開2015−060802号公報には、作動電位が4.3V(vsLi/Li)以上の正極活物質を有する正極を備えた非水電解液二次電池の製造方法に関する発明が開示されている。ここでは、実施例として、フッ素化環状カーボネートとしてのフルオロエチレンカーボネート(以下、適宜に「FEC」と称する。)と、フッ素化鎖状カーボネートとしてのメチル(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート(以下、適宜に「MTFEC」と称する)とをFEC:MTFEC=50:50の割合で混合した混合溶媒が用いられている(同公報、段落0021)。 Japanese Patent Laying-Open No. 2015-060802 discloses an invention relating to a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode having a positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher. . Here, as examples, fluoroethylene carbonate (hereinafter referred to as “FEC” as appropriate) as fluorinated cyclic carbonate and methyl (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate as fluorinated chain carbonate. (Hereinafter referred to as “MTFEC” where appropriate) is used in a mixed solvent ratio of FEC: MTFEC = 50: 50 (paragraph 0021).

特開2015−060802号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-060802

ところで、作動電位が4.3V(vsLi/Li)以上の正極活物質を有する正極を備えた非水電解液二次電池では、高電位領域において非水電解液が分解され、ガスが発生する問題がある。かかる非水電解液二次電池の性能を高く維持しつつ、ガスの発生を少なく抑えたい。 By the way, in a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode having a positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher, the non-aqueous electrolyte is decomposed in a high potential region, and gas is generated. There's a problem. It is desirable to suppress the generation of gas while maintaining the performance of such a non-aqueous electrolyte secondary battery high.

ここで提案される非水電解液二次電池は、4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、非水電解液と、正極と負極と非水電解液とを収容したケースとを有する。非水電解液は、溶媒と、添加剤とからなり、溶媒は、フッ素化鎖状カーボネートのみからなり、添加剤はアルキル系添加剤またはホウ素系添加剤を含有している。この非水電解液二次電池によれば、容量維持率を高く維持するとともに、ガス発生量を低く抑えられうる。 The proposed non-aqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode having a positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher, a negative electrode having a negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte, And a case containing a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is composed of a solvent and an additive. The solvent is composed only of a fluorinated chain carbonate, and the additive contains an alkyl-based additive or a boron-based additive. According to this non-aqueous electrolyte secondary battery, the capacity retention rate can be kept high and the amount of gas generated can be kept low.

図1は、リチウムイオン二次電池10の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery 10. 図2は、サンプル1〜9のVC添加量とガス発生量との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the VC addition amount and gas generation amount of Samples 1-9. 図3は、サンプル1〜9のVC添加量と容量維持率との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the VC addition amount and the capacity retention rate of Samples 1 to 9.

以下、ここで提案される非水電解液二次電池の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。   Hereinafter, an embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery proposed here will be described. The embodiments described herein are, of course, not intended to limit the present invention in particular. The invention is not limited to the embodiments described herein unless specifically stated.

〈リチウムイオン二次電池10の構成例〉
図1は、ここで提案される非水電解液二次電池の構成例を示す、いわゆる角型電池のリチウムイオン二次電池10の断面図である。リチウムイオン二次電池10は、例えば、正極シート50と負極シート60とを、セパレータ72,74を介在させて重ねて捲回した捲回電極体40を備えている。このリチウムイオン二次電池10では、かかる捲回電極体40と電解液80とがケース20に収容されている。
<Configuration Example of Lithium Ion Secondary Battery 10>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a so-called prismatic lithium-ion secondary battery 10 showing a configuration example of the proposed nonaqueous electrolyte secondary battery. The lithium ion secondary battery 10 includes, for example, a wound electrode body 40 obtained by winding a positive electrode sheet 50 and a negative electrode sheet 60 with separators 72 and 74 interposed therebetween. In the lithium ion secondary battery 10, the wound electrode body 40 and the electrolytic solution 80 are accommodated in the case 20.

正極シート50は、正極集電箔51と、正極集電箔51の両面に保持された正極活物質層53とを有している。正極活物質層53は、例えば、正極活物質粒子と、導電助剤とが結着材によって結着した層である。正極活物質層53は、粒子間に電解液が適度に染み渡りうるように、所要の空隙を有している。   The positive electrode sheet 50 includes a positive electrode current collector foil 51 and a positive electrode active material layer 53 held on both surfaces of the positive electrode current collector foil 51. The positive electrode active material layer 53 is a layer in which, for example, positive electrode active material particles and a conductive additive are bound by a binder. The positive electrode active material layer 53 has a required gap so that the electrolyte can permeate appropriately between the particles.

負極シート60は、負極集電箔61と、負極集電箔61の両面に保持された負極活物質層63とを有している。負極活物質層63は、例えば、負極活物質粒子と、導電助剤とが結着材によって結着した層である。負極活物質層63は、粒子間に電解液が適度に染み渡りうるように、所要の空隙を有している。   The negative electrode sheet 60 includes a negative electrode current collector foil 61 and negative electrode active material layers 63 held on both surfaces of the negative electrode current collector foil 61. The negative electrode active material layer 63 is a layer in which, for example, negative electrode active material particles and a conductive additive are bound by a binder. The negative electrode active material layer 63 has a required gap so that the electrolyte can permeate appropriately between the particles.

図1に示された形態では、正極集電箔51は帯状のシート(例えば、アルミニウム箔)である。正極活物質層53は、正極集電箔51の幅方向片側に設定された露出部52を除いて、正極集電箔51の両面に形成されている。負極集電箔61は、帯状のシート(例えば、銅箔)である。負極活物質層63は、負極集電箔61の幅方向片側に設定された露出部62を除いて、負極集電箔61の両面に形成されている。   In the form shown in FIG. 1, the positive electrode current collector foil 51 is a belt-like sheet (for example, an aluminum foil). The positive electrode active material layer 53 is formed on both surfaces of the positive electrode current collector foil 51 except for the exposed portion 52 set on one side in the width direction of the positive electrode current collector foil 51. The negative electrode current collector foil 61 is a belt-like sheet (for example, copper foil). The negative electrode active material layer 63 is formed on both surfaces of the negative electrode current collector foil 61 except for the exposed portion 62 set on one side in the width direction of the negative electrode current collector foil 61.

正極シート50と負極シート60とは、長さ方向の向きを揃え、セパレータ72、74を挟んで正極活物質層53と負極活物質層63とが対向するように重ねられている。この際、正極集電箔51の露出部52がセパレータ72、74の幅方向の片側にはみ出て、負極集電箔61の露出部62がセパレータ72、74の幅方向の反対側にはみ出るように、正極シート50と負極シート60とが重ねられている。正極シート50と負極シート60とセパレータ72、74は、上記のように重ねられた状態で正極シート50の短幅に沿って設定された捲回軸WL周りに捲回されている。捲回電極体40の捲回軸WLに沿った片側には、セパレータ72、74から正極集電箔51の露出部52がはみ出ている。反対側には、セパレータ72、74から負極集電箔61の露出部62がはみ出ている。捲回電極体40は、捲回軸WLを含む一平面に沿って扁平な形状で、扁平な長方形の収容領域を有する角型のケース20に収容されている。また、ケース20と、ケース20に収容される捲回電極体40との間には、絶縁フィルム(図示省略)が介在し、ケース20と捲回電極体40とが絶縁されているとよい。   The positive electrode sheet 50 and the negative electrode sheet 60 are aligned so that the length direction is aligned, and the positive electrode active material layer 53 and the negative electrode active material layer 63 are opposed to each other with the separators 72 and 74 interposed therebetween. At this time, the exposed portion 52 of the positive electrode current collector foil 51 protrudes on one side of the separators 72 and 74 in the width direction, and the exposed portion 62 of the negative electrode current collector foil 61 protrudes on the opposite side of the separators 72 and 74 in the width direction. The positive electrode sheet 50 and the negative electrode sheet 60 are stacked. The positive electrode sheet 50, the negative electrode sheet 60, and the separators 72 and 74 are wound around the winding axis WL set along the short width of the positive electrode sheet 50 in the state of being stacked as described above. The exposed portion 52 of the positive electrode current collector foil 51 protrudes from the separators 72 and 74 on one side of the wound electrode body 40 along the winding axis WL. On the opposite side, the exposed portion 62 of the negative electrode current collector foil 61 protrudes from the separators 72 and 74. The wound electrode body 40 has a flat shape along one plane including the winding axis WL, and is housed in a rectangular case 20 having a flat rectangular housing region. In addition, an insulating film (not shown) is interposed between the case 20 and the wound electrode body 40 accommodated in the case 20, and the case 20 and the wound electrode body 40 are preferably insulated.

図1に示す例では、ケース20は、ケース本体21と、封口板22とを備えている。ここで、ケース本体21は、一面が開口した有底直方体形状を有している。封口板22は、ケース本体21の開口を塞ぐ部材である。かかる封口板22がケース本体21の開口周縁に溶接されることによって、略六面体形状のケース20が構成されている。図1に示す例では、封口板22には、正極の外部端子25と負極の外部端子26とが設けられている。外部端子25、26は、ケース20内に延びた内部端子23,24に電気的に接続されている。正極の内部端子23の先端部23aには、正極集電箔51の露出部52が溶接されている。負極の内部端子24の先端部24aには、負極集電箔61の露出部62が溶接されている。   In the example shown in FIG. 1, the case 20 includes a case main body 21 and a sealing plate 22. Here, the case main body 21 has a bottomed rectangular parallelepiped shape whose one surface is open. The sealing plate 22 is a member that closes the opening of the case body 21. The sealing plate 22 is welded to the peripheral edge of the opening of the case body 21 to form a substantially hexahedral case 20. In the example shown in FIG. 1, the sealing plate 22 is provided with a positive external terminal 25 and a negative external terminal 26. The external terminals 25 and 26 are electrically connected to internal terminals 23 and 24 that extend into the case 20. An exposed portion 52 of the positive electrode current collector foil 51 is welded to the distal end portion 23a of the internal terminal 23 of the positive electrode. The exposed portion 62 of the negative electrode current collector foil 61 is welded to the tip 24 a of the negative internal terminal 24.

正極集電箔51は、内部端子23および外部端子25を通じて外部の装置に電気的に接続される。負極の外部端子26は、内部端子24に電気的に接続されている。負極集電箔61は、内部端子24および外部端子26を通じて外部の装置に電気的に接続される。封口板22には、安全弁30や注液孔32が設けられており、注液孔32にはキャップ材33が取り付けられている。   The positive electrode current collector foil 51 is electrically connected to an external device through the internal terminal 23 and the external terminal 25. The negative external terminal 26 is electrically connected to the internal terminal 24. The negative electrode current collector foil 61 is electrically connected to an external device through the internal terminal 24 and the external terminal 26. The sealing plate 22 is provided with a safety valve 30 and a liquid injection hole 32, and a cap material 33 is attached to the liquid injection hole 32.

ケース20に収容された電解液80は、捲回軸WLの軸方向の両側から電極体40の内部に浸入する。電解液80は、捲回電極体40の内部において、正極活物質層53や負極活物質層63の空隙などに十分に染み渡る。電解液80には、リチウムイオン二次電池10の電池反応に寄与しうる電解質イオンとしてリチウムイオンが含まれている。なお、図1において、電解液80の量は、厳密ではない。   The electrolytic solution 80 accommodated in the case 20 enters the electrode body 40 from both sides in the axial direction of the winding shaft WL. The electrolytic solution 80 sufficiently permeates the voids of the positive electrode active material layer 53 and the negative electrode active material layer 63 inside the wound electrode body 40. The electrolyte solution 80 contains lithium ions as electrolyte ions that can contribute to the battery reaction of the lithium ion secondary battery 10. In FIG. 1, the amount of the electrolytic solution 80 is not strict.

以上、ここで提案される非水電解液二次電池の一例として、リチウムイオン二次電池10の構成例を例示したが、リチウムイオン二次電池10を構成する部材の一般的な材料については、種々の公知文献が存在するので、ここでは詳しい説明を省略する。また、リチウムイオン二次電池10の構成はかかる形態に限定されない。例えば、ケース20は、円筒形状のケースでもよい。また、ケース20は、袋状の形態でもよく、いわゆるラミネートタイプの外装体でもよい。また、電極体は、必ずしも捲回された構造でなくてもよい。例えば、正極シートと負極シートとがセパレータを介して積層されたものでもよい。   As mentioned above, although the structural example of the lithium ion secondary battery 10 was illustrated as an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery proposed here, about the general material of the member which comprises the lithium ion secondary battery 10, Since there are various known documents, detailed description is omitted here. Moreover, the structure of the lithium ion secondary battery 10 is not limited to this form. For example, the case 20 may be a cylindrical case. The case 20 may have a bag shape or a so-called laminate-type exterior body. Moreover, the electrode body does not necessarily have a wound structure. For example, a positive electrode sheet and a negative electrode sheet may be laminated via a separator.

ところで、本発明者は、4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質を用い、高電位で作動するリチウムイオン二次電池を提供することを検討している。その検討において、ガスが発生したり、負極上で不要な被膜が形成されて抵抗上昇が生じたり、反対に必要な被膜が形成されずに容量維持率が大きく低下したりする問題が生じる。そのような問題について、本発明者は、電解液が高電位に曝されて分解されることに原因の1つがあると考えている。 By the way, this inventor is considering providing the lithium ion secondary battery which operate | moves at high potential, using the positive electrode active material which has an operating potential of 4.3V (vsLi / Li <+> ) or more. In the examination, there arises a problem that gas is generated, an unnecessary film is formed on the negative electrode and resistance is increased, and on the contrary, a required film is not formed and the capacity retention rate is greatly reduced. The present inventor believes that one of the causes is that the electrolyte is decomposed by being exposed to a high potential.

4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質には、例えば、スピネル構造を有するLiNi0.5Mn1.5(以下、適宜に「LNM」と称する)が挙げられる。なお、4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質は、LNMに限定されない。例えば、特許文献1の段落0011に開示されたリチウム複合金属酸化物のうち、4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有するものが採用されうる。 Examples of the positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher include LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 having a spinel structure (hereinafter referred to as “LNM” as appropriate). It is done. Note that the positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher is not limited to LNM. For example, a lithium composite metal oxide disclosed in paragraph 0011 of Patent Document 1 may have a working potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher.

例えば、本発明者の知見によれば、非水電解液の溶媒として用いられるフッ素化環状カーボネートは、4.3V以上の作動電位を有する高電位電池においては、分解されてガスを発生させたり、負極上で不要な被膜を形成させ抵抗を上昇させたりする。また、鎖状カーボネートのみを溶媒とする場合には、必要な被膜が形成されないので、容量維持率が大きく低下したりする。さらに、フッ素化鎖状カーボネートのみを溶媒とすることを試みた。この場合、非水電解液の耐酸化性が向上し、例えば、4.3V以上(例えば、5.0V程度)の高電位に曝されてもガスが発生しにくい。しかし、フッ素化鎖状カーボネートのみでは、必要な被膜が形成されず、容量維持率が大きく低下するという問題が残る。このように、4.3V以上の作動電位を有する高電位電池では、作動電位が4V程度の電池に用いられていた電解液をそのまま用いることが難しい。   For example, according to the knowledge of the present inventor, the fluorinated cyclic carbonate used as the solvent of the non-aqueous electrolyte is decomposed to generate gas in a high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher, An unnecessary film is formed on the negative electrode to increase the resistance. In addition, when only the chain carbonate is used as a solvent, a necessary film is not formed, so that the capacity retention rate is greatly reduced. Furthermore, an attempt was made to use only fluorinated chain carbonate as a solvent. In this case, the oxidation resistance of the non-aqueous electrolyte is improved and, for example, gas is hardly generated even when exposed to a high potential of 4.3 V or higher (for example, about 5.0 V). However, with only the fluorinated chain carbonate, a necessary film is not formed, and there remains a problem that the capacity retention rate is greatly reduced. Thus, in a high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher, it is difficult to use the electrolytic solution used in a battery having an operating potential of about 4 V as it is.

例えば、エチレンカーボネート(EC)は、4.3V以上の作動電位を有する高電位電池では、4.3V以上の高電位に曝されて分解されうる。また、フルオロエチレンカーボネート(FEC)は、エチレンカーボネート(EC)に比べれば、4.3V以上の高電位に曝されても分解されにくい。このため、フルオロエチレンカーボネート(FEC)は、4.3V以上の作動電位を有する高電位電池にも使用されうるが、ガスの発生を抑えるという点でさらに改善する余地がある。このように4.3V以上の作動電位を有する高電位電池は、作動電位が4V程度の電池よりも高い電位に電解液が曝される。本発明者は、かかる4.3V以上の作動電位を有する高電位電池において、電解液に起因するガスの発生量をさらに少なくし、かつ、容量維持率を高く維持したいと考えている。   For example, ethylene carbonate (EC) can be decomposed when exposed to a high potential of 4.3 V or higher in a high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher. In addition, fluoroethylene carbonate (FEC) is less likely to be decomposed when exposed to a high potential of 4.3 V or higher than ethylene carbonate (EC). For this reason, fluoroethylene carbonate (FEC) can be used for a high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher, but there is room for further improvement in terms of suppressing gas generation. Thus, in the high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher, the electrolytic solution is exposed to a higher potential than a battery having an operating potential of about 4 V. The present inventor wants to further reduce the amount of gas generated due to the electrolyte and maintain a high capacity retention rate in such a high potential battery having an operating potential of 4.3 V or higher.

本発明者は、このような課題認識の基で、さらなる検討を重ねて、フッ素化鎖状カーボネートのみからなる溶媒に、負極上で必要な被膜を生成しうる添加剤を加えることで、ガス発生抑制と容量維持率の低下抑制とを両立させることに到達した。ここで、本発明者が提案する非水電解液の溶媒は、フッ素化鎖状カーボネートのみからなる。そして、かかる溶媒に、負極表面に被膜を形成しうる添加剤が添加されている。ここで負極表面に被膜を形成しうる添加剤には、例えば、アルキル系添加剤やホウ素系添加剤が挙げられる。なお、添加剤は、アルキル系添加剤やホウ素系添加剤に限定されず、負極表面に所要の被膜を形成しうる添加剤であればよい。ここで、溶媒には、エチレンカーボネート(EC)やフルオロエチレンカーボネート(FEC)などの高誘電率溶媒は含まれていない。このような構成によれば、4.3V以上の高電位に曝される高電位電池において、電解液(溶媒)が高電位に曝された場合でも分解されにくいので、ガス発生が抑制される。また、添加剤によって、負極活物質の表面に適当な被膜が形成されるので、容量維持率を高く維持することができる。   Based on the recognition of such a problem, the present inventor conducted further studies and added an additive capable of forming a necessary film on the negative electrode to a solvent composed only of fluorinated chain carbonate, thereby generating gas. It reached | attained to make suppression and the fall suppression of a capacity | capacitance maintenance rate compatible. Here, the solvent of the non-aqueous electrolyte proposed by the present inventor consists only of fluorinated chain carbonate. An additive capable of forming a film on the negative electrode surface is added to the solvent. Here, examples of the additive capable of forming a film on the negative electrode surface include an alkyl-based additive and a boron-based additive. The additive is not limited to an alkyl-based additive or a boron-based additive, and may be any additive that can form a required film on the negative electrode surface. Here, the solvent does not include a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate (EC) or fluoroethylene carbonate (FEC). According to such a configuration, in a high potential battery exposed to a high potential of 4.3 V or higher, gas generation is suppressed because the electrolyte solution (solvent) is not easily decomposed even when exposed to a high potential. Moreover, since an appropriate film is formed on the surface of the negative electrode active material by the additive, the capacity retention rate can be maintained high.

ここで、フッ素化鎖状カーボネートには、例えば、−30℃から60℃程度の温度環境において4.3V以上5.0V以下程度の高電位に曝されても分解されない性質を有していることが好ましい。その典型例として、メチル(2,2,2トリフルオロエチル)カーボネート(MTFEC)が挙げられる。フッ素化鎖状カーボネートの他の具体例としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、フルオロメチルジフルオロメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロメチル)カーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート、(2−フルオロエチル)メチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、(2,2−ジフルオロエチル)メチルカーボネート、(2−フルオロエチル)フルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、(2,2−ジフルオロエチル)フルオロメチルカーボネート、(2−フルオロエチル)ジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート、エチル−(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2,2−ジフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’,2’−ジフルオロエチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、ペンタフルオロエチルメチルカーボネート、ペンタフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、ペンタフルオロエチルエチルカーボネート、ビス(ペンタフルオロエチル)カーボネートなどが挙げられる。   Here, the fluorinated chain carbonate has a property that it is not decomposed even when exposed to a high potential of about 4.3 V to 5.0 V in a temperature environment of about -30 ° C. to 60 ° C., for example. Is preferred. A typical example is methyl (2,2,2 trifluoroethyl) carbonate (MTFEC). Other specific examples of the fluorinated chain carbonate include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, fluoromethyl difluoromethyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoromethyl) carbonate, bis (Trifluoromethyl) carbonate, (2-fluoroethyl) methyl carbonate, ethylfluoromethyl carbonate, (2,2-difluoroethyl) methyl carbonate, (2-fluoroethyl) fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, (2, 2-Difluoroethyl) fluoromethyl carbonate, (2-fluoroethyl) difluoromethyl carbonate, ethyl trifluoromethyl carbonate Ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, ethyl- (2 , 2,2-trifluoroethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2′-fluoro Ethyl carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2 ′, 2′-difluoroethyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, pentafluoroethyl methyl carbonate, pentafluoroethyl fluoromethyl carbonate, Pentafluoroethyl ethyl carbo Over DOO, such as bis (pentafluoroethyl) carbonate.

アルキル系添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート(Vinylene carbonate,以下、適宜に「VC」と称する。)、ビニルエチレンカーボネート(Vinylethylene carbonate,以下、適宜に「VEC」と称する。))などが挙げられる。ホウ素系添加剤としては、オキサレート系添加剤でもあるリチウムディフルオロオキサレートボラート(Lithium difluoro(oxalate)borate,以下、適宜に「LiDFOB」と称する。)やリチウムビスオキサレートボラート(Lithium bis(oxalate)borate,以下、適宜に「LiBOB」と称する。)が挙げられる。   Examples of the alkyl-based additive include vinylene carbonate (hereinafter referred to as “VC” where appropriate), vinylethylene carbonate (hereinafter referred to as “VEC” as appropriate)), and the like. . Examples of the boron-based additive include lithium difluorooxalate borate (hereinafter referred to as “LiDFOB”), which is also an oxalate-based additive, and lithium bisoxalate borate (Lithium bis ( oxalate) borate, hereinafter referred to as “LiBOB” where appropriate.

また、添加剤の添加量は、例えば、負極活物質の表面積に対して0.03mmol/m以上、例えば0.08mmol/m以上、0.64mmol/m以下例えば0.32mmol/m以下であるとよい。望ましくは、かかる添加量によって負極活物質の表面に適当な被膜が形成される。なお、負極活物質の表面積は、負極活物質層の重量と、負極活物質層中の負極活物質の重量割合と、負極活物質の単位重量当たりの平均表面積とから算出されうる。また、電解液において、フッ素化鎖状カーボネートのみからなる溶媒に対する添加剤の添加量は、例えば、0.01mol/L以上0.4mol/L以下であるとよい。 The amount of additive, for example, 0.03 mmol / m 2 or more of the surface area of the negative electrode active material, for example 0.08 mmol / m 2 or more, 0.64 mmol / m 2 or less for example 0.32 mmol / m 2 It may be the following. Desirably, an appropriate film is formed on the surface of the negative electrode active material depending on the addition amount. The surface area of the negative electrode active material can be calculated from the weight of the negative electrode active material layer, the weight ratio of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer, and the average surface area per unit weight of the negative electrode active material. Moreover, in the electrolytic solution, the additive amount of the additive with respect to the solvent composed only of the fluorinated chain carbonate is preferably, for example, 0.01 mol / L or more and 0.4 mol / L or less.

ここで提案される非水電解液の溶媒の好適な一例は、フッ素化鎖状カーボネートとしてのメチル(2,2,2トリフルオロエチル)カーボネート(MTFEC)のみからなる。溶媒には、エチレンカーボネート(EC)やフルオロエチレンカーボネート(FEC)などのような高誘電率溶媒は含まれていない。そして、当該溶媒に、アルキル系添加剤(例えば、VC、VEC)またはホウ素系添加剤(例えば、LiDFOB、LiBOB)を含有した添加剤が添加されている。ここで提案される非水電解液によれば、4.3V以上の高電位に曝される高電位電池において、電解液(溶媒)が高電位に曝されるような場合でも、ガス発生抑制と容量維持率の低下抑制とが両立される。   A suitable example of the solvent of the non-aqueous electrolyte proposed here consists only of methyl (2,2,2 trifluoroethyl) carbonate (MTFEC) as the fluorinated chain carbonate. The solvent does not contain a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate (EC) or fluoroethylene carbonate (FEC). Then, an additive containing an alkyl-based additive (for example, VC, VEC) or a boron-based additive (for example, LiDFOB, LiBOB) is added to the solvent. According to the proposed nonaqueous electrolytic solution, in a high potential battery exposed to a high potential of 4.3 V or higher, even when the electrolytic solution (solvent) is exposed to a high potential, gas generation is suppressed. The reduction in the capacity maintenance rate can be suppressed.

以下に、ここで提案されるリチウムイオン二次電池の実施例を説明する。なお、ここで提案されるリチウムイオン二次電池は、特に言及されない限りにおいて、ここで挙げるリチウムイオン二次電池によって限定されない。ここでは、電解液の条件を変え、その余の条件を同じにして作製した評価電池を作製して性能を評価した。   Examples of the lithium ion secondary battery proposed here will be described below. In addition, the lithium ion secondary battery proposed here is not limited by the lithium ion secondary battery mentioned here unless there is particular mention. Here, an evaluation battery manufactured by changing the conditions of the electrolytic solution and making the other conditions the same was manufactured and the performance was evaluated.

評価電池の正極の作製には、正極活物質としてLiNi0.5Mn1.5(LNM)、導電助剤としてアセチレンブラック(AB)、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)をそれぞれ用いた。ここでは、正極活物質と導電助剤と結着剤とを、正極活物質(LNM):導電助剤(AB):結着剤(PVDF)=87:10:3の重量比にて、分散溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に混合し、混合スラリーを得た。得られた混合スラリーを正極集電箔としてのアルミ箔(15mm厚)の上に塗布し、乾燥させた。これにより、正極集電箔の上に正極活物質層が形成される。そして、形成された正極活物質層の密度が2.3g/cmになるまで、ロールプレスによって得られたシートをプレスし、正極シートを作製した。 For the production of the positive electrode of the evaluation battery, LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNM) is used as the positive electrode active material, acetylene black (AB) is used as the conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is used as the binder. It was. Here, the positive electrode active material, the conductive auxiliary agent, and the binder are dispersed in a weight ratio of positive electrode active material (LNM): conductive auxiliary agent (AB): binder (PVDF) = 87: 10: 3. It mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent to obtain a mixed slurry. The obtained mixed slurry was applied onto an aluminum foil (15 mm thickness) as a positive electrode current collector foil and dried. Thereby, a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode current collector foil. And the sheet | seat obtained by the roll press was pressed until the density of the formed positive electrode active material layer became 2.3 g / cm < 3 >, and the positive electrode sheet was produced.

負極の作製には、負極活物質として、平均粒子径10μm(D50)、平均表面積4.8m/g(D50)、格子定数C=0.67nm、結晶子径Lc=27nmの天然黒鉛系材料が用いた。また、結着剤としてのスチレンブタジエン共重合体(SBR)が用いられ、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)が用いられている。負極活物質と結着剤と増粘剤との重量比は、負極活物質:結着剤(SBR):増粘剤(CMC)=98:1:1として、分散溶媒としての水に混合し、混合スラリーを得た。得られた混合スラリーを負極集電箔としての銅箔(10mm厚)の上に塗布し、乾燥させた。これにより、負極集電箔の上に負極活物質層が形成される。そして、形成された負極活物質層の密度が1.2g/cmになるまで、ロールプレスによって得られたシートをプレスし、負極シートを作製した。 For the production of the negative electrode, as a negative electrode active material, a natural graphite system having an average particle diameter of 10 μm (D50), an average surface area of 4.8 m 2 / g (D50), a lattice constant C 0 = 0.67 nm, and a crystallite diameter Lc = 27 nm Material used. Further, a styrene butadiene copolymer (SBR) is used as a binder, and carboxymethyl cellulose (CMC) is used as a thickener. The weight ratio of the negative electrode active material, the binder, and the thickener is as follows: negative electrode active material: binder (SBR): thickener (CMC) = 98: 1: 1, and mixed with water as a dispersion solvent. A mixed slurry was obtained. The obtained mixed slurry was applied onto a copper foil (10 mm thickness) as a negative electrode current collector foil and dried. Thereby, a negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector foil. And the sheet | seat obtained by roll press was pressed until the density of the formed negative electrode active material layer became 1.2 g / cm < 3 >, and the negative electrode sheet was produced.

ここでは、作製された正極シートの正極活物質層と負極シートの負極活物質層を、セパレータを介して対向させて電極体を作製した。作製された電極体は、電解液とともに収容し、ラミネートで封止したラミネート型の評価電池を作製した。   Here, the positive electrode active material layer of the produced positive electrode sheet and the negative electrode active material layer of the negative electrode sheet were opposed to each other through a separator to produce an electrode body. The produced electrode body was housed together with an electrolytic solution, and a laminate type evaluation battery sealed with a laminate was produced.

電解液は、MTFECを溶媒とするもの、MTFECとFECを混合した混合溶媒を用いたもの、また添加剤の有無、添加剤の種類(VC,LiDFOB)を変えて複数の電解液を用意した。ここで、混合溶媒は、MTFECとFECをMTFEC:FEC=70:30の体積比で混合したものを用意した。また、各電解液には、電解質濃度が1mol/Lとなるように、電解質としてLiPFを加えた。表1にサンプル1〜9の電解液の構成と、評価電池の性能を評価した評価結果を示している。 The electrolytic solution was prepared using MTFEC as a solvent, a mixed solvent obtained by mixing MTFEC and FEC, and the presence or absence of an additive and the type of additive (VC, LiDFOB) were prepared to prepare a plurality of electrolytic solutions. Here, a mixed solvent prepared by mixing MTFEC and FEC at a volume ratio of MTFEC: FEC = 70: 30 was prepared. In addition, each electrolyte, the electrolyte concentration such that 1 mol / L, and the LiPF 6 was added as an electrolyte. Table 1 shows the configuration of the electrolyte solutions of Samples 1 to 9 and the evaluation results for evaluating the performance of the evaluation battery.

Figure 0006455726
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表1に示すように、サンプル1の電解液では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.08mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.1mol/L)が添加されている。
サンプル2では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.16mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.2mol/L)が添加されている。
サンプル3では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.32mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.4mol/L)が添加されている。
サンプル4では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.1mmol/mとなるようにLiDFOB(電解液に対して約0.2mol/L)が添加されている。
サンプル5では、MTFECのみからなる溶媒が用いられているが、添加剤は添加されていない。
サンプル6では、MTFECとFECの混合溶媒が用いられているが、添加剤は添加されていない。
サンプル7では、MTFECとFECの混合溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.08mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.1mol/L)が添加されている。
サンプル8では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.03mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.04mol/L)が添加されている。
サンプル9では、MTFECのみからなる溶媒に、電池内の負極総表面積に対して0.64mmol/mとなるようにVC(電解液に対して約0.8mol/L)が添加されている。
As shown in Table 1, in the electrolyte solution of Sample 1, VC (about 0.1% relative to the electrolyte solution) was obtained in a solvent consisting of only MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery was 0.08 mmol / m 2 . 1 mol / L) is added.
In sample 2, VC (about 0.2 mol / L with respect to the electrolytic solution) is added to a solvent composed only of MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery is 0.16 mmol / m 2 .
In sample 3, VC (about 0.4 mol / L with respect to the electrolytic solution) is added to a solvent composed only of MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery is 0.32 mmol / m 2 .
In sample 4, Li DF OB (about 0.2 mol / L with respect to the electrolyte) was added to a solvent consisting only of MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery was 0.1 mmol / m 2. Yes.
In sample 5, a solvent consisting only of MTFEC is used, but no additive is added.
In Sample 6, a mixed solvent of MTFEC and FEC is used, but no additive is added.
In Sample 7, VC (about 0.1 mol / L with respect to the electrolyte) is added to the mixed solvent of MTFEC and FEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery is 0.08 mmol / m 2 . .
In Sample 8, VC (about 0.04 mol / L with respect to the electrolytic solution) is added to a solvent composed only of MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery is 0.03 mmol / m 2 .
In Sample 9, VC (about 0.8 mol / L with respect to the electrolytic solution) is added to a solvent composed only of MTFEC so that the total surface area of the negative electrode in the battery is 0.64 mmol / m 2 .

ここでは、評価電池1〜9の各サンプルに対して、初回充電においてCCCV方式によって初回充電を行なった。具体的には、初回充電において1/5Cの電流値で4.9Vまで定電流で充電を行い、その後、4.9Vに維持しつつ電流値が1/50Cになるまで定電圧充電を行ない満充電とした。その後、1/5Cの電流値で3.5Vまで定電流で放電し、その時の放電容量を初期容量とした。初期容量の測定は25℃の温度環境で行なった。   Here, for each sample of the evaluation batteries 1 to 9, the initial charge was performed by the CCCV method in the initial charge. Specifically, in the initial charging, charging is performed at a constant current of 1/5 C to 4.9 V, and then constant voltage charging is performed until the current value reaches 1/50 C while maintaining 4.9 V. Charged. Thereafter, the battery was discharged at a constant current up to 3.5 V at a current value of 1/5 C, and the discharge capacity at that time was defined as the initial capacity. The initial capacity was measured in a temperature environment of 25 ° C.

上記初期容量を測定する放電後の状態から初期容量の60%に相当する電気容量を、1/5Cの電流値で定電流充電することによって、電池のSOCを60%に調整した。ここでの調整は、25℃の温度環境で行なった。その後、0℃に調整された恒温槽において、3時間放置した後、SOC60%において、1/3C、1Cおよび3Cの定電流で、それぞれ5秒間充電と放電を行ない、それぞれ充電時および放電時に測定された過電圧を測定した。そして、測定された過電圧を電流値で除することによってそれぞれ抵抗を算出し、算出した抵抗の平均値(算術平均)を初期の直流抵抗とした。表1の初期抵抗は、ここで測定された初期の直流抵抗である。   The SOC of the battery was adjusted to 60% by charging the electric capacity corresponding to 60% of the initial capacity at a current value of 1/5 C from the state after discharge for measuring the initial capacity. The adjustment here was performed in a temperature environment of 25 ° C. Then, after standing for 3 hours in a thermostat adjusted to 0 ° C., charging and discharging were performed at a constant current of 1 / 3C, 1C, and 3C at SOC 60% for 5 seconds, respectively, and measured at the time of charging and discharging, respectively. The measured overvoltage was measured. Then, the resistance was calculated by dividing the measured overvoltage by the current value, and the average value (arithmetic average) of the calculated resistance was defined as the initial DC resistance. The initial resistance in Table 1 is the initial DC resistance measured here.

また、各評価電池のサンプルについて、60℃の温度環境下で、3.5Vから4.9Vまで充電と放電を繰り返すサイクル試験を実施した。充電と放電はそれぞれ定電流方式とし、電流レートは2Cとした。かかる充電と放電を200サイクルした後で、上記の初期容量と同様の方法でCCCV充電によって4.9Vの満充電とし、その後、CCCV放電によって3.5Vまで放電し、サイクル後の容量を測定した。そして、各サンプルについて、得られたサイクル後の容量を初期容量で除することによって、表1の容量維持率を得た。   Moreover, the cycle test which repeats charge and discharge from 3.5V to 4.9V was implemented about the sample of each evaluation battery in a 60 degreeC temperature environment. Charging and discharging were each a constant current method, and the current rate was 2C. After 200 cycles of such charging and discharging, CCCV charging was used to achieve a full charge of 4.9 V in the same manner as the above initial capacity, and then CCCV discharging was performed to 3.5 V, and the capacity after cycling was measured. . And about each sample, the capacity | capacitance maintenance factor of Table 1 was obtained by remove | dividing the capacity | capacitance after the obtained cycle by an initial stage capacity | capacitance.

表1のガス発生量は、アルキメデス法によって測定した。まず、組立直後のラミネートセルを、フッ素系不活性液体(例えば、スリーエムジャパン株式会社 商品名「フロリナート」)で満たした容器の中に浸漬し、浸漬前後の重量変化から、初期体積を測定した。さらに200サイクル後に同じ方法でサイクル後の体積を測定し、サイクル後の体積から、初期体積を引いた値を、ガス発生量とした。   The amount of gas generated in Table 1 was measured by the Archimedes method. First, the laminate cell immediately after assembly was immersed in a container filled with a fluorine-based inert liquid (for example, 3M Japan Co., Ltd., “Fluorinert”), and the initial volume was measured from the change in weight before and after the immersion. Furthermore, the volume after the cycle was measured by the same method after 200 cycles, and a value obtained by subtracting the initial volume from the volume after the cycle was defined as a gas generation amount.

ここで、図2は、サンプル1〜9のVC添加量とガス発生量との関係を示すグラフである。図3は、サンプル1〜9のVC添加量と容量維持率との関係を示すグラフである。   Here, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the VC addition amount and the gas generation amount of Samples 1-9. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the VC addition amount and the capacity retention rate of Samples 1 to 9.

図2に示すように、表1で示されているように、電解液の溶媒が、MTFECのみからなるがVCが全く添加されていないサンプル5では、ガス発生量が1.27mLと他のサンプルに比べて比較的高くなる。これについて本発明者は、VCが添加されておらず、負極活物質の表面に必要な被膜が形成されないためであると推察している。また、FECが含まれた混合溶媒が用いられたサンプル6,7についても1.33mL、1.31mLとそれぞれガス発生量が少し高くなる。サンプル6,7でガス発生量が少し高くなることについて、本発明者は、FECが含まれた混合溶媒が用いられているためと考えている。   As shown in FIG. 2, as shown in Table 1, in the sample 5 in which the solvent of the electrolytic solution is composed only of MTFEC but no VC is added, the gas generation amount is 1.27 mL, which is another sample. It is relatively high compared to In this regard, the present inventor presumes that VC is not added and a necessary film is not formed on the surface of the negative electrode active material. In addition, for the samples 6 and 7 in which the mixed solvent containing FEC is used, the gas generation amounts are slightly increased to 1.33 mL and 1.31 mL, respectively. The inventor believes that the amount of gas generated in Samples 6 and 7 is slightly higher because a mixed solvent containing FEC is used.

また、図3に示すように、容量維持率の観点では、MTFECのみからなるがVCが全く添加されていないサンプル5では、容量維持率が32%と他のサンプルに比べて比較的悪い。これも負極活物質の表面に必要な被膜が形成されないためであると推察している。また、サンプル4のように、添加剤は、アルキル系添加剤としてのVCのみならず、ホウ素系添加剤としてのLiDFOBを用いてもよい。また、ここでは例示されていないが、本発明者の知見によれば、LiDFOBに変えて、他のホウ素系添加剤、例えば、LiBOBを用いてもよい。また、VCに変えて、他のアルキル系添加剤を用いてもよい。   Also, as shown in FIG. 3, in terms of capacity maintenance rate, sample 5 made of only MTFEC but not added with VC at all has a capacity maintenance rate of 32%, which is relatively poor compared to other samples. This is also presumed to be because a necessary film is not formed on the surface of the negative electrode active material. Further, as in sample 4, not only VC as an alkyl additive but also LiDFOB as a boron additive may be used as the additive. Although not illustrated here, according to the knowledge of the present inventor, other boron-based additives such as LiBOB may be used instead of LiDFOB. Further, instead of VC, other alkyl additives may be used.

このように、4.3V以上5.0V以下程度の高電位に曝される高電位電池においては、非水電解液の溶媒は、フッ素化鎖状カーボネート(ここでは、メチル(2,2,2トリフルオロエチル)カーボネート(MTFEC))のみからなり、かかる溶媒に、アルキル系添加剤またはホウ素系添加剤を含有した添加剤が添加されているとよい(例えば、サンプル1−4,8,9)。ここで、溶媒には、エチレンカーボネート(EC)のように4.3V以上の高電位に曝されてガスが発生しうる溶媒が含まれていないとよい。さらに、フルオロエチレンカーボネート(FEC)のような高誘電率溶媒も含まれていないとよい。これにより、電解液の溶媒がMTFECのみからなるが、アルキル系添加剤またはホウ素系添加剤を含有した添加剤が添加されていない場合(例えば、サンプル5)や、溶媒にフルオロエチレンカーボネート(FEC)のような高誘電率溶媒が含まれている場合(例えば、サンプル6,7)に比べて、ガス発生量を格段に少なく抑えることができる。また容量維持率の観点でも、電解液の溶媒がMTFECのみからなるが、アルキル系添加剤またはホウ素系添加剤を含有した添加剤が添加されていない場合(例えば、サンプル5)に比べて、容量維持率を高く維持できる。   Thus, in a high potential battery that is exposed to a high potential of about 4.3 V to 5.0 V, the solvent of the non-aqueous electrolyte is a fluorinated chain carbonate (here, methyl (2, 2, 2 (Trifluoroethyl) carbonate (MTFEC)), and an additive containing an alkyl-based additive or a boron-based additive may be added to the solvent (for example, Samples 1-4, 8, and 9). . Here, it is preferable that the solvent does not contain a solvent that can generate gas upon being exposed to a high potential of 4.3 V or higher, such as ethylene carbonate (EC). Furthermore, it is preferable that a high dielectric constant solvent such as fluoroethylene carbonate (FEC) is not included. As a result, the solvent of the electrolytic solution consists only of MTFEC, but when an additive containing an alkyl-based additive or a boron-based additive is not added (for example, Sample 5), or the solvent is fluoroethylene carbonate (FEC). Compared with the case where the high dielectric constant solvent is included (for example, samples 6 and 7), the amount of gas generated can be remarkably reduced. Also, from the viewpoint of the capacity retention rate, the solvent of the electrolytic solution is composed only of MTFEC, but compared with the case where no additive containing an alkyl-based additive or a boron-based additive is added (for example, Sample 5). The maintenance rate can be maintained high.

また、MTFECのみからなる溶媒に、アルキル系添加剤またはホウ素系添加剤を含有した添加剤が添加されている場合において、添加剤の添加量が少ないと、容量を高く維持するとの効果が低くなる場合がある(例えば、サンプル8)。また、添加剤の添加量が多くなると、初期抵抗が大きくなる場合がある(例えば、サンプル9)。本発明者の知見によれば、かかる観点において、例えば、添加剤がVCである場合の添加量は、負極活物質の表面積に対して、好ましくは0.03mmol/m以上、0.64mmol/m以下であるとよい。これによって、容量維持率を高く維持するとともに、ガス発生量を低く抑えられる。また、例えば、容量をより高く維持するとの観点において、添加剤の添加量は、0.08mmol/m以上であるとよく(例えば、サンプル1)、より好ましくは0.16mmol/m以上であるとよい(例えば、サンプル2)。また、ガス発生量を少なく抑えるとの観点において、添加剤の添加量は0.32mmol/m以下であるとよい(例えば、サンプル3)。 In addition, when an additive containing an alkyl-based additive or a boron-based additive is added to a solvent composed only of MTFEC, if the additive amount is small, the effect of maintaining a high capacity is reduced. In some cases (eg, sample 8). In addition, when the additive amount increases, the initial resistance may increase (for example, Sample 9). According to the knowledge of the present inventor, in such a viewpoint, for example, when the additive is VC, the addition amount is preferably 0.03 mmol / m 2 or more and 0.64 mmol / m, with respect to the surface area of the negative electrode active material. m 2 may or less. As a result, the capacity maintenance rate can be kept high and the amount of gas generated can be kept low. In addition, for example, in terms of maintaining the capacity higher, the additive amount may be 0.08 mmol / m 2 or more (for example, Sample 1), and more preferably 0.16 mmol / m 2 or more. There should be (for example, sample 2). Further, from the viewpoint of suppressing the gas generation amount to a small amount, the additive amount is preferably 0.32 mmol / m 2 or less (for example, Sample 3).

以上、ここで提案される非水電解液二次電池について、種々説明したが、特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態および実施例は、本発明を限定しない。   The non-aqueous electrolyte secondary battery proposed here has been variously described, but the embodiments and examples given here do not limit the present invention unless otherwise specified.

例えば、ここで提案される非水電解液二次電池は、リチウムイオン二次電池が典型例であるが、上記のように高電位耐性を有する非水電解液を主要な構成としており、リチウムイオン二次電池以外にも適用可能である。つまり、ここで提案される非水電解液二次電池の構成は、リチウムイオン二次電池以外にも、4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質が用いられる非水電解液二次電池に広く適用可能である。 For example, the non-aqueous electrolyte secondary battery proposed here is typically a lithium ion secondary battery. However, as described above, the non-aqueous electrolyte having high potential resistance is the main component, and lithium ion secondary batteries are used. It can be applied to other than secondary batteries. In other words, the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery proposed here is a nonaqueous solution in which a positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher is used in addition to the lithium ion secondary battery. It is widely applicable to electrolyte secondary batteries.

10 リチウムイオン二次電池(非水電解液二次電池)
20 ケース
21 ケース本体
22 封口板
23,24 内部端子
25,26 外部端子
30 安全弁
32 注液孔
33 キャップ材
40 捲回電極体
50 正極シート
51 正極集電箔
52 露出部
53 正極活物質層
60 負極シート
61 負極集電箔
62 露出部
63 負極活物質層
72,74 セパレータ
80 電解液(非水電解液)
WL 捲回軸
10 Lithium ion secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery)
20 Case 21 Case body 22 Sealing plate 23, 24 Internal terminal 25, 26 External terminal 30 Safety valve 32 Injection hole 33 Cap material 40 Winding electrode body 50 Positive electrode sheet 51 Positive electrode current collector foil 52 Exposed portion 53 Positive electrode active material layer 60 Negative electrode Sheet 61 Negative electrode current collector foil 62 Exposed portion 63 Negative electrode active material layers 72 and 74 Separator 80 Electrolytic solution (nonaqueous electrolytic solution)
WL winding axis

Claims (1)

4.3V(vsLi/Li)以上の作動電位を有する正極活物質を有する正極と、
負極活物質を有する負極と、
非水電解液と、
前記正極と前記負極と前記非水電解液とを収容したケースと
を有し、
前記非水電解液は、溶媒と、添加剤とからなり、
前記溶媒は、フッ素化鎖状カーボネートのみからなり、
前記添加剤は、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、リチウムディフルオロオキサレートボラートおよびリチウムビスオキサレートボラートのうち少なくとも1種を含有している、
非水電解液二次電池。
A positive electrode having a positive electrode active material having an operating potential of 4.3 V (vsLi / Li + ) or higher;
A negative electrode having a negative electrode active material;
A non-aqueous electrolyte,
A case containing the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte;
The non-aqueous electrolyte comprises a solvent and an additive,
The solvent consists only of fluorinated chain carbonate,
The additive contains at least one of vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, lithium difluorooxalate borate and lithium bisoxalate borate .
Non-aqueous electrolyte secondary battery.
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