JP6547372B2 - Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same - Google Patents

Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same Download PDF

Info

Publication number
JP6547372B2
JP6547372B2 JP2015071313A JP2015071313A JP6547372B2 JP 6547372 B2 JP6547372 B2 JP 6547372B2 JP 2015071313 A JP2015071313 A JP 2015071313A JP 2015071313 A JP2015071313 A JP 2015071313A JP 6547372 B2 JP6547372 B2 JP 6547372B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbonate
aqueous electrolyte
secondary battery
lithium
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015071313A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016192298A (en
Inventor
吉田 博明
博明 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2015071313A priority Critical patent/JP6547372B2/en
Publication of JP2016192298A publication Critical patent/JP2016192298A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6547372B2 publication Critical patent/JP6547372B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池に関するものであり、更に詳しくは、特定の正極を備え且つ特定の成分を含有する非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池及びこれに用いるための非水系電解液に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolytic solution and a non-aqueous electrolytic solution secondary battery using the same, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte using a non-aqueous electrolytic solution having a specific positive electrode and containing a specific component. The present invention relates to an electrolytic solution secondary battery and a non-aqueous electrolytic solution used for the same.

近代の急速な産業の発展による電子機器の小型化に伴い、二次電池の更なる高容量化が切望されるようになった。そこで、ニッケル・カドミウム電池やニッケル・水素電池に比べてエネルギー密度の高いリチウム二次電池等が開発され、また現在に至るまでこれの性能向上への取り組みも繰り返し行われてきた。   With the miniaturization of electronic devices due to the rapid industrial development in modern times, there has been a strong demand for higher capacity secondary batteries. Therefore, lithium secondary batteries and the like having higher energy density than nickel-cadmium batteries and nickel-hydrogen batteries have been developed, and efforts to improve the performance thereof have been repeated until now.

二次電池を構成する成分は、正極、負極、セパレータ、及び電解液に大別される。これらのうち、電解液には一般に、LiPF、LiBF、LiClO、LiCFSO、LiAsF、LiN(CFSO、LiCF(CFSO等の電解質を、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート;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等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類;酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類等の非水系溶媒に溶解させた非水系電解液が用いられている。 The components constituting the secondary battery are roughly classified into a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution. Among these, in general, electrolytes such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 and the like are used as the electrolytic solution. Cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; Linear carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; Cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; Linear esters such as methyl acetate and methyl propionate A non-aqueous electrolytic solution dissolved in a non-aqueous solvent such as the like is used.

近年では環境問題やエネルギー問題などの地球規模の課題を背景に、二次電池、特にリチウム二次電池の車載用電源や定置型電源などの大型電源への応用にも大きな期待が集まっている。しかし、このような電池は一般に、外気にさらされる環境下での使用が見込まれているため、広い温度範囲において機能することが求められる。とりわけ車載用途においては、使用環境が苛酷であるため、特に高い安全性が求められている。これに加えて、その用途から、さらなる高出力化と従来の二次電池以上の寿命性能が求められている。   In recent years, with the background of global issues such as environmental problems and energy problems, great expectations have been drawn to the application of secondary batteries, particularly lithium secondary batteries, to large-sized power supplies such as automotive power supplies and stationary power supplies. However, since such batteries are generally expected to be used in an environment exposed to the open air, they are required to function in a wide temperature range. Especially in automotive applications, particularly high safety is required because the use environment is severe. In addition to this, from the application, the further high power-ization and the life performance beyond the conventional secondary battery are called for.

リチウム二次電池をはじめとした二次電池の各種特性を更に向上させるための取り組みの一つとして、上記電解液に各種の化合物を添加する取り組みがなされている。   Efforts have been made to add various compounds to the above-mentioned electrolytic solution as one of the efforts for further improving various characteristics of the secondary battery including the lithium secondary battery.

例えば、特許文献1には、Si−Si結合を有する所定の化合物、及びNCO構造を有する鎖状化合物を非水系電解液に加えることで、好適な低温放電抵抗とサイクル特性が得られることが報告されている。   For example, Patent Document 1 reports that a suitable low temperature discharge resistance and cycle characteristics can be obtained by adding a predetermined compound having a Si-Si bond and a chain compound having an NCO structure to a non-aqueous electrolyte solution. It is done.

特開2012−178340号公報JP 2012-178340 A

以上のように、これまでにも二次電池の安全性、出力特性、耐久性関連の特性を向上させるための取り組みは行われているが、十分な電池特性を達成するためには未だ十分とはいえず、更なる改善が求められている。   As described above, although efforts have been made to improve the safety, output characteristics, and durability-related characteristics of the secondary battery so far, it is considered sufficient to achieve sufficient battery characteristics. However, further improvement is required.

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、安全性がより高められており、出力特性と高温保存時の容量維持率が高められた、非水系電解液二次電池、並びにこれに用いるための非水系電解液を提供することにある。   The present invention has been made in view of such background art, and the subject is a secondary non-aqueous electrolytic solution in which the safety is further enhanced and the output characteristics and the capacity retention rate at high temperature storage are enhanced. It is an object of the present invention to provide a battery and a non-aqueous electrolytic solution for use therein.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の正極を備える非水系電解液二次電池において、特定の成分を含有する非水系電解液を用いることで、二次電池の安全性、出力特性及び高温保存時の容量維持率を高レベルでバランスさせることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors conducted secondary studies by using a non-aqueous electrolyte containing a specific component in a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with a specific positive electrode. The inventors have found that the battery safety, output characteristics and capacity retention rate at high temperature storage can be balanced at a high level, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下(a)〜(p)に示す具体的態様等を提供する。   That is, the present invention provides the following specific embodiments and the like shown in (a) to (p).

(a)集電体と、LixMPO(Mは周期表第2族〜第12族の金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されるリチウム含有リン酸化合物を正極活物質として含有する正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質を含有する負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池であって、前記非水系電解液が、下記一般式(1)で表される化合物及び下記一般式(2)で表される化合物のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする、非水系電解液二次電池。

Figure 0006547372
(式中、Qは炭素数2〜10の2価の有機基であり、該有機基は3級又は4級炭素を有する。)
Figure 0006547372
(式中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基、あるいはハロゲン原子で置換されていてもよい珪素数1〜10の珪化水素基であり、R〜Rの少なくとも二つは互いに結合して、環を形成してもよい。) (A) A current collector and lithium represented by Li x MPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of metals of Groups 2 to 12 of the periodic table, x is 0 <x ≦ 1.2) A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a positive electrode containing a contained phosphoric acid compound as a positive electrode active material; a negative electrode containing a negative electrode active material capable of absorbing and desorbing lithium ions; and a non-aqueous electrolytic solution A non-aqueous electrolytic solution secondary battery characterized in that the non-aqueous electrolytic solution contains at least one of a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2) .
Figure 0006547372
(Wherein, Q is a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms, and the organic group has a tertiary or quaternary carbon.)
Figure 0006547372
(Wherein, R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom or a C 1-10 alkyl group which may be substituted by a halogen atom, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group, or a halogen atom And may be a silicon hydride having a silicon number of 1 to 10, and at least two of R 1 to R 6 may be bonded to each other to form a ring.)

(b)前記一般式(1)中、Qが環状骨格を有することを特徴とする、(a)に記載の非水系電解液二次電池。   (B) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to (a), wherein Q in the general formula (1) has a cyclic skeleton.

(c)前記一般式(1)中、Qがシクロヘキサン環を有することを特徴とする、(a)又は(b)に記載の非水系電解液二次電池。   (C) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to (a) or (b), wherein Q in the general formula (1) has a cyclohexane ring.

(d)前記一般式(1)で表される化合物が下記式で表される化合物であることを特徴とする、(a)〜(c)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。

Figure 0006547372
(D) The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (a) to (c), wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following formula: Next battery.
Figure 0006547372

(e)前記一般式(2)中、R〜Rが水素原子又は炭素数1〜4のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基であることを特徴とする、(a)〜(d)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。 (E) In the general formula (2), R 1 to R 6 are a hydrogen atom or an alkyl group which may be substituted with a halogen atom having 1 to 4 carbon atoms, The nonaqueous electrolytic solution secondary battery according to any one of d).

(f)前記一般式(2)中、R〜Rがメチル基又はエチル基であることを特徴とする、(a)〜(e)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。 (F) The non-aqueous electrolytic solution according to any one of (a) to (e), wherein R 1 to R 6 in the general formula (2) are a methyl group or an ethyl group. Next battery.

(g)前記一般式(2)で表される化合物が、下記式で表される化合物であることを特徴とする、(a)〜(f)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。

Figure 0006547372
(G) The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (a) to (f), wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following formula Secondary battery.
Figure 0006547372

(h)前記一般式(1)で表される化合物が、前記非水系電解液全体に対して0.01〜10質量%含有されることを特徴とする、(a)〜(g)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。   (H) The compound represented by the general formula (1) is contained in an amount of 0.01 to 10% by mass based on the whole of the non-aqueous electrolyte, any of (a) to (g) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the preceding claims.

(i)前記一般式(2)で表される化合物が、前記非水系電解液全体に対して0.01〜10質量%含有されることを特徴とする、(a)〜(h)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。   (I) Any one of (a) to (h), wherein the compound represented by the general formula (2) is contained in an amount of 0.01 to 10% by mass based on the whole of the non-aqueous electrolyte solution The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the preceding claims.

(j)前記非水系電解液が、さらに電池の初回充電時に負極上で還元される化合物を含むことを特徴とする、(a)〜(i)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。   (J) The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (a) to (i), wherein the nonaqueous electrolytic solution further contains a compound which is reduced on the negative electrode at the time of initial charge of the battery. Secondary battery.

(k)前記負極上で還元される化合物が、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、無水コハク酸、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート及びリチウムトリス(オキサラト)ホスフェートからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、(j)に記載の非水系電解液二次電池。   (K) The compound to be reduced on the negative electrode is vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, succinic anhydride, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis (oxalato) phosphate and The non-aqueous electrolyte secondary battery according to (j), which is at least one selected from the group consisting of lithium tris (oxalato) phosphate.

(l)前記リチウム含有リン酸化合物が、LixMPO(Mは周期表第4周期の第4族〜第11族の遷移金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されることを特徴とする、(a)〜(k)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。 (L) The lithium-containing phosphoric acid compound is LixMPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of transition metals of Groups 4 to 11 of Periodic Table Period 4; x is 0 <x ≦ 1 The nonaqueous electrolytic solution secondary battery according to any one of (a) to (k), which is characterized by being represented by .2).

(m)前記リチウム含有リン酸化合物が、LiFePOであることを特徴とする、(a)〜(l)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。 (M) The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of (a) to (l), wherein the lithium-containing phosphoric acid compound is LiFePO 4 .

(n)前記負極活物質が、炭素質材料を含むことを特徴とする、(a)〜(m)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。   (N) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (a) to (m), wherein the negative electrode active material contains a carbonaceous material.

(o)前記集電体表面に、集電体とは異なる化合物組成の導電層を有する、(a)〜(n)のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。   (O) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (a) to (n), having a conductive layer of a compound composition different from that of the current collector on the surface of the current collector.

(p)集電体と、LixMPO(Mは周期表第2族〜第12族の金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されるリチウム含有リン酸化合物を正極活物質として含有する正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質を含有する負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池に用いるための、非水系電解液であって、上記一般式(1)で表される化合物及び上記一般式(2)で表される化合物のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする、非水系電解液。 (P) a current collector, and lithium represented by LixMPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of metals of Groups 2 to 12 of the periodic table, x is 0 <x ≦ 1.2) For use in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode containing a contained phosphoric acid compound as a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material capable of absorbing and desorbing lithium ions, and a non-aqueous electrolytic solution A non-aqueous electrolyte solution comprising at least one of a compound represented by the general formula (1) and a compound represented by the general formula (2).

本発明によれば、安全性、出力特性及び高温保存時の容量維持率に優れる非水系電解液二次電池、並びにこれに用いるための非水系電解液を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety, output characteristics, and capacity retention rate at high temperature storage, and a non-aqueous electrolyte for use therein.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following embodiments are exemplifications for describing the present invention, and the present invention is not limited thereto, and does not deviate from the gist of the present invention. It can be arbitrarily changed and implemented within the scope.

本発明の非水系電解液二次電池は、集電体と、LixMPO(Mは周期表第2族〜第12族の金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されるリチウム含有リン酸化合物を正極活物質として含有する正極(以下、「特定正極」と称する場合がある。)と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質を含有する負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池であって、前記非水系電解液が、下記一般式(1)で表される化合物(以下、「特定NCO化合物」と称する場合がある。)及び下記一般式(2)で表される化合物(以下、「特定Si化合物」と称する場合がある。)のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, at least one element selected from the group consisting of a current collector and LixMPO 4 (where M is a metal of Groups 2 to 12 of the periodic table, x is 0 <x ≦ A positive electrode containing the lithium-containing phosphoric acid compound represented by 1.2) as a positive electrode active material (hereinafter sometimes referred to as "specific positive electrode") and a negative electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions And a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the non-aqueous electrolyte is a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter, “specific NCO compound” and And at least one of the compounds represented by the following general formula (2) (hereinafter sometimes referred to as "specific Si compound").

Figure 0006547372
Figure 0006547372
Figure 0006547372
Figure 0006547372

まず、本発明の効果の推定機構について述べる。従来、正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3を用いた正極(以下、「NMC正極」と称する場合がある。)が汎用されている。しかしながら、NMC正極は、その正極活物質が層状岩塩型の結晶構造を有するため、熱的安定性に劣る。そのため、過充電時や加熱時において、結晶構造が不安定化し、これにともない酸素放出に至ることがある。この酸素放出は、セルの熱暴走を引き起こす要因となる。これに対し、本発明の前記特定正極は、上述したLixMPOで表されるリチウム含有リン酸化合物を正極活物質として用いている。このリチウム含有リン酸化合物は、熱的安定性に優れており、とりわけオリビン型の結晶構造を有するものは熱的安定性に特に優れている。そのため、本発明の前記特定正極は、過充電時や加熱時においても、上記リチウム含有リン酸化合物の結晶構造が比較的に安定に保たれることで酸素放出によるセルの熱暴走が抑制されており、その結果、安全性が高められていると推定される。 First, the estimation mechanism of the effect of the present invention will be described. Conventionally, a positive electrode using LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as a positive electrode active material (hereinafter sometimes referred to as “NMC positive electrode”) is widely used. However, the NMC positive electrode is inferior in thermal stability because the positive electrode active material has a layered rock salt type crystal structure. Therefore, at the time of overcharge or heating, the crystal structure may be destabilized, which may lead to the release of oxygen. This oxygen release causes the thermal runaway of the cell. On the other hand, the specific positive electrode of the present invention uses the lithium-containing phosphoric acid compound represented by LixMPO 4 described above as a positive electrode active material. This lithium-containing phosphoric acid compound is excellent in thermal stability, and in particular, those having an olivine type crystal structure are particularly excellent in thermal stability. Therefore, the specific positive electrode of the present invention suppresses the thermal runaway of the cell due to the release of oxygen because the crystal structure of the lithium-containing phosphate compound is relatively stably maintained even during overcharge or heating. As a result, it is presumed that the security is enhanced.

また、上記特定NCO化合物は分子内にNCO基を有する。NCO基は反応活性が高い官能基として知られており、例えばそれは、OH基と反応し、ウレタン結合を形成することが知られている。   In addition, the specific NCO compound has an NCO group in the molecule. The NCO group is known as a highly reactive functional group, for example, it is known to react with an OH group to form a urethane bond.

非水系電解液二次電池の負極材料には、一般に炭素質材料が用いられる。炭素質材料の表面には多数の表面官能基(OH基,COOH基など)があることが知られている。また、負極上に種々の要因で形成される皮膜中には、OM基(MはLi、Na,K,H,Caなどである)が多数存在していることが知られている。   A carbonaceous material is generally used for the negative electrode material of the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is known that there are many surface functional groups (OH group, COOH group, etc.) on the surface of the carbonaceous material. In addition, it is known that a large number of OM groups (M is Li, Na, K, H, Ca, etc.) are present in the film formed on the negative electrode due to various factors.

特定NCO化合物のNCO基は、負極上の官能基や皮膜中のOM基と反応し、ウレタン結合を形成すると推定される。これにより、負極表面には特定NCO化合物由来の成分が形成・堆積される。これが負極皮膜として機能し、非水系電解液の非水溶媒の副反応(これにより、後述のとおり負極上に皮膜が形成される)を抑制すると考えられる。ただし、負極上に特定NCO化合物由来の皮膜が堆積することで、負極抵抗が一定程度増大するというデメリットも生じる。   The NCO group of the specific NCO compound is presumed to react with the functional group on the negative electrode or the OM group in the film to form a urethane bond. Thereby, a component derived from the specific NCO compound is formed and deposited on the negative electrode surface. It is believed that this functions as a negative electrode film and suppresses the side reaction of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte solution (thereby forming a film on the negative electrode as described later). However, deposition of the film derived from the specific NCO compound on the negative electrode has a disadvantage that the negative electrode resistance increases to a certain extent.

前記特定NCO化合物は分子内に2つのNCO基を有する。これら2つのNCO基がそれぞれ独立に負極の表面官能基や皮膜と反応することで、より強固に負極上に皮膜を形成することができ、非水溶媒の副反応が有効に抑制される。ただし、一方では、負極抵抗の増大もより大きくなる。NCO基が反応する際、2つのNCO基が近くで反応すると、それだけ負極上の皮膜の密度が高くなり、抵抗が上がりやすくなると考えられる。本発明に使用される特定NCO化合物には、分子構造に以下の工夫を加えることで、負極抵抗の改善に成功した。   The specific NCO compound has two NCO groups in the molecule. A film can be formed more firmly on the negative electrode by reacting these two NCO groups independently with the surface functional group or the film of the negative electrode, and the side reaction of the non-aqueous solvent is effectively suppressed. However, on the other hand, the increase in negative electrode resistance is also greater. When NCO groups react, if two NCO groups react close to each other, it is considered that the density of the film on the negative electrode increases and the resistance tends to increase. In the specific NCO compound used in the present invention, the negative electrode resistance was successfully improved by adding the following measures to the molecular structure.

特定NCO化合物は、上記式(1)で表され、その構造中のQに3級又は4級炭素を有することを特徴としている。この3級又は4級炭素によって特定NCO化合物の主鎖が分岐することで、側鎖の立体障害により、2つのNCO基の距離を適度に離す効果が期待される。これにより、上述のような皮膜密度の高まりを抑え、抵抗の増大を抑制することができると考えられる。   The specific NCO compound is characterized by being represented by the above formula (1) and having a tertiary or quaternary carbon in Q in its structure. By branching the main chain of the specific NCO compound by this tertiary or quaternary carbon, an effect of appropriately separating the distance between the two NCO groups is expected due to the steric hindrance of the side chain. Thereby, it is considered that the increase in the film density as described above can be suppressed and the increase in resistance can be suppressed.

続いて、上記特定Si化合物は、Si−Si結合を有する。Si−Si結合は、求核攻撃を受けることで開裂することが知られている。負極の表面には、上述の通り、様々な官能基が存在する。それら官能基は、二次電池の充電時に求核性が増大する。このとき、求核性の高い表面官能基が特定Si化合物と反応すると考えられる。この反応により、開裂した特定Si化合物の皮膜が負極上に形成されるが、これは、下記に説明する非水溶媒由来の皮膜よりも抵抗が低いので、抵抗の増大を抑制することができると考えられる。   Subsequently, the specific Si compound has a Si-Si bond. The Si-Si bond is known to cleave upon nucleophilic attack. Various functional groups exist on the surface of the negative electrode as described above. Those functional groups have increased nucleophilicity when charging the secondary battery. At this time, it is considered that the highly nucleophilic surface functional group reacts with the specific Si compound. By this reaction, a film of a cleaved specific Si compound is formed on the negative electrode, which has lower resistance than the film derived from the non-aqueous solvent described below, and thus can suppress the increase in resistance. Conceivable.

負極の表面には皮膜が堆積しているが、これら皮膜の中には、表面官能基が非水溶媒分子を求核攻撃したことで形成されたものも含まれている。つまり、表面官能基は負極皮膜の抵抗と密接に関わっている。   Films are deposited on the surface of the negative electrode, and among these films, those formed by surface functional groups subjected to non-aqueous solvent molecules by nucleophilic attack are included. That is, the surface functional group is closely related to the resistance of the negative electrode film.

負極の表面官能基が特定Si化合物と反応すると、表面官能基は活性を失う。活性を失った表面官能基の非水溶媒に対する求核攻撃性は著しく低下するので(特定NCO化合物との反応性も低下する)、非水溶媒由来の皮膜の形成が抑えられる。このように、特定Si化合物を加えることで、負極表面の抵抗増大を抑えることができる。   When the surface functional group of the negative electrode reacts with the specific Si compound, the surface functional group loses activity. The nucleophilic attack of the surface functional group having lost activity to the non-aqueous solvent is significantly reduced (reactivity with the specific NCO compound is also reduced), so that the formation of a film derived from the non-aqueous solvent is suppressed. Thus, the addition of the specific Si compound can suppress the increase in the resistance of the negative electrode surface.

本発明では、特定正極と特定NCO化合物及び特定Si化合物を含有する非水系電解液とを組み合わせて用いることで、安全性、出力特性及び高温保存時の容量維持率を両立させている。すなわち、特定正極の熱的安定性が高く、また、特定NCO化合物由来の負極皮膜の密度が低いことで、負極の抵抗が小さく、さらに、皮膜密度が低いことで、特定Si化合物の表面官能基との反応が進行しやすい(その結果表面官能基と非水溶媒との副反応が抑制される)ことが、本発明の効果の要因と推定される。   In the present invention, safety, output characteristics, and capacity retention rate at high temperature storage are made compatible by using a specific positive electrode and a non-aqueous electrolytic solution containing a specific NCO compound and a specific Si compound in combination. That is, the thermal stability of the specific positive electrode is high, and the density of the negative electrode film derived from the specific NCO compound is low, the resistance of the negative electrode is small, and the film density is low, the surface functional group of the specific Si compound It is presumed that the reaction with (1) (the side reaction between the surface functional group and the non-aqueous solvent is suppressed as a result) is a factor of the effect of the present invention.

以下、本発明の各構成について説明する。
[1.非水系電解液]
非水系電解液は、特定NCO化合物及び特定Si化合物を含むことを特徴としている。
Hereinafter, each configuration of the present invention will be described.
[1. Non-aqueous electrolyte solution]
The non-aqueous electrolyte is characterized by containing a specific NCO compound and a specific Si compound.

〔1−1.特定NCO化合物及び特定Si化合物〕
<1−1−1.特定NCO化合物>
上記のとおり、本発明に使用される特定NCO化合物は、下記一般式(1)で表される。
[1-1. Specific NCO Compound and Specific Si Compound]
<1-1-1. Specific NCO compound>
As described above, the specific NCO compound used in the present invention is represented by the following general formula (1).

Figure 0006547372
式中、Qは炭素数2〜10の2価の有機基であり、該有機基は3級又は4級炭素を有する。
Figure 0006547372
In the formula, Q is a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms, and the organic group has a tertiary or quaternary carbon.

前記有機基は、主に炭素及び水素から構成される炭化水素骨格を基本骨格として有し、ヘテロ原子を有してもよく、前記のとおり3級又は4級炭素を有し、その部分で分岐構造を形成している。なお、本発明において「分岐構造」には、環構造の環構成炭素原子に何らかの基が結合して形成される構造も含まれる。また前記有機基は、3級又は4級炭素を少なくとも1つ有すればよく、2つ以上有してもよい。   The organic group has a hydrocarbon skeleton mainly composed of carbon and hydrogen as a basic skeleton, and may have a hetero atom, and has a tertiary or quaternary carbon as described above, and is branched at that part Form a structure. In the present invention, the “branched structure” also includes a structure formed by bonding any group to a ring-constituting carbon atom of the ring structure. The organic group may have at least one tertiary or quaternary carbon, and may have two or more.

前記有機基としては、炭素数2〜10の、鎖末端以外の部分にNCO基との結合手を少なくとも1つ有するハロゲン原子で置換されていてもよい直鎖状アルキレン基(炭素数2の直鎖状アルキレン基(メチルメチレン基)については、二つのNCO基が同一の炭素原子に結合している)、炭素数3〜10のハロゲン原子で置換されていてもよい分岐状アルキレン基、炭素数3〜10のハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキレン基、炭素数6〜10のハロゲン原子で置換されていてもよいアリーレン基等が挙げられる。   The organic group is a linear alkylene group which may be substituted by a halogen atom having a carbon number of 2 to 10 and at least one bond with an NCO group in a portion other than the chain end (a carbon number of 2 As for the chained alkylene group (methyl methylene group), two NCO groups are bonded to the same carbon atom), a branched alkylene group which may be substituted with a halogen atom having 3 to 10 carbon atoms, the number of carbon atoms The cycloalkylene group which may be substituted by 3-10 halogen atoms, the arylene group which may be substituted by the C6-C10 halogen atom, etc. are mentioned.

以上の各基において置換可能なハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、これらの中でも、負極表面での反応性を高める観点からフッ素原子が好ましい。   As a halogen atom which can be substituted in each of the above groups, a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom can be mentioned. Among them, a fluorine atom is preferable from the viewpoint of enhancing the reactivity on the negative electrode surface.

上記に挙げた有機基の中で、負極抵抗の増大を抑制する観点から、Qとして好ましくは、直鎖部分が炭素数4以上の2価の有機基である。この直鎖部分が炭素数4以上の2価の有機基は、さらに置換基を有していてもよい。また、同様の観点から、有機基としては環状骨格を有するものが好ましく、例えばシクロペンタン骨格やシクロヘキサン骨格を有するものがより好ましく、さらに好ましくはシクロヘキサン環である。   Among the organic groups listed above, from the viewpoint of suppressing an increase in negative electrode resistance, Q is preferably a bivalent organic group having a carbon number of 4 or more as the linear portion. The linear portion of the divalent organic group having 4 or more carbon atoms may further have a substituent. From the same viewpoint, as the organic group, one having a cyclic skeleton is preferable, for example, one having a cyclopentane skeleton or a cyclohexane skeleton is more preferable, and a cyclohexane ring is more preferable.

直鎖部分が炭素数4以上の2価の有機基の具体例としては、以下の構造が挙げられる。   The following structures are mentioned as a specific example of a C4 or more bivalent organic group whose linear part is carbon number.

Figure 0006547372
なお、各構造における二つの波線は、NCO基への結合手である。
Figure 0006547372
The two wavy lines in each structure are bonds to NCO groups.

特定NCO化合物の好ましい具体例としては、上記Qの具体例に対応した化合物がそれぞれ挙げられる。また、特定NCO化合物の中でも特に好ましい化合物は、Qとしてシクロヘキサン骨格を有するものである。具体的には、下記一般式(1a)及び(1b)で表される化合物が挙げられる。   Preferred specific examples of the specific NCO compound include compounds corresponding to the specific examples of Q described above. Among the specific NCO compounds, particularly preferred compounds are those having a cyclohexane skeleton as Q. Specifically, compounds represented by the following general formulas (1a) and (1b) can be mentioned.

Figure 0006547372
(式中、L及びLは、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1〜3のアルキレン基であり、好ましくは単結合又は炭素数1〜2のアルキレン基であり、Raは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基であり、好ましくはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキル基、より好ましくはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基であり、mは、0〜5の整数であり、好ましくは0〜4の整数であり、より好ましくは0〜3の整数である。)
Figure 0006547372
(Wherein, L 1 and L 2 are each independently a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, and Ra is each It is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group, and preferably a carbon number of 1 to 5 which may be substituted by a halogen atom Is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and m is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 4, and more preferably Is an integer of 0 to 3.)

Figure 0006547372
(式中、Zは、単結合又は炭素数1〜3のアルキレン基であり、好ましくは単結合又は炭素数1〜2のアルキレン基であり、L及びLは、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1〜3のアルキレン基であり、Raは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基であり、好ましくはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキル基、より好ましくはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基であり、nは、0〜5の整数であり、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは0〜2の整数である。)
Figure 0006547372
(Wherein Z is a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, and L 3 and L 4 are each independently Bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and each Ra independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group which may be substituted with a halogen atom Preferably an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, more preferably an alkyl group of 1 to 3 carbon atoms which may be substituted by a halogen atom, and n is 0 to 5 And is preferably an integer of 0 to 3, and more preferably an integer of 0 to 2.)

上記一般式(1a)又は(1b)で表される化合物の具体例を、以下に示す。

Figure 0006547372
Figure 0006547372
Figure 0006547372
Specific examples of the compound represented by the above general formula (1a) or (1b) are shown below.
Figure 0006547372
Figure 0006547372
Figure 0006547372

特定NCO化合物の中で、上記一般式(1a)又は(1b)で表される化合物が特に好ましい理由を以下に述べる。まず、2つのNCO基同士が適度に離れているため、特定NCO化合物が負極上で皮膜を形成した際に皮膜が密になりにくく、抵抗が上がりにくくなる。また、2つのNCO基の間にシクロヘキサン環が配置されていることで、その立体障害の影響により、NCO同士の接近をさらに抑制できる。これらにより、より効果的に負極抵抗の増大が抑制されることが期待される。   Among the specific NCO compounds, the reason why the compound represented by the above general formula (1a) or (1b) is particularly preferable will be described below. First, since the two NCO groups are appropriately separated from each other, when the specific NCO compound forms a film on the negative electrode, the film is less likely to be dense and the resistance is less likely to increase. Moreover, by the cyclohexane ring being arrange | positioned between two NCO groups, the approach of NCOs can be further suppressed by the influence of the steric hindrance. By these, it is expected that the increase in negative electrode resistance is suppressed more effectively.

以上説明した特定NCO化合物は、本発明の非水系電解液全体(100質量%)中に0.01〜10質量%含有されていることが好ましく、0.1〜2質量%含有されていることがより好ましい。この理由は、特定NCO化合物の含有量を非水系電解液中で前記範囲に制御することで、電解液中にこれらの化合物が過剰に存在することを抑制できるためである。これらの化合物は正極/電解液界面、負極/電解液界面などの界面を修飾する目的で用いるものであるため、極力この目的を達しうる最小量に抑えることが好ましい。電解液中に未反応の化合物が過剰に存在すると、かえって電池特性が低下する可能性がある。   It is preferable that 0.01-10 mass% is contained in the whole non-aqueous electrolyte solution (100 mass%) of this invention, and the specific NCO compound demonstrated above is contained 0.1-2 mass%. Is more preferred. The reason for this is that by controlling the content of the specific NCO compound to the above range in the non-aqueous electrolytic solution, it is possible to suppress the excessive presence of these compounds in the electrolytic solution. Since these compounds are used for the purpose of modifying the interfaces such as the positive electrode / electrolyte interface, the negative electrode / electrolyte interface, etc., it is preferable to minimize the amount to which this purpose can be achieved as much as possible. If the unreacted compound is excessively present in the electrolytic solution, the battery characteristics may be deteriorated.

また、本発明において前記特定NCO化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を組
み合わせて使用してもよい。
In the present invention, the specific NCO compounds may be used alone or in combination of two or more.

<1−1−2.特定Si化合物>
本発明に使用される特定Si化合物は、下記一般式(2)で表される。
<1-1-2. Specific Si compound>
The specific Si compound used in the present invention is represented by the following general formula (2).

Figure 0006547372
Figure 0006547372

式中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基、あるいはハロゲン原子で置換されていてもよい珪素数1〜10の珪化水素基であり、R〜Rの少なくとも二つは互いに結合して、環を形成してもよい。 In the formula, R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group, or a halogen atom And may be a silicon hydride having 1 to 10 silicon atoms, and at least two of R 1 to R 6 may be bonded to each other to form a ring.

前記アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及び珪化水素基に置換していてもよいハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、これらの中でも、負極上での反応性を高める観点からフッ素原子が好ましい。   Examples of the halogen atom which may be substituted on the alkyl group, the alkenyl group, the alkynyl group, the aryl group and the hydrogen silicide group include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom, and among these, the reactivity on the negative electrode Fluorine atoms are preferred from the viewpoint of enhancing.

また、前記アルキル基は、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から炭素数1〜4のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基であることが好ましく、そのようなアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−プチル基、s−ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。   The alkyl group is preferably an alkyl group which may be substituted by a halogen atom having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode, As such an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group and a t-butyl group can be mentioned.

前記アルケニル基の炭素数は2〜10であり、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から炭素数2〜3のハロゲン原子で置換されていてもよいアルケニル基が好ましい。そのようなアルケニル基としては、ビニル基、アリル基が挙げられる。   The alkenyl group has a carbon number of 2 to 10, and is an alkenyl group which may be substituted with a halogen atom having a carbon number of 2 to 3, from the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode. Is preferred. Such alkenyl groups include vinyl and allyl groups.

前記アルキニル基の炭素数は2〜10であり、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から炭素数2〜3のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキニル基が好ましい。そのようなアルキニル基としては、エチニル基、プロパルギル基が挙げられる。   The number of carbon atoms of the alkynyl group is 2 to 10, and from the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode, the alkynyl group may be substituted with a halogen atom of 2 to 3 carbon atoms Is preferred. Such alkynyl groups include ethynyl and propargyl groups.

前記アリール基の炭素数は6〜10であり、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から炭素数6〜7のハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基が好ましい。そのようなアリール基としては、フェニル基、ベンジル基及びp−トリル基が挙げられる。   The carbon number of the aryl group is 6 to 10, and an aryl group which may be substituted with a halogen atom having a carbon number of 6 to 7 from the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode Is preferred. Such aryl groups include phenyl, benzyl and p-tolyl.

前記珪化水素基は、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から珪素数1〜2の珪化水素基であることが好ましく、そのような珪化水素基としては、シリル基、メチルシリル基、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基、(トリメチルシリル)シリル基が挙げられる。   From the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode, the above-mentioned hydrogen silicide group is preferably a silicon hydride having a silicon number of 1 to 2, and as such a hydrogen silicide group, Examples include silyl group, methylsilyl group, dimethylsilyl group, trimethylsilyl group and (trimethylsilyl) silyl group.

また、上記のとおりR〜Rの少なくとも二つは互いに結合して(、Si−Siとともに)環を形成してもよく、そのようにして形成される環としては、例えばシクロヘキサシランが挙げられる。 In addition, as described above, at least two of R 1 to R 6 may be bonded to each other to form a ring (with Si-Si), and as a ring formed in such a manner, for example, cyclohexasilane It can be mentioned.

以上説明した各種の基の中でも、特定Si化合物が負極の表面官能基と反応する際の立体障害を抑える観点から、R〜Rは好ましくは、水素原子または炭素数1〜4のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基である。また、R〜Rの好ましい具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−プチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ビニル基、エチニル基、フェニル基、ベンジル基及びp−トリル基が挙げられる。これらの中でも、特に、メチル基及びエチル基が好ましい。 Among the various groups described above, from the viewpoint of suppressing steric hindrance when the specific Si compound reacts with the surface functional group of the negative electrode, R 1 to R 6 is preferably a hydrogen atom or a halogen atom having 1 to 4 carbon atoms It is an alkyl group which may be substituted by In addition, preferable specific examples of R 1 to R 6 include a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, vinyl group and ethynyl group. Groups, phenyl groups, benzyl groups and p-tolyl groups. Among these, methyl and ethyl are particularly preferable.

以上から、特定Si化合物の具体例は、上記R〜Rの具体例の組み合わせの数だけ挙げられるが、特定Si化合物の好ましい具体例としては、以下のものが挙げられる。 From the above, specific examples of the specific Si compound, the R 1 it may be mentioned the number of combinations of embodiments of to R 6, Preferred specific examples of the specific Si compound include the following.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

さらに、これらの中でも特に好ましい化合物は、以下の二つの化合物である。   Further, among these, particularly preferred compounds are the following two compounds.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

特定Si化合物のうち、上記化合物が特に好ましい理由を以下に述べる。一般に、メチル基やエチル基は立体障害が比較的小さく、分子間反応の阻害になりにくい。その為、R〜Rがメチル基又はエチル基である場合、特定Si化合物の負極上での反応が進行しやすくなり、より効果的に抵抗抑制効果を奏することができるという利点がある。 Among the specific Si compounds, the reason why the above compounds are particularly preferable will be described below. In general, methyl groups and ethyl groups have relatively small steric hindrance and are less likely to inhibit intermolecular reactions. Therefore, when R 1 to R 6 are a methyl group or an ethyl group, the reaction of the specific Si compound on the negative electrode is likely to proceed, and there is an advantage that the resistance suppressing effect can be exhibited more effectively.

立体障害という観点では、メチル基やエチル基よりも水素原子の方がより好ましいが、R〜Rが水素原子の場合は、Si−H結合の活性が高いために、副反応が起こる可能性がある。副反応は電池特性の低下に寄与する懸念があるため、副反応は少ない方が好ましい。これらの理由より、特定Si化合物のうち、上記2種の化合物が特に好ましく、左側の化合物(ヘキサメチルジシラン)が最も好ましい。 From the viewpoint of steric hindrance, a hydrogen atom is more preferable than a methyl group or an ethyl group, but when R 1 to R 6 are hydrogen atoms, side reactions can occur because the activity of the Si-H bond is high. There is sex. Since the side reaction may contribute to the deterioration of the battery characteristics, it is preferable that the side reaction be small. From these reasons, among the specific Si compounds, the above two compounds are particularly preferable, and the compound on the left side (hexamethyldisilane) is most preferable.

以上説明した特定Si化合物は、本発明の非水系電解液全体(100質量%)中において、0.01〜10質量%含有されていることが好ましく、0.1〜2質量%含有されていることがより好ましい。この理由は、特定Si化合物の含有量を非水系電解液中で前記範囲に制御することで、電解液中にこれらの化合物が過剰に存在することを抑制できるためである。これらの化合物は正極/電解液界面、負極/電解液界面などの界面を修飾する目的で用いるものであるため、極力この目的を達しうる最小量に抑えることが好ましい。電解液中に未反応の化合物が過剰に存在すると、かえって電池特性が低下する可能性がある。   The specific Si compound described above is preferably contained 0.01 to 10% by mass, and 0.1 to 2% by mass in the whole (100% by mass) of the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. Is more preferred. The reason for this is that by controlling the content of the specific Si compound to the above range in the non-aqueous electrolytic solution, it is possible to suppress the excessive presence of these compounds in the electrolytic solution. Since these compounds are used for the purpose of modifying the interfaces such as the positive electrode / electrolyte interface, the negative electrode / electrolyte interface, etc., it is preferable to minimize the amount to which this purpose can be achieved as much as possible. If the unreacted compound is excessively present in the electrolytic solution, the battery characteristics may be deteriorated.

また、本発明において以上説明した特定Si化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In addition, the specific Si compounds described above in the present invention may be used singly or in combination of two or more.

〔1−2.電解質〕
<リチウム塩>
非水系電解液は電解質を含むが、本発明においては前記電解質として、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。
[1-2. Electrolytes〕
<Lithium salt>
The non-aqueous electrolytic solution contains an electrolyte, but in the present invention, a lithium salt is usually used as the electrolyte. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used for this application, and any lithium salt can be used. Specific examples thereof include the following.

例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAlF、LiSbF、LiTaF、LiWF等の無機リチウム塩;
LiWOF等のタングステン酸リチウム類;
HCOLi、CHCOLi、CHFCOLi、CHFCOLi、CFCOLi、CFCHCOLi、CFCFCOLi、CFCFCFCOLi、CFCFCFCFCOLi等のカルボン酸リチウム塩類;
FSOLi、CHSOLi、CHFSOLi、CHFSOLi、CFSOLi、CFCFSOLi、CFCFCFSOLi、CFCFCFCFSOLi等のスルホン酸リチウム塩類;
LiN(FCO)、LiN(FCO)(FSO)、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)等のリチウムイミド塩類;
LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO等のリチウムメチド塩類;
リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート等のリチウムオキサラトボレート塩類;
リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート等のリチウムオキサラトホスフェート塩類;
その他、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBFCF、LiBF、LiBF、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩類;
等が挙げられる。
For example, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAlF 4, LiSbF 6, inorganic lithium salts LiTaF 6, LiWF 7 and the like;
Lithium tungstates such as LiWOF 5 ;
HCO 2 Li, CH 3 CO 2 Li, CH 2 FCO 2 Li, CHF 2 CO 2 Li, CF 3 CO 2 Li, CF 3 CH 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 Carboxylic acid lithium salts such as CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CO 2 Li;
FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2 FSO 3 Li, CHF 2 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 Sulfonic acid lithium salts such as CF 2 CF 2 SO 3 Li;
LiN (FCO) 2, LiN ( FCO) (FSO 2), LiN (FSO 2) 2, LiN (FSO 2) (CF 3 SO 2), LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2) lithium imide salts such as ;
Lithium methide salts such as LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 and the like;
Lithium oxalato borate salts such as lithium difluoro oxalato borate, lithium bis (oxalato) borate;
Lithium oxalato phosphate salts such as lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis (oxalato) phosphate, lithium tris (oxalato) phosphate;
In addition, LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5, LiBF 3 C 3 F 7, LiBF 2 (CF 3) 2, LiBF 2 (C 2 F 5) 2, LiBF 2 (CF 3 SO 2) 2, LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2) 2 Fluorine-containing organic lithium salts such as
Etc.

これらの中でも、LiPF、LiBF、LiSbF、LiTaF、FSOLi、CFSOLi、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、リチウムビスオキサラトボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトホスフェート、LiBFCF、LiBF、LiPF(CF、LiPF(C等が出力特性やハイレート充放電特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から特に好ましい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , FSO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 4 ) 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiC (FSO 2 ) 3 , LiC ( CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , lithium bisoxalato borate, lithium difluoro oxalato borate, lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis oxalato phosphate, LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5, LiPF 3 (C 3) 3, LiPF 3 (C 2 F 5) 3 or the like is output characteristics and high-rate discharge characteristics, high-temperature storage characteristics, particularly preferred from the viewpoint that an effect of improving the cycle characteristics and the like.

これらのリチウム塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPFとLiBFや、LiPFとFSOLi等の併用であり、二次電池の負荷特性やサイクル特性を向上させる効果がある。 These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. A preferred example of the case of using two or more kinds, and LiPF 6 and LiBF 4, a LiPF 6 and FSO 3 Li combination of such, an effect of improving the load characteristics and cycle characteristics of the secondary battery.

この場合、非水系電解液全体100質量%に対するLiBF或いはFSOLiの濃度は配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液全体に対して、通常、0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。 In this case, the concentration of LiBF 4 or FSO 3 Li with respect to 100% by mass of the whole non-aqueous electrolyte is not limited as long as it does not significantly impair the effect of the present invention, but the whole non-aqueous electrolyte of the present invention On the other hand, the content is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less.

また、他の一例は、無機リチウム塩と有機リチウム塩との併用であり、この両者の併用は、二次電池の高温保存による劣化を抑制する効果がある。有機リチウム塩としては、CFSOLi、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、リチウムビスオキサラトボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトホスフェート、LiBFCF、LiBF、LiPF(CF、LiPF(C等が好ましい。 Another example is the combined use of an inorganic lithium salt and an organic lithium salt, and the combined use of both has the effect of suppressing deterioration of the secondary battery due to high temperature storage. As the organic lithium salt, CF 3 SO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 Lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonyl imide lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonyl imide LiC (FSO 2 ) 3 LiC (CF 3 SO 2 ) 3 LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ) 3 , lithium bisoxalato borate, lithium difluoro oxalato borate, lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis oxalato phosphate, LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 and the like are preferable.

この場合には、非水系電解液全体100質量%に対する有機リチウム塩の割合は、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下である。   In this case, the ratio of the organic lithium salt is preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, and preferably 30% by mass or less based on 100% by mass of the whole non-aqueous electrolyte solution. And particularly preferably 20% by mass or less.

非水系電解液中の、以上説明したリチウム塩の濃度は、本発明の効果を損なわない限り、その含有量は特に制限されないが、非水系電解液の電気伝導率を良好な範囲とし、良好な電池性能を確保する点から、非水系電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは0.3mol/L以上、より好ましくは0.4mol/L以上、さらに好ましくは0.5mol/L以上であり、また、好ましくは3mol/L以下、より好ましくは2.5mol/L以下、さらに好ましくは2.0mol/L以下である。   The concentration of the lithium salt described above in the non-aqueous electrolytic solution is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but the electric conductivity of the non-aqueous electrolytic solution is made into a good range. The total molar concentration of lithium in the non-aqueous electrolytic solution is preferably 0.3 mol / L or more, more preferably 0.4 mol / L or more, and still more preferably 0.5 mol / L or more, from the viewpoint of securing battery performance. Also, it is preferably 3 mol / L or less, more preferably 2.5 mol / L or less, and still more preferably 2.0 mol / L or less.

リチウムの総モル濃度が低すぎると、非水系電解液の電気伝導率が不十分な場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。   If the total molar concentration of lithium is too low, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolytic solution may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to the increase in viscosity. May decrease.

〔1−3.非水溶媒〕
本発明の非水系電解液における非水溶媒について特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることが可能である。これらを例示すると、フッ素原子を有していない環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状及び鎖状カルボン酸エステル、エーテル系化合物、スルホン系化合物等が挙げられる。
[1-3. Non-aqueous solvent]
There is no restriction | limiting in particular about the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte solution of this invention, It is possible to use a well-known organic solvent. Examples of these include cyclic carbonates having no fluorine atom, linear carbonates, cyclic and linear carboxylic acid esters, ether compounds, sulfone compounds and the like.

<フッ素原子を有していない環状カーボネート>
前記フッ素原子を有していない環状カーボネートとしては、炭素数2〜4のアルキレン基を有する環状カーボネートが挙げられる。
<Cyclic carbonate having no fluorine atom>
As a cyclic carbonate which does not have the said fluorine atom, the cyclic carbonate which has a C2-C4 alkylene group is mentioned.

炭素数2〜4のアルキレン基を有する、フッ素原子を有していない環状カーボネートの具体的な例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートが挙げられる。中でも、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。   As a specific example of the cyclic carbonate which does not have a fluorine atom which has a C2-C4 alkylene group, ethylene carbonate, a propylene carbonate, a butylene carbonate is mentioned. Among them, ethylene carbonate and propylene carbonate are particularly preferable from the viewpoint of the improvement of the battery characteristics derived from the improvement of the lithium ion dissociation degree.

フッ素原子を有していない環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The cyclic carbonate which does not have a fluorine atom may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

フッ素原子を有していない環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、1種を単独で用いる場合の配合量は、非水溶媒100体積%中、通常5体積%以上、より好ましくは10体積%以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。また、前記配合量は通常95体積%以下、より好ましくは90体積%以下、さらに好ましくは85体積%以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の負荷特性を良好な範囲としやすくなる。   The compounding amount of the cyclic carbonate having no fluorine atom is not particularly limited and is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but the compounding amount in the case of using one kind alone is 100 volumes of nonaqueous solvent In%, it is usually 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more. By setting it in this range, a decrease in the electrical conductivity resulting from a decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution is avoided, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the stability to the negative electrode, and the cycle characteristics are excellent. Range is easy. The amount is usually 95% by volume or less, more preferably 90% by volume or less, and still more preferably 85% by volume or less. By setting the viscosity in this range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be set to an appropriate range, the decrease in ion conductivity can be suppressed, and the load characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily set in a good range.

<鎖状カーボネート>
上記鎖状カーボネートとしては、炭素数3〜7の鎖状カーボネートが好ましく、炭素数3〜7のジアルキルカーボネートがより好ましい。
<Linear carbonate>
As said linear carbonate, a C3-C7 linear carbonate is preferable and a C3-C7 dialkyl carbonate is more preferable.

鎖状カーボネートの具体例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、t−ブチルメチルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、t−ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。   Specific examples of the linear carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl n-propyl carbonate, n-butyl methyl carbonate, isobutyl methyl Carbonate, t-butyl methyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, n-butyl ethyl carbonate, isobutyl ethyl carbonate, t-butyl ethyl carbonate and the like can be mentioned.

中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネートが好ましく、特に好ましくは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である。   Among them, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate and methyl-n-propyl carbonate are preferable, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are particularly preferable. is there.

また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と記載する場合がある)も好適に用いることができる。   In addition, linear carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes referred to as "fluorinated linear carbonate") can also be suitably used.

フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。   The number of fluorine atoms contained in the fluorinated linear carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated linear carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon as each other or to different carbons.

フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート及びその誘導体、フッ素化エチルメチルカーボネート及びその誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート及びその誘導体等が挙げられる。   The fluorinated linear carbonates include fluorinated dimethyl carbonate and derivatives thereof, fluorinated ethyl methyl carbonate and derivatives thereof, fluorinated diethyl carbonate and derivatives thereof and the like.

フッ素化ジメチルカーボネート及びその誘導体としては、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、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)カーボネート等が挙げられる。   Examples of fluorinated dimethyl carbonate and derivatives thereof include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate and the like. Be

フッ素化エチルメチルカーボネート及びその誘導体としては、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、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチル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等が挙げられる。   As fluorinated ethyl methyl carbonate and derivatives thereof, 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoro ethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, 2,2,2 -Trifluoroethyl methyl carbonate, 2, 2- difluoro ethyl fluoro methyl carbonate, 2- fluoro ethyl difluoro methyl carbonate, ethyl trifluoromethyl carbonate etc. are mentioned.

フッ素化ジエチルカーボネート及びその誘導体としては、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、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)カーボネート等が挙げられる。   As fluorinated diethyl carbonate and derivatives thereof, ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2,2-) Trifluoroethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, 2, 2,2-trifluoroethyl-2 ', 2'-difluoroethyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, etc. are mentioned.

以上説明した鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The chain carbonates described above may be used alone or in any combination of two or more in any proportion.

また、前記鎖状カーボネートの配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上である。このように下限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。また、鎖状カーボネートは、非水溶媒100体積%中、90体積%以下、より好ましくは85体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。   In addition, the amount of the chain carbonate is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and still more preferably 15% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this manner, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be set to an appropriate range, the decrease in ion conductivity can be suppressed, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily set to a good range. Become. In addition, the linear carbonate is 90% by volume or less, more preferably 85% by volume or less, in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the upper limit in this manner, it is possible to avoid the decrease in the electrical conductivity resulting from the decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution, and to easily set the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery in a good range. .

<環状カルボン酸エステル>
上記環状カルボン酸エステルとしては、炭素原子数が3〜12のものが好ましい。
具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
<Cyclic carboxylic acid ester>
The cyclic carboxylic acid ester is preferably one having 3 to 12 carbon atoms.
Specifically, gamma butyrolactone, gamma valerolactone, gamma caprolactone, epsilon caprolactone and the like can be mentioned. Among them, gamma-butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of the improvement of the battery characteristics derived from the improvement of the lithium ion dissociation degree.

環状カルボン酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The cyclic carboxylic acid esters may be used alone or in any combination of two or more in any proportion.

環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの配合量は、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。   The compounding amount of the cyclic carboxylic acid ester is usually 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Within this range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily improved. Further, the compounding amount of the cyclic carboxylic acid ester is preferably 50% by volume or less, more preferably 40% by volume or less. By setting the upper limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is made into an appropriate range, the decrease in electrical conductivity is avoided, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the large current discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery It becomes easy to make a characteristic into a good range.

<鎖状カルボン酸エステル>
鎖状カルボン酸エステルとしては、炭素数が3〜7のものが好ましい。具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−t−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−n−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−n−プロピル、イソ酪酸イソプロピル等が挙げられる。
<Linear carboxylic acid ester>
The chain carboxylic acid ester is preferably one having 3 to 7 carbon atoms. Specifically, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, Isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate, t-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, isobutyrate-n- Propyl, isopropyl isobutyrate and the like can be mentioned.

これらの中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−n−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が、粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から好ましい。   Among these, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, isopropyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate etc. have viscosities. It is preferable from the point of the improvement of the ion conductivity by fall.

以上説明した鎖状カルボン酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The linear carboxylic acid esters described above may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

鎖状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。このように下限を設定することで、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、鎖状カルボン酸エステルの配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下である。このように上限を設定することで、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。   The blending amount of the linear carboxylic acid ester is usually 10% by volume or more, preferably 15% by volume or more, in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this manner, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution can be improved, and the large current discharge characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily improved. Moreover, the compounding quantity of chain | strand-shaped carboxylic acid ester is preferably 60 volume% or less, more preferably 50 volume% or less in 100 volume% of non-aqueous solvents. By setting the upper limit in this manner, an increase in negative electrode resistance can be suppressed, and the large current discharge characteristics and the cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily set in a favorable range.

<エーテル系化合物>
上記エーテル系化合物としては、一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい炭素数3〜10の鎖状エーテル、及び炭素数3〜6の環状エーテルが好ましい。
<Ether compounds>
As said ether type compound, the C3-C10 chain | strand-shaped ether with which one part hydrogen may be substituted by the fluorine, and the C3-C6 cyclic ether are preferable.

前記炭素数3〜10の鎖状エーテルとしては、
ジエチルエーテル、ジ(2−フルオロエチル)エーテル、ジ(2,2−ジフルオロエチル)エーテル、ジ(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(2−フルオロエチル)エーテル、エチル(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、エチル−n−プロピルエーテル、エチル(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2−フルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2−フルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2,2,2−トリフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−プロピルエーテル、(n−プロピル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタンメトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジエトキシメタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2−フルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタンジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、メトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジエトキシエタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2−フルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
As said C3-C10 chained ether,
Diethyl ether, di (2-fluoroethyl) ether, di (2,2-difluoroethyl) ether, di (2,2,2-trifluoroethyl) ether, ethyl (2-fluoroethyl) ether, ethyl (2,2, 2,2-Trifluoroethyl) ether, ethyl (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,2-trifluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) ) (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, ethyl-n-propylether, ethyl (3-fluoro-n-propyl) ether, ethyl (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3-tet) Fluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2-fluoroethyl-n-propylether, (2-fluoroethyl) (3-fluoro- n-Propyl) ether, (2-fluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) Ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2,2,2-trifluoroethyl-n-propylether, (2,2,2- Trifluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2,2,3 , 2-Trifluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro- n-Propyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-n-propylether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (1,1 1,2,2-tetrafluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro -N-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-propylether, (n- Propyl) (3-fluo Ro-n-propyl) ether, (n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) Ether, (n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3-fluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (3) , 3,3-Trifluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ) (2, 2, 3, 3- Trafluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3) , 3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di ( 2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-butylether, dimethoxymethane, methoxyethoxymethane, methoxy (2-fluoroethoxy) methane, methoxy (2,2,2-triyl) Fluoroethoxy) methanemethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, diethoxymethane, ethoxy (2-fluoroethoxy) methane, ethoxy (2,2 2-trifluoroethoxy) methane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (2-fluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) Methane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methanedi (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1 2,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, methoxy (2-fluoroethoxy) ethane, methoxy (2,2,2 -Trifluoroethoxy) ethane, methoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, diethoxyethane, toki Ci (2-fluoroethoxy) ethane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2-fluoroethoxy) ethane, (2 -Fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2,2,2-trifluoroethoxy) Ethane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, ethylene glycol di-n- Propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and the like can be mentioned.

前記炭素数3〜6の環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、2−メチル−1,3−ジオキサン、4−メチル−1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。   Examples of the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1,4-dioxane and the like, and fluorinated compounds thereof.

以上説明したエーテル系化合物の中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。   Among the ether compounds described above, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether have high solvation ability to lithium ions. Among these, dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane are preferable in view of improving the ion dissociation, and particularly preferable because they have low viscosity and give high ion conductivity.

このようなエーテル系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As such ether compounds, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in an optional combination and ratio.

エーテル系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上、また、好ましくは70体積%以下、より好ましくは60体積%以下、さらに好ましくは50体積%以下である。   The compounding amount of the ether compound is usually 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, and preferably 70% by volume or less in 100% by volume of the non-aqueous solvent. More preferably, it is 60 volume% or less, more preferably 50 volume% or less.

この範囲であれば、鎖状エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすく、後述する負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エーテルがリチウムイオンと共に共挿入されて電池容量が低下するといった事態を回避しやすい。   Within this range, the effect of improving the lithium ion dissociation degree of the chain ether and the improvement of the ion conductivity derived from the viscosity decrease can be easily secured, and when the negative electrode active material described later is a carbonaceous material, the chain ether is lithium It is easy to avoid the situation in which the battery capacity decreases due to the coinsertion with the ions.

<スルホン系化合物>
上記スルホン系化合物としては、炭素数3〜6の環状スルホン、及び炭素数2〜6の鎖状スルホンが好ましい。1分子中のスルホニル基の数は、1又は2であることが好ましい。
<Sulphone type compounds>
As said sulfone type compound, a C3-C6 cyclic sulfone and a C2-C6 chain-like sulfone are preferable. The number of sulfonyl groups in one molecule is preferably 1 or 2.

前記炭素数3〜6の環状スルホンとしては、
モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類;
ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。
As said C3-C6 cyclic sulfone,
Monosulfone compounds trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, hexamethylene sulfones;
Examples of such a disulfone compound include trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, and hexamethylene disulfones.

これらの中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。   Among these, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity.

前記スルホラン類としては、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体(以下、スルホランも含めて「スルホラン類」と記載する場合がある)が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子やアルキル基で置換されたものが好ましい。   As the sulfolanes, sulfolanes and / or sulfolane derivatives (hereinafter sometimes referred to as "sulfolanes including sulfolanes") are preferable. As the sulfolane derivative, one in which at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting a sulfolane ring is substituted with a fluorine atom or an alkyl group is preferable.

中でも、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、2−フルオロスルホラン、3−フルオロスルホラン、2,2−ジフルオロスルホラン、2,3−ジフルオロスルホラン、2,4−ジフルオロスルホラン、2,5−ジフルオロスルホラン、3,4−ジフルオロスルホラン、2−フルオロ−3−メチルスルホラン、2−フルオロ−2−メチルスルホラン、3−フルオロ−3−メチルスルホラン、3−フルオロ−2−メチルスルホラン、4−フルオロ−3−メチルスルホラン、4−フルオロ−2−メチルスルホラン、5−フルオロ−3−メチルスルホラン、5−フルオロ−2−メチルスルホラン、2−フルオロメチルスルホラン、3−フルオロメチルスルホラン、2−ジフルオロメチルスルホラン、3−ジフルオロメチルスルホラン、2−トリフルオロメチルスルホラン、3−トリフルオロメチルスルホラン、2−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、3−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、4−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、5−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン等が、イオン伝導度が高く、入出力特性が高い点で好ましい。   Among them, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,2-difluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2,4-difluorosulfolane, 2,5-difluorosulfolane, 3,4-Difluorosulfolane, 2-fluoro-3-methylsulfolane, 2-fluoro-2-methylsulfolane, 3-fluoro-3-methylsulfolane, 3-fluoro-2-methylsulfolane, 4-fluoro-3-methylsulfolane Sulfolane, 4-fluoro-2-methylsulfolane, 5-fluoro-3-methylsulfolane, 5-fluoro-2-methylsulfolane, 2-fluoromethylsulfolane, 3-fluoromethylsulfolane, 2-difluoromethylsulfolane, 3-difluoro Methyl sulfolane, 2- Trifluoromethyl sulfolane, 3-trifluoromethyl sulfolane, 2-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 3-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 4-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane 5-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane and the like are preferable in that they have high ion conductivity and high input / output characteristics.

また、前記炭素数2〜6の鎖状スルホンとしては、
ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、n−プロピルエチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、t−ブチルメチルスルホン、t−ブチルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ(トリフルオロエチル)スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル−n−プロピルスルホン、ジフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−プロピルスルホン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−t−ブチルスルホン等が挙げられる。
Moreover, as said C2-C6 linear sulfone,
Dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, n-propyl ethyl sulfone, di-n-propyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, isopropyl ethyl sulfone, diisopropyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, n-butyl ethyl Sulfone, t-butyl methyl sulfone, t-butyl ethyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone, monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoro Ethyl methyl sulfone, Ethyl mono fluoro methyl sulfone, Ethyl difluoro methyl sulfone, Ethyl trifluoromethyl sulfone, Perf Oroethyl methyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl pentafluoroethyl sulfone, di (trifluoroethyl) sulfone, perfluorodiethyl sulfone, fluoromethyl-n-propyl sulfone, difluoromethyl-n-propyl sulfone, trifluoromethyl- n-propyl sulfone, fluoromethyl isopropyl sulfone, difluoromethyl isopropyl sulfone, trifluoromethyl isopropyl sulfone, trifluoroethyl n-propyl sulfone, trifluoroethyl isopropyl sulfone, pentafluoroethyl n-propyl sulfone, pentafluoroethyl isopropyl sulfone Trifluoroethyl-n-butyl sulfone, trifluoroethyl-t-butyl sulfone, pentafluoroethyl- - butyl sulfone, pentafluoroethyl -t- butyl sulfone, and the like.

これらの中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、t−ブチルメチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−t−ブチルスルホン等が、イオン伝導度が高く、入出力特性が高い点で好ましい。   Among these, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, t-butyl methyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl Methyl sulfone, monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl Pentafluoroethyl sulfone, trifluoromethyl-n-propyl sulfone, trifluoromethyl isopropyl sulfone , Trifluoroethyl n-butyl sulfone, trifluoroethyl t-butyl sulfone, trifluoromethyl n-butyl sulfone, trifluoromethyl t-butyl sulfone, etc. have high ion conductivity and high input / output characteristics It is preferable in point.

以上説明したスルホン系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The sulfone-based compounds described above may be used alone or in any combination of two or more in any proportion.

また、スルホン系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは0.3体積%以上、より好ましくは1体積%以上、さらに好ましくは5体積%以上であり、また、好ましくは40体積%以下、より好ましくは35体積%以下、さらに好ましくは30体積%以下である。   In addition, the blending amount of the sulfone compound is usually 0.3% by volume or more, preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent, and preferably Is 40 volume% or less, more preferably 35 volume% or less, and still more preferably 30 volume% or less.

この範囲であれば、二次電池のサイクル特性や保存特性等の耐久性の向上効果が得られやすく、また、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避することができ、非水系電解液二次電池の充放電を高電流密度で行う場合に、充放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   Within this range, the effect of improving the durability such as cycle characteristics and storage characteristics of the secondary battery can be easily obtained, and the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be made into an appropriate range to avoid the decrease in electrical conductivity. When the charge and discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery are performed at a high current density, it is easy to avoid the situation where the charge and discharge capacity retention rate decreases.

<フッ素原子を有する環状カーボネートを非水溶媒として用いる場合>
本発明においては、上述のとおりフッ素原子を有していない環状カーボネートを非水溶媒として用いることができるが、フッ素原子を有する環状カーボネートを非水溶媒として用いることもできる。この場合は、フッ素原子を有する環状カーボネート以外の非水溶媒として、上記例示した非水溶媒の1種をフッ素原子を有する環状カーボネートと組み合わせて用いてもよく、2種以上をフッ素原子を有する環状カーボネートと組み合わせて併用してもよい。
<When using a cyclic carbonate having a fluorine atom as a non-aqueous solvent>
In the present invention, as described above, a cyclic carbonate having no fluorine atom can be used as a non-aqueous solvent, but a cyclic carbonate having a fluorine atom can also be used as a non-aqueous solvent. In this case, as the non-aqueous solvent other than the cyclic carbonate having a fluorine atom, one of the non-aqueous solvents exemplified above may be used in combination with the cyclic carbonate having a fluorine atom, and two or more cyclic groups having a fluorine atom It may be used in combination with a carbonate.

例えば、非水溶媒の好ましい組合せの一つとして、フッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートを主体とする組合せが挙げられる。中でも、非水溶媒に占めるフッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計が、好ましくは60体積%以上、より好ましくは80体積%以上、更に好ましくは90体積%以上であり、かつフッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計に対するフッ素原子を有する環状カーボネートの割合が3体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上であり、また好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下、さらに好ましくは40体積%以下、特に好ましくは35体積%以下である。   For example, one preferable combination of non-aqueous solvents is a combination mainly composed of a cyclic carbonate having a fluorine atom and a linear carbonate. Among them, the total of the cyclic carbonate having a fluorine atom and the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 60% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, and still more preferably 90% by volume or more. The ratio of the cyclic carbonate having a fluorine atom to the total of the cyclic carbonate having a and the linear carbonate is 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and still more preferably 15% by volume or more Also preferably, it is 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, still more preferably 40% by volume or less, and particularly preferably 35% by volume or less.

これらの非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された二次電池のサイクル特性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)のバランスが良くなることがある。   When a combination of these non-aqueous solvents is used, the balance between the cycle characteristics and the high temperature storage characteristics (in particular, the residual capacity after high temperature storage and the high load discharge capacity) of a secondary battery manufactured using this can be improved is there.

例えば、フッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートの好ましい組み合わせの具体例としては、
モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。
For example, as a specific example of a preferable combination of cyclic carbonate having a fluorine atom and linear carbonate,
Monofluoroethylene carbonate and dimethyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate and diethyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate and dimethyl carbonate Examples thereof include ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

フッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせの中で、鎖状カーボネートとして対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといった、モノフルオロエチレンカーボネートと対称鎖状カーボネート類と非対称鎖状カーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。中でも、対称鎖状カーボネート類がジメチルカーボネートであることが好ましく、又、鎖状カーボネートのアルキル基としては炭素数1〜2のものが好ましい。   Among combinations of cyclic carbonates having a fluorine atom and linear carbonates, those containing symmetrical linear alkyl carbonates as linear carbonates are more preferable, and in particular, monofluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, mono Those containing monofluoroethylene carbonate, symmetrical linear carbonates and asymmetric linear carbonates, such as fluoroethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, are cycles It is preferable because the balance between the characteristics and the large current discharge characteristics is good. Among them, symmetrical linear carbonates are preferably dimethyl carbonate, and as the alkyl group of linear carbonate, those having 1 to 2 carbon atoms are preferable.

これらのフッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせに、更にフッ素原子を有していない環状カーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。中でも、非水溶媒に占めるフッ素原子を有する環状カーボネートとフッ素原子を有していない環状カーボネートとの合計が、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上、さらに好ましくは20体積%以上であり、かつフッ素原子を有する環状カーボネートとフッ素原子を有していない環状カーボネートとの合計に対するフッ素原子を有する環状カーボネートの割合が5体積%以上、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上、さらに好ましくは25体積%以上であり、また、好ましくは95体積%以下、より好ましくは85体積%以下、さらに好ましくは75体積%以下、特に好ましくは60体積%以下のものである。   The combination which added the cyclic carbonate which does not have a fluorine atom further to the combination of the cyclic carbonate which has these fluorine atoms, and linear carbonates is also mentioned as a preferable combination. Among them, the total of the cyclic carbonate having a fluorine atom and the cyclic carbonate having no fluorine atom in the non-aqueous solvent is preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, still more preferably 20% by volume or more The ratio of the cyclic carbonate having a fluorine atom to the total of the cyclic carbonate having a fluorine atom and the cyclic carbonate having no fluorine atom is 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume % Or more, more preferably 25% by volume or more, preferably 95% by volume or less, more preferably 85% by volume or less, still more preferably 75% by volume or less, particularly preferably 60% by volume or less.

この濃度範囲でフッ素原子を有していない環状カーボネートを含有すると、負極に安定な保護皮膜を形成しつつ、電解液の電気伝導度を維持できる。   When the cyclic carbonate containing no fluorine atom is contained in this concentration range, the electrical conductivity of the electrolytic solution can be maintained while forming a stable protective film on the negative electrode.

フッ素原子を有する環状カーボネートとフッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートの好ましい組み合わせの具体例としては、
モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。
Specific examples of preferable combinations of cyclic carbonates having a fluorine atom, cyclic carbonates having no fluorine atom and chain carbonates are as follows:
Monofluoroethylene carbonate and ethylene carbonate and dimethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and ethylene carbonate and diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate Ethylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl carbonate Monofluoroethylene carbonate and propylene carbonate and dimethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and propylene carbonate and diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and propylene carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate and propylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, Monofluoroethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate Ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate Carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate, Examples include diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

フッ素原子を有する環状カーボネートとフッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせの中で、鎖状カーボネートとして対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものがさらに好ましく、特に、
モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、モノフルオロエチレンカーボネートとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート
といったモノフルオロエチレンカーボネートと対称鎖状カーボネート類と非対称鎖状カーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。中でも、対称鎖状カーボネート類がジメチルカーボネートであるのが好ましく、又、鎖状カーボネートのアルキル基としては炭素数1〜2のものが好ましい。
Among the combinations of cyclic carbonates having a fluorine atom, cyclic carbonates having no fluorine atom, and chain carbonates, those containing symmetrical chain alkyl carbonates as chain carbonates are more preferable, in particular,
Monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, propylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate Ethylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, propylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl car , Monofluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, mono fluoro ethylene carbonate, propylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, mono fluoro ethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate Those containing carbonate, diethyl carbonate, monofluoroethylene carbonate such as ethyl methyl carbonate, symmetrical linear carbonates and asymmetric linear carbonates are preferable because the balance between the cycle characteristics and the large current discharge characteristics is good. Among them, symmetric linear carbonates are preferably dimethyl carbonate, and as the alkyl group of linear carbonate, those having 1 to 2 carbon atoms are preferable.

非水溶媒中にジメチルカーボネートを含有する場合は、全非水溶媒中に占めるジメチルカーボネートの割合が、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、さらに好ましくは25体積%以上、特に好ましくは30体積%以上であり、また、好ましくは90体積%以下、より好ましくは80体積%以下、さらに好ましくは75体積%以下、特に好ましくは70体積%以下となる範囲で含有させると、二次電池の負荷特性が向上することがある。   When dimethyl carbonate is contained in the non-aqueous solvent, the proportion of dimethyl carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, still more preferably 25% by volume or more, particularly Preferably, the content is 30% by volume or more, preferably 90% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, still more preferably 75% by volume or less, and particularly preferably 70% by volume or less. The load characteristics of the secondary battery may be improved.

上記フッ素原子を有する環状カーボネートと鎖状カーボネートを主体とする組合せにおいては、上記フッ素原子を有していない環状カーボネート以外にも、環状カルボン酸エステル類、鎖状カルボン酸エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、含硫黄有機溶媒、含燐有機溶媒、含フッ素芳香族溶媒等、他の溶媒を混合してもよい。   In the combination mainly composed of the cyclic carbonate having a fluorine atom and the chain carbonate, cyclic carboxylic acid esters, chain carboxylic acid esters, cyclic ethers, in addition to the cyclic carbonate having no fluorine atom, Other solvents such as chain ethers, sulfur-containing organic solvents, phosphorus-containing organic solvents, and fluorine-containing aromatic solvents may be mixed.

<フッ素原子を有する環状カーボネートを助剤として用いる場合>
後述するとおり本発明の非水系電解液には助剤を添加することができるが、フッ素原子を有する環状カーボネートを助剤として用いる場合は、フッ素原子を有する環状カーボネート以外の非水溶媒として、上記例示した非水溶媒1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<When using a cyclic carbonate having a fluorine atom as an auxiliary agent>
As described later, an auxiliary agent can be added to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, but when a cyclic carbonate having a fluorine atom is used as an auxiliary, the above-mentioned nonaqueous solvent other than the cyclic carbonate having a fluorine atom One of the exemplified non-aqueous solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

例えば、非水溶媒の好ましい組合せの一つとして、フッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートを主体とする組合せが挙げられる。   For example, one preferable combination of non-aqueous solvents is a combination mainly composed of a cyclic carbonate having no fluorine atom and a linear carbonate.

中でも、非水溶媒に占めるフッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計が、好ましくは70体積%以上、より好ましくは80体積%以上、さらに好ましくは90体積%以上であり、かつ環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計に対するフッ素原子を有していない環状カーボネートの割合が好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上であり、また、好ましくは50体積%以下、より好ましくは35体積%以下、さらに好ましくは30体積%以下、特に好ましくは25体積%以下である。   Among them, the total of the cyclic carbonate having no fluorine atom in the non-aqueous solvent and the linear carbonate is preferably 70% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, and still more preferably 90% by volume or more. And the ratio of the cyclic carbonate having no fluorine atom to the total of the cyclic carbonate and the chain carbonate is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and still more preferably 15% by volume or more. The content is preferably 50% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, still more preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less.

これらの非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池のサイクル特性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)のバランスが良くなることがある。   When a combination of these non-aqueous solvents is used, the balance between the cycle characteristics and the high temperature storage characteristics (in particular, the residual capacity after high temperature storage and the high load discharge capacity) of a battery manufactured using the combination may be improved.

例えば、フッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートの好ましい組み合わせの具体例としては、
エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。
For example, as a specific example of a preferable combination of cyclic carbonate and linear carbonate which does not have a fluorine atom,
Ethylene carbonate and dimethyl carbonate, Ethylene carbonate and diethyl carbonate, Ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, Ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, Ethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, Ethylene carbonate and diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, Ethylene carbonate And dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

フッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせの中で、鎖状カーボネートとして非対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものがさらに好ましく、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといった、エチレンカーボネートと対称鎖状カーボネート類と非対称鎖状カーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。   Among the combinations of cyclic carbonates having no fluorine atom and linear carbonates, those containing asymmetric linear alkyl carbonates as linear carbonates are more preferable, and in particular, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, Those containing ethylene carbonate, symmetrical linear carbonates and asymmetric linear carbonates, such as ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, have cycle characteristics and large current discharge It is preferable because the balance of the characteristics is good.

これらの中でも、非対称鎖状カーボネート類がエチルメチルカーボネートであるものが好ましく、又、鎖状カーボネートのアルキル基としては炭素数1〜2のものが好ましい。   Among these, those in which the asymmetric linear carbonates are ethyl methyl carbonate are preferable, and those having 1 to 2 carbon atoms are preferable as the alkyl group of the linear carbonate.

これらのエチレンカーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせに、更にプロピレンカーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。   The combination which added the propylene carbonate further to the combination of these ethylene carbonate and linear carbonates is also mentioned as a preferable combination.

プロピレンカーボネートを含有する場合には、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの体積比は、99:1〜40:60が好ましく、特に好ましくは95:5〜50:50である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの割合は、好ましくは0.1体積%以上、より好ましくは1体積%以上、さらに好ましくは2体積%以上、また、好ましくは20体積%以下、より好ましくは8体積%以下、さらに好ましくは5体積%以下である。   When containing propylene carbonate, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, and particularly preferably 95: 5 to 50:50. Furthermore, the proportion of propylene carbonate in the whole nonaqueous solvent is preferably 0.1% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, still more preferably 2% by volume or more, and preferably 20% by volume or less, more preferably Is 8 volume% or less, more preferably 5 volume% or less.

この濃度範囲でプロピレンカーボネートを含有すると、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせの特性を維持したまま、更に低温特性が優れることがあるので好ましい。   It is preferable to contain propylene carbonate in this concentration range because the low temperature characteristics may be further excellent while maintaining the characteristics of the combination of ethylene carbonate and linear carbonate.

非水溶媒中にジメチルカーボネートを含有する場合は、全非水溶媒中に占めるジメチルカーボネートの割合が、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、さらに好ましくは25体積%以上、特に好ましくは30体積%以上であり、また、好ましくは90体積%以下、より好ましくは80体積%以下、さらに好ましくは75体積%以下、特に好ましくは、70体積%以下となる範囲で含有させると、二次電池の負荷特性が向上することがある。   When dimethyl carbonate is contained in the non-aqueous solvent, the proportion of dimethyl carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, still more preferably 25% by volume or more, particularly Preferably, it is 30% by volume or more, preferably 90% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, still more preferably 75% by volume or less, and particularly preferably 70% by volume or less. The load characteristics of the secondary battery may be improved.

上記フッ素原子を有していない環状カーボネートと鎖状カーボネートを主体とする組合せにおいては、環状カルボン酸エステル類、鎖状カルボン酸エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、含硫黄有機溶媒、含燐有機溶媒、芳香族含フッ素溶媒等、他の溶媒を混合してもよい。   In the combination mainly composed of the cyclic carbonate having no fluorine atom and the linear carbonate, cyclic carboxylic acid esters, linear carboxylic acid esters, cyclic ethers, linear ethers, sulfur-containing organic solvent, Other solvents such as a phosphorus organic solvent and an aromatic fluorine-containing solvent may be mixed.

<非水溶媒の体積について>
なお、本明細書において、非水溶媒の体積は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。
<About the volume of non-aqueous solvent>
In addition, in this specification, although the volume of a non-aqueous solvent is a measured value at 25 degreeC, what is a solid at 25 degreeC like ethylene carbonate uses the measured value in melting | fusing point.

〔1−4.助剤〕
本発明の非水系電解液においては、目的に応じて適宜助剤を用いてもよい。助剤としては、以下に示される、電池の初回充電時に負極上で還元される化合物、過充電防止剤、その他の助剤、等が挙げられる。
[1-4. Auxiliary agent]
In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, an auxiliary may be appropriately used according to the purpose. Examples of the assistant include the compounds shown below, which are reduced on the negative electrode at the time of initial charge of the battery, overcharge inhibitors, other assistants and the like.

前記負極上で還元される化合物は、還元されることで負極上に皮膜を形成するが、これは負極−電解液界面を安定に保護する点で好ましい。前記化合物としては、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する不飽和環状カーボネート(以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と記載する場合がある)、無水カルボン酸、アート型錯体化合物が挙げられる。   The compound to be reduced on the negative electrode is reduced to form a film on the negative electrode, which is preferable in terms of stably protecting the negative electrode-electrolyte interface. Examples of the compound include cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, cyclic carbonates having a fluorine atom, and unsaturated cyclic carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes referred to as "fluorinated unsaturated cyclic carbonate"), Examples thereof include carboxylic acid anhydrides and art-type complex compounds.

<炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート>
前記炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」と記載する場合がある)としては、炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有する環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和カーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含されることとする。
<Cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond>
The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter sometimes referred to as “unsaturated cyclic carbonate”) may be a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, There is no particular limitation, and any unsaturated carbonate can be used. In addition, the cyclic carbonate which has an aromatic ring shall also be included by unsaturated cyclic carbonate.

不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類、芳香環または炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類、カテコールカーボネート類等が挙げられる。
ビニレンカーボネート類としては、
ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4,5−ジビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4,5−ジアリルビニレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of unsaturated cyclic carbonates include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates, And catechol carbonates.
As vinylene carbonates,
Vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, phenylvinylene carbonate, 4,5-diphenylvinylene carbonate, vinylvinylene carbonate, 4,5-divinylvinylene carbonate, allylvinylene carbonate, 4,5-diallylvinylene carbonate Etc.

芳香環または炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、
ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−ビニルエチレンカーボネート、4−アリル−5−ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5−ジエチニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−エチニルエチレンカーボネート、4−ビニル−5−エチニルエチレンカーボネート、4−アリル−5−エチニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフェニルエチレンカーボネート、4−フェニル−5−ビニルエチレンカーボネート、4−アリル−5−フェニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−メチル−5−アリルエチレンカーボネート等が挙げられる。
As specific examples of ethylene carbonates substituted by a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond,
Vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-vinyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-vinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, 4,5-diethynyl ethylene carbonate, 4-methyl-5 -Ethynyl ethylene carbonate, 4-vinyl-5-ethynyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-ethynyl ethylene carbonate, phenyl ethylene carbonate, 4,5-diphenyl ethylene carbonate, 4-phenyl-5-vinyl ethylene carbonate, 4-allyl -5-phenyl ethylene carbonate, allyl ethylene carbonate, 4,5-diallyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-allyl ethylene carbonate and the like.

中でも、好ましい不飽和環状カーボネートとしては、
ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4,5−ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4,5−ジアリルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−ビニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−メチル−5−アリルエチレンカーボネート、4−アリル−5−ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5−ジエチニルエチレンカーボネート、4−メチル−5−エチニルエチレンカーボネート、4−ビニル−5−エチニルエチレンカーボネートが挙げられる。
Among them, preferred unsaturated cyclic carbonates are
Vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, vinylvinylene carbonate, 4,5-vinylvinylene carbonate, allylvinylene carbonate, 4,5-diallylvinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate , 4-methyl-5-vinyl ethylene carbonate, allyl ethylene carbonate, 4,5-diallyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-allyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-vinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, 4,5 -Diethynyl ethylene carbonate, 4-methyl 5- ethynyl ethylene carbonate, 4-vinyl 5- ethynyl ethylene carbonate are mentioned.

また、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートはさらに安定な界面保護被膜を形成するので、特に好ましい。
不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、80以上、250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの分子量は、より好ましくは85以上であり、また、より好ましくは150以下である。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
In addition, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate and ethynyl ethylene carbonate are particularly preferable because they form a more stable surface protective film.
The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and is arbitrary unless the effects of the present invention are significantly impaired. The molecular weight is preferably 80 or more and 250 or less. Within this range, the solubility of the unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolytic solution can be easily secured, and the effects of the present invention can be sufficiently exhibited. The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is more preferably 85 or more, and more preferably 150 or less. The method for producing the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and any known method can be selected for production.

不飽和環状カーボネートは、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よい。また、不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。この範囲内であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   The unsaturated cyclic carbonates may be used alone or in any combination of two or more in any proportion. Further, the compounding amount of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary unless the effects of the present invention are significantly impaired. However, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0% in 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. .01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient improvement in cycle characteristics, and also the high temperature storage characteristics deteriorate, the amount of gas generation increases, and the discharge capacity retention rate decreases. It is easy to avoid the situation.

<フッ素原子を有する環状カーボネート>
上記フッ素原子を有する環状カーボネートとしては、炭素原子数2〜6のアルキレン基を有する環状カーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられる。エチレンカーボネートのフッ素化物の誘導体としては、例えば、アルキル基(例えば、炭素原子数1〜4個のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられる。中でもフッ素原子を1〜8個有するエチレンカーボネート、及びその誘導体が好ましい。
<Cyclic carbonate having a fluorine atom>
As a cyclic carbonate which has the said fluorine atom, the fluoride of the cyclic carbonate which has a C2-C6 alkylene group, and its derivative are mentioned, For example, the fluoride of ethylene carbonate, and its derivative are mentioned. As a derivative of the fluorinated product of ethylene carbonate, for example, fluorinated products of ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) can be mentioned. Among them, ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof are preferable.

具体的には、
フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(ジフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(トリフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−4−フルオロエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−5−フルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5,5−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。
In particular,
Fluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4-fluoro-5-methylethylene Carbonate, 4,4-difluoro-5-methyl ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (trifluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) ) 4-Fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene car Sulfonates, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

中でも、フルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種が、高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護被膜を形成する点でより好ましい。   Among them, at least one selected from the group consisting of fluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoroethylene carbonate gives high ion conductivity and preferably forms an interfacial protective film. More preferable.

フッ素原子を有する環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The cyclic carbonates having a fluorine atom may be used alone or in any combination of two or more in any proportion.

フッ素原子を有する環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。本発明の非水系電解液全体に対するフッ素化環状カーボネートの配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。   The cyclic carbonates having a fluorine atom may be used alone or in any combination of two or more in any proportion. There is no restriction | limiting in the compounding quantity of the fluorinated cyclic carbonate with respect to the whole non-aqueous electrolyte solution of this invention, Although it is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably, Usually 0.001 mass% in 100 mass% of non-aqueous electrolytes The content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.

<フッ素化不飽和環状カーボネート>
上記フッ素化不飽和環状カーボネートが有するフッ素原子の数は1以上であれば、特に制限されない。中でもフッ素原子が通常6以下、好ましくは4以下であり、1又は2のものが最も好ましい。
<Fluorinated unsaturated cyclic carbonate>
The number of fluorine atoms contained in the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited as long as it is one or more. Among them, the number of fluorine atoms is usually 6 or less, preferably 4 or less, and most preferably 1 or 2.

フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化ビニレンカーボネート誘導体、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体等が挙げられる。   Examples of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate include fluorinated vinylene carbonate derivatives, fluorinated ethylene carbonate derivatives substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond, and the like.

フッ素化ビニレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルビニレンカーボネート、4−アリル−5−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルビニレンカーボネート等が挙げられる。   As fluorinated vinylene carbonate derivatives, 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-fluorovinylene carbonate And vinyl vinylene carbonate and the like.

芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体としては、
4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−アリルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。
As a fluorinated ethylene carbonate derivative substituted by a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond,
4-fluoro-4-vinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-allyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinyl ethylene Carbonate, 4,4-difluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-diallyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-diallyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4-phenyl ethylene carbonate, 4-f Oro-5-phenylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-phenylethylene carbonate.

以上の中でも、特に好ましいフッ素化不飽和環状カーボネートとしては、
4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルビニレンカーボネート、4−アリル−5−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−アリルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−アリルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジアリルエチレンカーボネートが挙げられる。これらは、安定な界面保護皮膜を形成するので、より好適に用いられる。
Among the above, particularly preferable fluorinated unsaturated cyclic carbonates are
4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro- 4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-allyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4,5-Difluoro-4-vinyl ethylene carbonate, 4,5-Difluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-diallyl ethylene carbonate 4,5-difluoro-4,5-divinyl ethylene carbonate, and 4,5-difluoro-4,5-diallyl carbonate. These are more preferably used because they form a stable interfacial protective film.

フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、50以上であり、また、250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対するフッ素化不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。   The molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary unless the effects of the present invention are significantly impaired. The molecular weight is preferably 50 or more and 250 or less. Within this range, the solubility of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolytic solution can be easily secured, and the effects of the present invention can be easily exhibited.

フッ素化不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。分子量は、より好ましくは100以上であり、また、より好ましくは200以下である。   The method for producing the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and any known method can be selected for production. The molecular weight is more preferably 100 or more, and more preferably 200 or less.

フッ素化不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。   The fluorinated unsaturated cyclic carbonates may be used alone or in any combination of two or more in any proportion. In addition, the blending amount of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and is arbitrary unless the effects of the present invention are significantly impaired.

フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、通常、非水系電解液100質量%中、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。   The compounding amount of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is usually 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.2% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. Also, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less.

この範囲内であれば、非水系電解液二次電池は十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient improvement in cycle characteristics, and the high-temperature storage characteristics are degraded, so that the amount of gas generation increases and the discharge capacity retention rate is decreased. It is easy to avoid the situation.

<無水カルボン酸>
上記無水カルボン酸の配合量は、通常、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上、より好ましくは、0.1質量%以上、さらに好ましくは、0.2質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは、4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。
<Carboxylic anhydride>
The compounding amount of the above-mentioned carboxylic acid anhydride is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass in 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. It is the above, and is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less.

この範囲であれば、非水系電解液二次電池は十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient improvement in cycle characteristics, and the high temperature storage characteristics are degraded, the amount of gas generation is increased, and the discharge capacity retention rate is decreased. It is easy to avoid.

このような無水カルボン酸としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸が挙げられる。   Examples of such carboxylic acid anhydrides include succinic acid anhydride, maleic acid anhydride and phthalic acid anhydride.

<アート型錯体化合物>
上記アート型錯体化合物の配合量は、通常、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上、より好ましくは、0.1質量%以上、さらに好ましくは、0.2質量%以上であり、また、好ましくは5質量%以下、より好ましくは、4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。
<Art-type complex compound>
The compounding amount of the art-type complex compound is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.2% by mass in 100% by mass of the non-aqueous electrolytic solution. % Or more, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less.

この範囲であれば、非水系電解液二次電池は十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   Within this range, the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient improvement in cycle characteristics, and the high temperature storage characteristics are degraded, the amount of gas generation is increased, and the discharge capacity retention rate is decreased. It is easy to avoid.

このようなアート型錯体化合物としては、例えば、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート及びリチウムトリス(オキサラト)ホスフェートが挙げられる。   As such an ate-type complex compound, for example, lithium difluoro oxalato borate, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis (oxalato) phosphate and lithium tris (oxalato) phosphate can be mentioned.

以上、本発明の非水系電解液において助剤として使用できる、電池の初回充電時に負極上で還元される化合物を説明したが、それらの中でも負極−電解液界面を安定に保護し、副反応を抑制する観点からは、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、無水コハク酸、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート及びリチウムトリス(オキサラト)ホスフェートが好ましい。   Although the compound reduced on the negative electrode at the time of initial charge of the battery, which can be used as an auxiliary in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, has been described above, the negative electrode-electrolyte solution interface is stably protected among them, side reactions From the viewpoint of suppressing, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, succinic anhydride, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluorooxalato phosphate, lithium difluoro bis (oxalato) phosphate and lithium tris (oxalato) phosphate preferable.

<過充電防止剤>
本発明の非水系電解液において、非水系電解液二次電池が過充電等の状態になった際に電池の破裂・発火を効果的に抑制するために、過充電防止剤を用いることができる。
<Overcharge prevention agent>
In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, an anti-overcharge agent can be used in order to effectively suppress battery rupture and ignition when the non-aqueous electrolyte secondary battery is in a state of overcharge and the like. .

過充電防止剤としては、
ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;
2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物;
2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。
As an overcharge inhibitor,
Aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran and the like;
Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene and the like;
And fluorine-containing anisole compounds such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole and the like.

これらの中でも、
ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。
Among these,
Preferred are aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran and the like.

これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼン又はt−アミルベンゼンとの組み合わせ、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種とを併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。   These may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, a partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, The combined use of at least one selected from oxygen-free aromatic compounds such as t-amyl benzene and at least one selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran is the overcharge preventing property and high temperature storage It is preferable from the point of balance of the characteristics.

過充電防止剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。過充電防止剤は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.1質量%以上で、また、5質量%以下の割合で配合される。この範囲であれば、過充電防止剤の効果を十分に発現させやすく、また、高温保存特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。   The compounding amount of the overcharge inhibitor is not particularly limited, and is optional unless the effects of the present invention are significantly impaired. The overcharge inhibitor is blended in a proportion of preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. Within this range, the effect of the overcharge preventing agent can be easily exhibited sufficiently, and the situation in which the battery characteristics such as the high temperature storage characteristics are degraded can be easily avoided.

過充電防止剤は、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上の割合で、また、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下の割合で配合される。   The overcharge inhibitor is more preferably 0.2% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 3% by mass or less, more preferably Preferably, it is blended in a proportion of 2% by mass or less.

<その他の助剤>
本発明の非水系電解液には、公知のその他の助剤を用いることができる。その他の助剤としては、
エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水グルタル酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;
2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;
エチレンサルファイト、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;
1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシンイミド等の含窒素化合物;
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物;
フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物;
等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、二次電池の高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。
<Other auxiliaries>
Other known auxiliary agents can be used in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. As other adjuvants,
Carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate etc .; glutaric anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, cyclopentadicarboxylic acid anhydride Carboxylic acid anhydrides such as pentanetetracarboxylic acid dianhydride and phenylsuccinic acid anhydride;
Spiro compounds such as 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane;
Ethylene sulfite, methyl fluorosulfonate, ethyl fluorosulfonate, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfolene, diphenyl sulfone, N, N-dimethyl methane sulfonamide, N, N-diethyl methane sulfonamide, etc. Sulfur-containing compounds;
Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methyl succinimide;
Hydrocarbon compounds such as heptane, octane, nonane, decane and cycloheptane;
Fluorine-containing aromatic compounds such as fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene and benzotrifluoride;
Etc. These may be used alone or in combination of two or more. By adding these assistants, capacity retention characteristics and cycle characteristics after high temperature storage of the secondary battery can be improved.

その他の助剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。その他の助剤の配合量は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上であり、また、5質量%以下である。この範囲であれば、その他助剤の効果が十分に発現させやすく、高負荷放電特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。   The amount of the other auxiliary agent is not particularly limited, and is optional unless the effects of the present invention are significantly impaired. The compounding amount of the other auxiliary agent is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. Within this range, the effects of the other auxiliary agents can be sufficiently exhibited, and situations in which battery characteristics such as high load discharge characteristics are degraded can be easily avoided.

その他の助剤の配合量は、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。   The compounding amount of the other auxiliary agent is more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less .

以上、上述の非水系電解液は、本発明の非水系電解液二次電池の内部に存在するものも含まれる。   As mentioned above, the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution also contains the thing which exists inside the non-aqueous electrolyte solution secondary battery of this invention.

具体的には、リチウム塩や溶媒、助剤等の非水系電解液の構成成分を別途合成し、実質的に単離されたものから非水系電解液を調製し、下記に記載する方法にて別途組み立てた電池内に注液して得た非水系電解液二次電池内の非水系電解液である場合や、本発明の非水系電解液の構成成分を個別に電池内に入れておき、電池内にて混合させることにより本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合、更には、本発明の非水系電解液を構成する化合物を該非水系電解液二次電池内で発生させて、本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合も含まれるものとする。   Specifically, components of the non-aqueous electrolytic solution such as a lithium salt, a solvent, and an auxiliary are separately synthesized, and the non-aqueous electrolytic solution is prepared from those substantially isolated, and the method described below is used. In the case of a non-aqueous electrolytic solution in a non-aqueous electrolytic solution secondary battery obtained by pouring into a separately assembled battery, or the components of the non-aqueous electrolytic solution of the present invention are separately put in the battery; When the same composition as the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is obtained by mixing in a battery, a compound constituting the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is further generated in the non-aqueous electrolyte secondary battery, The case of obtaining the same composition as the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is also included.

[2.非水系電解液二次電池]
次に、本発明の非水系電解液二次電池について説明する。当該二次電池は、特定正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質を含有する負極と、非水系電解液とを備えている。以下、これらの各構成について説明する。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
Next, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described. The secondary battery includes a specific positive electrode, a negative electrode containing a negative electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolytic solution. Each of these configurations will be described below.

〔2−1.非水系電解液〕
前記非水系電解液としては、上述の本発明の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を配合して用いることも可能である。
[2-1. Non-aqueous electrolyte solution]
The non-aqueous electrolyte of the present invention described above is used as the non-aqueous electrolyte. In addition, it is also possible to mix | blend and use another non-aqueous electrolyte solution with respect to the non-aqueous electrolyte solution of this invention in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

〔2−2.正極〕
以下に本発明のリチウム二次電池に使用される正極について説明する。
[2-2. Positive electrode]
The positive electrode used for the lithium secondary battery of the present invention will be described below.

<組成>
本発明の非水系電解液電池は、LixMPO(Mは周期表第2族〜第12族の金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されるリチウム含有リン酸化合物を基本組成とする正極活物質を備えている。
<Composition>
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention is represented by LixMPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of metals of Groups 2 to 12 of the periodic table, x is 0 <x ≦ 1.2). And a positive electrode active material having a lithium-containing phosphoric acid compound as a basic composition.

上記のリチウム含有リン酸化合物としては、LixMPO(Mは周期表第4周期の第4族〜第11族の遷移金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素、xは0<x≦1.2)で表されるものが好ましい。 As the above-mentioned lithium-containing phosphate compound, Li x MPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of transition metals of Groups 4 to 11 of Period 4 of the periodic table, x is 0 <x ≦ 1. What is represented by 2) is preferable.

また、上記LixMPOのMとしては、Mg,Zn,Ca,Cd,Sr,Ba,Co,Ni,Fe,Mn及びCuからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であることが好ましく、Co,Ni,Fe,及びMnからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であることがより好ましい。これらの中でも、特にLiFePOを基本組成とするオリビン構造の鉄リン酸リチウムが、高温・充電状態での金属溶出が起こりにくく、また安価であるために好適に用いられる。 Further, M of LixMPO 4 is preferably at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Ca, Cd, Sr, Ba, Co, Ni, Fe, Mn and Cu, and Co, Ni More preferably, it is at least one element selected from the group consisting of Fe, Fe, and Mn. Among these, lithium iron phosphate having an olivine structure having LiFePO 4 as a basic composition is particularly preferably used because metal elution hardly occurs in a high temperature / charged state and it is inexpensive.

なお、上述の「LixMPOを基本組成とする」とは、その組成式で表される組成のものだけでなく、結晶構造におけるFe等のサイトの一部を他の元素で置換したものも含むことを意味する。さらに、化学量論組成のものだけでなく、一部の元素が欠損等した非化学量論組成のものも含むことを意味する。置換する他の元素はAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の元素であることが好ましい。上記他元素置換を行う場合は、0.1mol%以上5mol%以下が好ましく、さらに好ましくは0.2mol%以上2.5mol%以下である。 The above-mentioned "having LixMPO 4 as a basic composition" includes not only one having the composition represented by the composition formula but also one having some of the sites such as Fe in the crystal structure replaced with another element It means that. Furthermore, it is meant to include not only stoichiometric compositions but also non-stoichiometric compositions in which some elements are deficient or the like. The other element to be substituted is preferably an element such as Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, or Si. When performing said other element substitution, 0.1 mol% or more and 5 mol% or less are preferable, More preferably, they are 0.2 mol% or more and 2.5 mol% or less.

また、上記正極活物質は、上記LixMPOを主成分とするが、その他にも、例えばリチウムマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムニッケルマンガン複合酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物を併用することができる。リチウム遷移金属系化合物とは、リチウムイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、硫化物、ケイ酸化合物、ホウ酸化合物などが挙げられる。前記硫化物としては、TiSやMoSなどの二次元層状構造をもつ化合物や、一般式MxMo(MはPb,Ag,Cuをはじめとする各種遷移金属)で表される強固な三次元骨格構造を有するシュブレル化合物などが挙げられる。前記ケイ酸化合物としてはLiMSiOが、前記ホウ酸化合物としてはLiMBOなどが挙げられる。好ましくは、上記正極活物質は、上記LixMPOを20wt%以上含有することがよい。この場合には、上記非水系電解液電池の充放電サイクル特性をより向上させることができる。より好ましくは、上記LixMPOの含有量は40wt%以上がよい。 Moreover, although the said positive electrode active material has the said LixMPO 4 as a main component, In addition, for example, lithium manganese complex oxide, lithium cobalt complex oxide, lithium nickel complex oxide, lithium nickel cobalt complex oxide, lithium nickel Lithium transition metal complex oxides such as manganese complex oxide and lithium nickel manganese cobalt complex oxide can be used in combination. The lithium transition metal-based compound is a compound having a structure capable of releasing and inserting lithium ions, and examples thereof include a sulfide, a silicic acid compound, and a boric acid compound. As the sulfide, a strong compound represented by a compound having a two-dimensional layered structure such as TiS 2 or MoS 2 or a general formula MxMo 6 S 8 (M is various transition metals such as Pb, Ag, and Cu) The Shubrel compound etc. which have a three-dimensional frame structure are mentioned. Examples of the silicate compound include LiMSiO 4 , and examples of the boric acid compound include LiMBO 4 . Preferably, the positive electrode active material may contain 20 wt% or more of the LixMPO 4 . In this case, the charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte battery can be further improved. More preferably, the content of LixMPO 4 is 40 wt% or more.

また、LixMPOを二種類以上併用することもできる。併用する際の好ましい組み合わせとしては、LixFePOとLixMnPO、LixFePOとLixCoPO、LixFePOとLixNiPOを挙げることができ、これにより安全性を保持しながら電池動作電圧を向上させることができる。これらの中でも特に好ましい組み合わせはLixFePOとLixMnPOであり、上記安全性や電池動作電圧の向上に加えて、高温保存特性やサイクル特性等の耐久性に優れるために好ましい。 Moreover, two or more types of LixMPO 4 can be used in combination. Preferred combinations when used in combination, can be cited LixFePO 4 and LixMnPO 4, LixFePO 4 and LixCoPO 4, LixFePO 4 and LixNiPO 4, thereby improving the battery operating voltage while maintaining safety. Particularly preferred combination among these are LixFePO 4 and LixMnPO 4, in addition to the improvement of the safety and the battery operating voltage, preferably for excellent durability such as high-temperature storage characteristics and cycle characteristics.

<表面被覆>
また、正極活物質としては、LixMPOの表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
<Surface coating>
In addition, as the positive electrode active material, a material in which a substance having a composition different from this may be attached to the surface of LixMPO 4 may be used. As surface adhesion substances, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, oxides such as bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate, and carbon.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることもできる。   These surface adhesion substances are, for example, dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material and dried, or the surface adhesion substance precursor is dissolved or suspended in a solvent and impregnated into the positive electrode active material It can be made to adhere to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating or the like, a method of adding it to the positive electrode active material precursor and simultaneously baking it. In addition, when making carbon adhere, the method of making carbon quality adhere mechanically later, for example, in the form of activated carbon etc. can also be used.

表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは0.1ppm以上、より好ましくは1ppm以上、更に好ましくは10ppm以上、上限として、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができ、その付着量が適度な場合にはその効果がより一層発揮される。   The amount of the surface adhesion substance is preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more, and preferably 20% or less as an upper limit, based on the mass of the positive electrode active material. Is used at 10% or less, more preferably 5% or less. By the surface adhesion substance, the oxidation reaction of the electrolytic solution on the surface of the positive electrode active material can be suppressed, the battery life can be improved, and when the adhesion amount is appropriate, the effect is more exhibited.

本発明においては、LixMPOの正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものをも「正極活物質」という。 In the present invention, a substance in which a substance having a composition different from this adheres to the surface of the LixMPO 4 positive electrode active material is also referred to as a "positive electrode active material".

<形状>
本発明における前記正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられるが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。そのため一次粒子のみの単一粒子活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐため好ましい。また、板状等軸配向性の粒子であるよりも球状ないし楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作成する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。
<Shape>
As the shape of the particles of the positive electrode active material in the present invention, lumps, polyhedrons, spheres, oval spheres, plates, needles, columns, etc. which are conventionally used are used, among which primary particles are aggregated. It is preferable that the secondary particles be formed into a secondary particle, and the shape of the secondary particle is spherical or elliptical. Usually, since the active material in the electrode expands and contracts with the charge and discharge of the electrochemical element, the active material is likely to be broken due to the stress, or deterioration such as breakage of the conductive path may occur. Therefore, it is preferable that primary particles are aggregated and secondary particles are formed rather than a single particle active material consisting of only primary particles, because stress of expansion and contraction is alleviated and deterioration is prevented. In addition, since spherical or elliptic spherical particles have less orientation at the time of molding of the electrode than plate-like equiaxially oriented particles, expansion and contraction of the electrode at the time of charge and discharge are also small, and the electrode is prepared Even in the mixing with the conductive material at the time, it is preferable because it is easily mixed uniformly.

<タップ密度>
前記正極活物質のタップ密度は、好ましくは0.1g/cm以上、より好ましくは0.2g/cm以上、更に好ましくは0.3g/cm以上、最も好ましくは0.4g/cm以上である。該正極活物質のタップ密度が上記下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく、特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、上限は、好ましくは2.0g/cm以下、より好ましくは1.8g/cm以下である。
<Tap density>
The tap density of the positive electrode active material is preferably 0.1 g / cm 3 or more, more preferably 0.2 g / cm 3 or more, still more preferably 0.3 g / cm 3 or more, and most preferably 0.4 g / cm 3 It is above. When the tap density of the positive electrode active material is below the above lower limit, the necessary amount of dispersion medium increases at the time of forming the positive electrode active material layer, and the required amount of the conductive material and the binder increases, and the positive electrode to the positive electrode active material layer The filling rate of the active material may be limited, and the battery capacity may be limited. By using a composite oxide powder with a high tap density, a high density positive electrode active material layer can be formed. Generally, the tap density is preferably as high as possible, and there is no particular upper limit. However, if it is too large, diffusion of lithium ions in the positive electrode active material layer through the electrolyte may be limited, and load characteristics may be easily degraded. The upper limit is preferably 2.0 g / cm 3 or less, more preferably 1.8 g / cm 3 or less.

なお、本発明では、タップ密度は、正極活物質粉体5〜10gを10mlのガラス製メスシリンダーに入れ、ストローク約20mmで200回タップした時の粉体充填密度(タップ密度)g/ccとして求める。   In the present invention, the tap density is defined as powder packing density (tap density) g / cc when 5 to 10 g of the positive electrode active material powder is put in a 10 ml glass measuring cylinder and tapped 200 times with a stroke of about 20 mm. Ask.

<メジアン径d50
前記正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上、更に好ましくは0.3μm以上、最も好ましくは2μm以上であり、上限は、好ましくは20μm以下、より好ましくは18μm以下、更に好ましくは16μm以下、最も好ましくは15μm以下である。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成、すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径d50をもつ該正極活物質を2種類以上混合することで、正極作成時の充填性を更に向上させることができる。
<Median diameter d 50 >
The median diameter d 50 of the particles of the positive electrode active material (secondary particle diameter when primary particles are aggregated to form secondary particles) is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, More preferably, it is 0.3 μm or more, most preferably 2 μm or more, and the upper limit is preferably 20 μm or less, more preferably 18 μm or less, still more preferably 16 μm or less, most preferably 15 μm or less. Below the lower limit, high tap density products may not be obtained. When the upper limit is exceeded, it takes time to diffuse lithium in the particles, resulting in deterioration of battery performance, or battery positive electrode preparation, ie, active material When a conductive material, a binder or the like is slurried with a solvent and applied in a thin film, problems such as streaking may occur. Here, by mixing two or more types of the positive electrode active materials having different median diameters d 50 , the filling property at the time of preparation of the positive electrode can be further improved.

本発明におけるメジアン径d50は、公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置によって測定される。粒度分布計としてHORIBA社製LA−920を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24を設定して測定される。 The median diameter d 50 in the present invention is measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus. When LA-920 manufactured by HORIBA is used as a particle size distribution analyzer, a 0.1 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium for measurement, and a refractive index of 1.24 is set after ultrasonic dispersion for 5 minutes. Measured.

<平均一次粒子径>
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、該正極活物質の平均一次粒子径としては、好ましくは0.02μm以上、より好ましくは0.03μm以上、更に好ましくは0.05μm以上であり、上限は、好ましくは2μm以下、より好ましくは1.6μm以下、更に好ましくは1.3μm以下、最も好ましくは1μm以下である。上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなるといった事態を回避しやすい。さらに、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題も生じ難くなる。
<Average primary particle size>
When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.02 μm or more, more preferably 0.03 μm or more, and still more preferably 0. The upper limit is preferably 2 μm or less, more preferably 1.6 μm or less, still more preferably 1.3 μm or less, and most preferably 1 μm or less. If it is within the above range, spherical secondary particles are likely to be formed, which adversely affects the powder packing property or the specific surface area is greatly reduced, and the possibility of deterioration of battery performance such as output characteristics is increased. It is easy to avoid such situations. Furthermore, since crystals are underdeveloped, problems such as poor reversibility of charge and discharge are less likely to occur.

一次粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The primary particle size is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particle with respect to the straight line in the horizontal direction is obtained for any 50 primary particles, and the average value is obtained Be

<BET比表面積>
本発明の二次電池に供する該正極活物質のBET比表面積は、好ましくは0.4m/g以上、より好ましくは0.5m/g以上、更に好ましくは0.6m/g以上であり、上限は50m/g以下、好ましくは40m/g以下、更に好ましくは30m/g以下である。BET比表面積が上記範囲内であると、電池性能の低下を抑制でき、さらに正極活物質層形成時の塗布性も良好である。
<BET specific surface area>
The BET specific surface area of the positive electrode active material to be used for the secondary battery of the present invention is preferably 0.4 m 2 / g or more, more preferably 0.5 m 2 / g or more, still more preferably 0.6 m 2 / g or more. The upper limit is 50 m 2 / g or less, preferably 40 m 2 / g or less, and more preferably 30 m 2 / g or less. The fall of battery performance can be suppressed as a BET specific surface area is in the said range, and the coating property at the time of positive electrode active material layer formation is also favorable.

BET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用い、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値で定義される。   The BET specific surface area is determined by using a surface area meter (for example, Okura Riken fully automatic surface area measurement device) and subjecting the sample to predrying at 150 ° C. for 30 minutes under nitrogen flow, and then relative pressure of nitrogen to atmospheric pressure It is defined as a value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method by a gas flow method using a nitrogen-helium mixed gas which is accurately adjusted to have a value of 0.3.

<製造法>
該正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。特に球状ないし楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられるが、例えば、リン酸等のリン原料物質と、LixMPOにおけるMの原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。
<Manufacturing method>
As a method for producing the positive electrode active material, a general method can be used as a method for producing an inorganic compound. In particular, various methods can be considered to form a spherical or elliptical spherical active material. For example, a phosphorus source material such as phosphoric acid and a M source material in LixMPO 4 are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water The pH is adjusted while stirring to prepare a spherical precursor, which is dried if necessary, and then added with a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 or LiNO 3 and calcined at high temperature And the like, and the like.

本発明における正極の製造のためには、LixMPOの正極活物質及び/又は前記表面付着物質で被覆されたLixMPOの正極活物質を単独で用いても良く、異なる組成の1種以上を、任意の組み合わせ又は比率で併用しても良い。ここで、LixMPOの正極活物質及び/又は前記表面付着物質で被覆されたLixMPOの正極活物質は、正極活物質全体の30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。LixMPOの正極活物質及び/又は前記表面付着物質で被覆されたLixMPOの正極活物質の使用割合上記範囲内であると、好適な電池容量を提供することができる。 For the production of the positive electrode in the present invention, the positive electrode active material of LixMPO 4 and / or the positive electrode active material of LixMPO 4 coated with the surface adhesion material may be used alone, and one or more of different compositions may be used. You may use together in arbitrary combinations or ratios. Here, the positive electrode active material of LixMPO 4 and / or the positive electrode active material of LixMPO 4 coated with the surface adhesion material is preferably 30% by mass or more of the entire positive electrode active material, and is 50% by mass or more. Is more preferred. When it is within the proportion above range of the positive electrode active material and / or positive electrode active material of which the surface adhesion LixMPO 4 coated with substance LixMPO 4, it is possible to provide a suitable battery capacity.

なお、「LixMPOの正極活物質及び/又は前記表面付着物質で被覆されたLixMPOの正極活物質」と「LixMPOの正極活物質及び/又は前記表面付着物質で被覆されたLixMPOの正極活物質以外の正極活物質」を総称して「正極活物質」という。 Note that "the positive electrode active material of LixMPO 4 and / or the positive electrode active material of LixMPO 4 coated with the surface adhesion material" and "the positive electrode active material of LixMPO 4 and / or the positive electrode of LixMPO 4 coated with the surface adhesion material. The positive electrode active material other than the active material is generically referred to as "positive electrode active material".

[正極の構成]
以下に、本発明に使用される正極の構成について述べる。
[Configuration of positive electrode]
The configuration of the positive electrode used in the present invention will be described below.

<電極構造と作製法>
本発明のリチウム二次電池用の正極は、正極活物質と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。すなわち、本発明のリチウム二次電池用の正極は、前記正極活物質と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成されることにより正極を得ることができる。
<Electrode structure and manufacturing method>
The positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention is produced by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder on a current collector. That is, the positive electrode for a lithium secondary battery of the present invention is produced by forming a positive electrode active material layer containing the above positive electrode active material and a binder on a current collector. The production of the positive electrode using the positive electrode active material can be carried out by a conventional method. That is, a positive electrode active material, a binder, and optionally a conductive material, a thickener and the like mixed in a dry state to form a sheet is pressure bonded to a positive electrode current collector, or a liquid medium of these materials A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on a current collector by applying it as a slurry by dissolving or dispersing it as a slurry and drying it.

本発明のリチウム二次電池の正極に用いられる正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、特に好ましくは84質量%以上である。また上限は、好ましくは97質量%以下、より好ましくは95質量%以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が上記範囲内であると電気容量と正極の強度のバランスに優れる。   The content of the positive electrode active material used in the positive electrode of the lithium secondary battery of the present invention in the positive electrode active material layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, particularly preferably 84% by mass or more is there. The upper limit is preferably 97% by mass or less, more preferably 95% by mass or less. When the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is within the above range, the balance between the electric capacity and the strength of the positive electrode is excellent.

塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の充填密度は、下限として好ましくは1.3g/cm以上、より好ましくは1.4g/cm以上、更に好ましくは1.5g/cm以上であり、上限としては、好ましくは3.0g/cm以下、より好ましくは2.5g/cm以下、更に好ましくは2.3g/cm以下の範囲である。 In order to increase the packing density of the positive electrode active material, the positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press, or the like. Filling density of the positive electrode active material layer is preferably 1.3 g / cm 3 or more as a lower limit, more preferably 1.4 g / cm 3 or more, more preferably 1.5 g / cm 3 or more, the upper limit, preferably Is preferably in the range of 3.0 g / cm 3 or less, more preferably 2.5 g / cm 3 or less, and still more preferably 2.3 g / cm 3 or less.

上記範囲内であると、集電体/活物質界面付近への電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下し高出力が得られないといった事態や、活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し高出力が得られないといった事態を回避しやすい。   Within the above range, the permeability of the electrolyte to the vicinity of the current collector / active material interface is reduced, and in particular, the charge / discharge characteristics at high current density are reduced, and a high output can not be obtained, or the active material In the meantime, it is easy to avoid the situation that the battery resistance decreases and high output can not be obtained.

<導電材>
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また上限は、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。含有量が上記範囲内であると、導電性を十分に確保することができ、好適な電池容量を提供することができる。
<Conductive material>
As the conductive material, any known conductive material can be used. Specific examples thereof include metal materials such as copper and nickel; graphite (graphite) such as natural graphite and artificial graphite; carbon blacks such as acetylene black; carbon materials such as amorphous carbon such as needle coke and the like. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. The conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more in the positive electrode active material layer, and the upper limit is usually 50% by mass or less, preferably It is used so that 30 mass% or less, more preferably 15 mass% or less is contained. Conductivity can fully be ensured as content is in the said range, and a suitable battery capacity can be provided.

<結着剤>
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であれば良いが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
<Binding agent>
The binder used to manufacture the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of the coating method, any material that can be dissolved or dispersed in the liquid medium used at the time of electrode manufacture may be used. Resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluororubber, isoprene rubber Rubber-like polymers such as butadiene rubber and ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or a hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / Ethylene copolymer, styrene Thermoplastic elastomeric polymers such as isoprene / styrene block copolymers or their hydrogenated products; Syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymers, propylene / α-olefin copolymer Soft resinous polymers such as coalescing agents; polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer etc .; alkali metal ions (especially lithium ion) And the like, and the like. One of these substances may be used alone, or two or more of these substances may be used in any combination and ratio.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、上限は、通常80質量%以下、好ましくは60質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。結着剤の割合が上記範囲内であると、正極活物質を十分保持できるため、好適な正極の機械的強度を提供することができ、電池容量や導電性の低下を招くことなく、サイクル特性等に優れた電池性能を提供することが可能となる。   The proportion of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and the upper limit is usually 80% by mass or less, preferably 60 It is at most mass%, more preferably at most 40 mass%, most preferably at most 10 mass%. When the ratio of the binder is within the above range, the positive electrode active material can be sufficiently retained, so that a suitable positive electrode mechanical strength can be provided, and the cycle characteristics can be achieved without causing a decrease in battery capacity or conductivity. Etc. It becomes possible to provide excellent battery performance.

<液体媒体>
スラリーを形成するための液体媒体としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いても良い。水系媒体としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。
<Liquid medium>
As a liquid medium for forming a slurry, any kind of solvent can be used so long as it can dissolve or disperse the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used if necessary. There is no particular limitation, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of the organic medium include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and methyl naphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; Amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; Ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) And amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; and aprotic polar solvents such as hexamethylphosphaamide and dimethylsulfoxide.

特に水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。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。更に増粘剤を添加する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、また、上限としては5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下の範囲である。上記範囲内であると、塗布性が良好となり、正極活物質層に占める活物質の割合が低くなり過ぎることなく、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じるといった事態を回避し易い。   In particular, when an aqueous medium is used, it is preferable to use a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR) to make a slurry. Thickeners are usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in any combination and ratio. When a thickener is further added, the ratio of the thickener to the active material is 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more. The upper limit is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Within the above range, the coatability becomes good, and the ratio of the active material to the positive electrode active material layer does not become too low, causing a problem that the capacity of the battery decreases or a problem that the resistance between the positive electrode active materials increases. It is easy to avoid such situations.

<集電体>
正極集電体の材質としては特に制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
<Current collector>
There is no restriction | limiting in particular as a material of a positive electrode collector, A well-known thing can be used arbitrarily. Specific examples thereof include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium and tantalum; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Among them, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、また上限は、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。薄膜が上記範囲内であると、集電体として必要な強度を備えることができ、取り扱いも容易となる。   Examples of the shape of the current collector include metal foils, metal cylinders, metal coils, metal coils, metal plates, metal thin films, expanded metals, punched metals, foamed metals and the like in the case of metal materials, and in the case of carbon materials, carbon plates and carbons A thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. The thin film may be formed in a mesh shape as appropriate. The thickness of the thin film is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. When the thin film is in the above range, the strength necessary for the current collector can be provided, and the handling becomes easy.

また、集電体の表面に、集電体とは異なる化合物組成により導電層が形成されているものを用いることも、集電体と正極活物質層の電子接触抵抗を低下させる観点で好ましい。集電体とは異なる化合物組成により形成される導電層としては、炭素質材料や、導電性高分子、金、白金、銀等の貴金属類により形成される導電層が挙げられる。   In addition, it is preferable to use one in which a conductive layer is formed on the surface of the current collector with a compound composition different from that of the current collector, from the viewpoint of reducing the electron contact resistance between the current collector and the positive electrode active material layer. Examples of the conductive layer formed of a compound composition different from that of the current collector include conductive materials formed of a carbonaceous material, a conductive polymer, and noble metals such as gold, platinum, and silver.

集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(電解液注液直前の片面の正極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)の値が20以下であることが好ましく、より好ましくは15以下、最も好ましくは10以下であり、下限は、0.5以上が好ましく、より好ましくは0.8以上、最も好ましくは1以上の範囲である。上記範囲内であると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じたり、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少するといった事態を回避し易くなる。   The ratio of the thickness of the current collector to the thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, but the value of (thickness of positive electrode active material layer on one side immediately before electrolyte injection) / (thickness of current collector) is 20 The following is preferable, more preferably 15 or less, and most preferably 10 or less, and the lower limit is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, and most preferably 1 or more. Within the above range, the current collector is heated by Joule heat during high current density charge and discharge, and the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material is increased, thereby avoiding a decrease in battery capacity. It will be easier.

<電極面積>
本発明の非水系電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する前記正極の電極面積の総和が面積比で15倍以上とすることが好ましく、更に40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
<Electrode area>
When the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, it is preferable to make the area of the positive electrode active material layer larger than the outer surface area of the battery case from the viewpoint of enhancing the stability at high output and high temperature. Specifically, the sum of the electrode area of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery is preferably 15 times or more in area ratio, and more preferably 40 times or more. The external surface area of the outer case means, in the case of a rectangular shape with a bottom, the total area obtained by calculation from the dimensions of the length, width and thickness of the case portion filled with the power generating element excluding the protruding portion of the terminal. . In the case of a bottomed cylindrical shape, it is a geometric surface area which approximates the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal as a cylinder. The sum of the electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure formed by forming the positive electrode mixture layer on both sides via the current collector foil. , The sum of the area to calculate each face separately.

<正極板の厚さ>
正極板の厚さは特に限定されるものではないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上で、上限としては、好ましくは500μm以下、より好ましくは400μm以下である。
<Thickness of positive electrode plate>
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the mixture layer obtained by subtracting the metal foil thickness of the core material is one side of the current collector. The lower limit is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and the upper limit is preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less.

<正極板の表面被覆>
また、上記正極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
<Surface coating of positive electrode plate>
Moreover, you may use that to which the substance of the composition different from this adhered on the surface of the said positive electrode plate. As surface adhesion substances, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, oxides such as bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate, and carbon.

〔2−3.負極〕
本発明の非水系電解液二次電池の負極に使用される負極活物質としては、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素質材料を使用するのが最も好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[2-3. Negative electrode]
The negative electrode active material used for the negative electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited as long as it can electrochemically absorb and release metal ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, alloy materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. Among these, it is most preferable to use a carbonaceous material in terms of good cycle characteristics and safety, and also excellent continuous charging characteristics. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination as desired.

<炭素質材料>
炭素質材料としては、(1)天然黒鉛、(2)人造黒鉛、(3)非晶質炭素、(4)炭素被覆黒鉛、(5)黒鉛被覆黒鉛、(6)樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。
<Carbonaceous material>
Examples of carbonaceous materials include (1) natural graphite, (2) artificial graphite, (3) amorphous carbon, (4) carbon-coated graphite, (5) graphite-coated graphite, (6) resin-coated graphite, etc. .

(1)天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛及び/又はこれらの黒鉛を原料に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性や充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛が特に好ましい。   (1) Examples of natural graphite include scale-like graphite, scale-like graphite, soil graphite and / or graphite particles obtained by subjecting such graphite to a treatment such as spheroidization or densification. Among these, spherical or ellipsoidal graphite having a spheroidizing treatment is particularly preferable from the viewpoint of particle filling property and charge / discharge rate characteristics.

球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、球形化処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するものであるのが好ましい。   As an apparatus used for the spheroidizing process, for example, an apparatus which repeatedly gives mechanical action such as compression, friction, shear force and the like including impact force and particle interaction can be used. Specifically, it has a rotor having a large number of blades installed inside the casing, and when the rotor rotates at high speed, mechanical action such as impact compression, friction, and shear force is performed on the carbon material introduced inside. And a device for performing the spheronization process is preferred. In addition, it is preferable to have a mechanism in which the mechanical action is repeatedly given by circulating the carbon material.

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

(2)人造黒鉛としては、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂などの有機化合物を、通常2500℃以上、通常3200℃以下の範囲の温度で黒鉛化し、必要に応じて粉砕及び/又は分級して製造されたものが挙げられる。   (2) As artificial graphite, coal tar pitch, coal-based heavy oil, atmospheric residual oil, petroleum-based heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, Organic compounds such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymers, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide resin are generally in the range of 2500 ° C. or more, usually 3200 ° C. or less What is graphitized at temperature, and grind | pulverized and / or classified as needed, and what is manufactured is mentioned.

この際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。また、ピッチの熱処理過程で分離したメソカーボンマイクロビーズを黒鉛化して得た人造黒鉛が挙げられる。更に一次粒子からなる造粒粒子の人造黒鉛も挙げられる。例えば、メソカーボンマイクロビーズや、コークス等の黒鉛化可能な炭素質材料粉体とタール、ピッチ等の黒鉛化可能なバインダーと黒鉛化触媒を混合し、黒鉛化し、必要に応じて粉砕することで得られる、扁平状の粒子を複数、配向面が非平行となるように集合又は結合した黒鉛粒子が挙げられる。   Under the present circumstances, a silicon containing compound, a boron containing compound, etc. can also be used as a graphitization catalyst. In addition, artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads separated in the heat treatment process of pitch may be mentioned. Furthermore, artificial graphite of granulated particles consisting of primary particles can also be mentioned. For example, by mixing mesograph microbeads, graphitizable carbonaceous material powder such as coke, graphitizable binder such as tar and pitch, and graphitization catalyst, graphitizing, and grinding as necessary A plurality of flat particles can be obtained, and graphite particles assembled or combined such that the orientation planes are not parallel may be mentioned.

(3)非晶質炭素としては、タール、ピッチ等の易黒鉛化性炭素前駆体を原料に用い、黒鉛化しない温度領域(400〜2200℃の範囲)で1回以上熱処理した非晶質炭素粒子や、樹脂などの難黒鉛化性炭素前駆体を原料に用いて熱処理した非晶質炭素粒子が挙げられる。   (3) Amorphous carbon which is heat-treated once or more in a non-graphitizing temperature range (range of 400 to 2200 ° C.) using a graphitizable carbon precursor such as tar or pitch as a raw material as the amorphous carbon Non-graphitizable carbon precursors such as particles and resins may be used as the raw material to heat-treat amorphous carbon particles.

(4)炭素被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の有機化合物である炭素前駆体を混合し、400〜2300℃の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、非晶質炭素が核黒鉛を被覆している炭素黒鉛複合体が挙げられる。複合の形態は、表面全体または一部を被覆しても、複数の一次粒子を前記炭素前駆体起源の炭素をバインダーとして複合させたものであってもよい。また、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛にベンゼン、トルエン、メタン、プロパン、芳香族系の揮発分等の炭化水素系ガス等を高温で反応させ、黒鉛表面に炭素を堆積(CVD)させることでも炭素黒鉛複合体を得ることもできる。   (4) As carbon-coated graphite, it can be obtained by mixing natural graphite and / or artificial graphite and a carbon precursor which is an organic compound such as tar, pitch or resin, and heat-treating at a temperature of 400 to 2300 ° C. once or more. Examples thereof include carbon-graphite composites in which natural graphite and / or artificial graphite are core graphite and amorphous carbon covers the core graphite. The form of the composite may be a whole or a part of the surface, or a plurality of primary particles composited with carbon derived from the carbon precursor as a binder. Also, carbon can be deposited (CVD) on the surface of graphite by reacting natural graphite and / or artificial graphite with hydrocarbon-based gas such as benzene, toluene, methane, propane, volatiles of aromatic series at high temperature, etc. Graphite composites can also be obtained.

(5)黒鉛被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の易黒鉛化性の有機化合物の炭素前駆体を混合し、2400〜3200℃程度の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、黒鉛化物が核黒鉛の表面全体または一部を被覆している黒鉛被覆黒鉛が挙げられる。   (5) Graphite-coated graphite is prepared by mixing natural graphite and / or artificial graphite and a carbon precursor of a graphitizable organic compound such as tar or pitch, resin, etc., once in the range of about 2400 to 3200 ° C. The graphite coated graphite which makes natural graphite and / or artificial graphite which are obtained by heat processing above and / or artificial graphite as core graphite, and the graphitization coats the whole surface or a part of core graphite is mentioned.

(6)樹脂被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、樹脂等を混合、400℃未満の温度で乾燥し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、樹脂等が核黒鉛を被覆している樹脂被覆黒鉛が挙げられる。   (6) As the resin-coated graphite, natural graphite and / or artificial graphite are mixed with a resin etc. and dried at a temperature of less than 400 ° C. Natural graphite and / or artificial graphite obtained as core graphite are used as the resin. Resin-coated graphite which is coated with

また、(1)〜(6)の炭素質材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Moreover, the carbonaceous material of (1)-(6) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

上記(2)〜(5)の炭素質材料の製造に用いられるタール、ピッチや樹脂等の有機化合物としては、石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油、芳香族炭化水素、N環化合物、S環化合物、ポリフェニレン、有機合成高分子、天然高分子、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれた炭化可能な有機化合物などが挙げられる。また、原料有機化合物は混合時の粘度を調整するため、低分子有機溶媒に溶解させて用いてもよい。   As organic compounds such as tars, pitches and resins used for producing the carbonaceous materials of the above (2) to (5), coal-based heavy oil, direct current-based heavy oil, cracking-based petroleum heavy oil, aromatic Examples thereof include carbonizable organic compounds selected from the group consisting of hydrocarbons, N-ring compounds, S-ring compounds, polyphenylenes, organic synthetic polymers, natural polymers, thermoplastic resins and thermosetting resins. Moreover, in order to adjust the viscosity at the time of mixing, the raw material organic compound may be dissolved in a low molecular weight organic solvent and used.

また、核黒鉛の原料となる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛としては、球形化処理を施した天然黒鉛が好ましい。   Moreover, as natural graphite used as a raw material of nuclear graphite and / or artificial graphite, natural graphite subjected to a spheroidizing treatment is preferable.

<炭素質材料の物性>
本発明における負極活物質としての炭素質材料は、上記した要件に加えて、更に、下記の(1)〜(9)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1項目を満たしていることが好ましく、複数の項目を同時に満たすことが特に好ましい。
<Physical properties of carbonaceous materials>
The carbonaceous material as a negative electrode active material in the present invention satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shape shown in the following (1) to (9) in addition to the above-described requirements. It is particularly preferable to satisfy a plurality of items at the same time.

(1)X線パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、0.335nm以上であることが好ましく、また、通常0.360nm以下であり、0.350nm以下が好ましく、0.345nm以下がさらに好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上であることが好ましく、中でも1.5nm以上であることがより好ましく、中でも2nm以上であることがさらに好ましい。
(1) X-ray parameter The d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) determined by X-ray diffraction of the carbonaceous material by X-ray diffraction is preferably 0.335 nm or more, and usually 0. It is 360 nm or less, preferably 0.350 nm or less, and more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, more preferably 1.5 nm or more, and particularly preferably 2 nm or more. It is further preferred that

(2)体積基準平均粒径
本発明において炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径d50)であり、これは通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましく、25μm以下が特に好ましい。
(2) Volume-Based Average Particle Size In the present invention, the volume-based average particle size of the carbonaceous material is a volume-based average particle size (median diameter d50) determined by laser diffraction / scattering method, and is usually 1 μm or more. The thickness is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less, particularly preferably 25 μm or less.

体積基準平均粒径が上記範囲であれば、不可逆容量の増大による、初期の電池容量の損失を抑制できるとともに、塗布による電極作製の工程を含む場合に、均一な電極塗布が可能となる。   When the volume-based average particle diameter is in the above-mentioned range, it is possible to suppress an initial loss of battery capacity due to an increase in irreversible capacity, and enable uniform electrode application when including a step of electrode preparation by application.

体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素質材料の粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なうことができる。該測定で求められるメジアン径を、炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。   The measurement of the volume-based average particle diameter is carried out by dispersing the powder of carbonaceous material in a 0.2% by mass aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate which is a surfactant, and laser diffraction / scattering. It can carry out using a formula particle size distribution analyzer (LA-700 made by Horiba, Ltd.). The median diameter obtained by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material.

(3)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上がさらに好ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下がさらに好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(3) Raman R value, Raman half value width The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured using argon ion laser Raman spectroscopy, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, 0 1 or more is more preferable, and usually 1.5 or less, 1.2 or less is preferable, 1 or less is more preferable, and 0.5 or less is particularly preferable.

また、炭素質材料の1580cm−1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm−1以上であり、15cm−1以上が好ましく、また、通常100cm−1以下であり、80cm−1以下が好ましく、60cm−1以下がさらに好ましく、40cm−1以下が特に好ましい。 The Raman half value width in the vicinity of 1580 cm -1 of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 10 cm -1 or more, preferably 15 cm -1 or more, and usually 100 cm -1 or less, 80 cm -1 or less Preferably, 60 cm −1 or less is more preferable, and 40 cm −1 or less is particularly preferable.

ラマンR値及びラマン半値幅は、炭素質材料表面の結晶性を示す指標であるが、炭素質材料は、化学的安定性の観点から適度な結晶性が有する一方、充放電によってリチウムが入り込む層間のサイトを消失しない程度の結晶性であることが好ましい。なお、集電体に塗布した後のプレスによって負極を高密度化する場合には、電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなるため、それを考慮することが好ましい。   The Raman R value and the Raman half value width are indices indicating the crystallinity of the surface of the carbonaceous material, but the carbonaceous material has appropriate crystallinity from the viewpoint of chemical stability, while the interlayer into which lithium is introduced by charge and discharge. It is preferable that it is crystalline to such an extent that the site of. In the case where the density of the negative electrode is increased by pressing after application to a current collector, it is preferable to take account of the fact that crystals tend to be oriented in a direction parallel to the electrode plate.

ラマンR値又はラマン半値幅が上記範囲であると、炭素質材料と非水系電解液との反応を抑制することができるとともに、サイトの消失による負荷特性の低下を抑制することができる。   While being able to suppress reaction of a carbonaceous material and a non-aqueous electrolyte solution as a Raman R value or a Raman half value width is the said range, the fall of the load characteristic by the loss | disappearance of a site can be suppressed.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm−1付近のピークPAの強度IAと、1360cm−1付近のピークPBの強度IBとを測定し、その強度比R(R=IB/IA)を算出する。該測定で算出されるラマンR値を、炭素質材料のラマンR値と定義する。また、得られるラマンスペクトルの1580cm−1付近のピークPAの半値幅を測定し、これを炭素質材料のラマン半値幅と定義する。 The measurement of the Raman spectrum is carried out by naturally dropping the sample into the measuring cell and filling it using a Raman spectrometer (Raman spectrometer manufactured by JASCO), and irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light, It is performed by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser light. The resulting Raman spectrum, the intensity IA of a peak PA around 1580 cm -1, and measuring the intensity IB of the peak PB around 1360 cm -1, and calculates the intensity ratio R (R = IB / IA) . The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the carbonaceous material. Moreover, the half value width of peak PA around 1580 cm < -1 > of the obtained Raman spectrum is measured, and this is defined as the Raman half value width of carbonaceous material.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15〜25mW
・分解能 :10〜20cm−1
・測定範囲 :1100cm−1〜1730cm−1
・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
Moreover, said Raman measurement conditions are as follows.
・ Argon ion laser wavelength: 514.5 nm
・ Laser power on sample: 15 to 25 mW
-Resolution: 10 to 20 cm -1
・ Measurement range: 1100 cm -1 to 1730 cm -1
・ Raman R value, Raman half width analysis: background processing ・ smoothing processing: simple average, convolution 5 points

(4)BET比表面積
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m・g−1以上であり、0.7m・g−1以上が好ましく、1.0m・g−1以上がさらに好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、通常100m・g−1以下であり、25m・g−1以下が好ましく、15m・g−1以下がさらに好ましく、10m・g−1以下が特に好ましい。
(4) BET specific surface area The BET specific surface area of the carbonaceous material is a value of the specific surface area measured by using the BET method, and is usually 0.1 m 2 · g -1 or more, 0.7 m 2 · g -1 The above is preferable, 1.0 m 2 · g -1 or more is more preferable, 1.5 m 2 · g -1 or more is particularly preferable, and usually 100 m 2 · g -1 or less, 25 m 2 · g -1 or less 15 m 2 · g -1 or less is more preferable, and 10 m 2 · g -1 or less is particularly preferable.

BET比表面積の値が上記範囲であると、電極表面へのリチウムの析出を抑制することができる一方、非水系電解液との反応によるガス発生を抑制することができる。   While precipitation of lithium on the electrode surface can be suppressed when the value of the BET specific surface area is in the above range, gas generation due to reaction with the non-aqueous electrolyte can be suppressed.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行う。該測定で求められる比表面積を、炭素質材料のBET比表面積と定義する。   Measurement of the specific surface area by the BET method is carried out by using a surface area meter (total surface area measurement device manufactured by Okura Riken) and predrying the sample under flowing nitrogen at 350 ° C. for 15 minutes and then using nitrogen of atmospheric pressure. It is carried out by the nitrogen adsorption BET one-point method according to the gas flow method, using a nitrogen-helium mixed gas which is accurately adjusted so that the value of relative pressure is 0.3. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the carbonaceous material.

(5)円形度
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
炭素質材料の粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましく、また、0.1以上が好ましく、中でも0.5以上が好ましく、0.8以上がより好ましく、0.85以上がさらに好ましく、0.9以上が特に好ましい。
(5) Degree of Circularity When the degree of circularity is measured as the degree of spherical shape of the carbonaceous material, it is preferable to fall within the following range. The circularity is defined as "circularity = (peripheral length of equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual peripheral length of the particle projection shape)", and when the circularity is 1, it is theoretical It becomes a true sphere.
The circularity of particles having a particle diameter of the carbonaceous material in the range of 3 to 40 μm is preferably as close to 1 as possible, preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more. 0.85 or more is more preferable, and 0.9 or more is especially preferable.

炭素質材料の円形度が大きいほど、充填性が向上し、粒子間の抵抗を抑えることができるため、高電流密度充放電特性は向上する。従って、円形度が上記範囲のように高いほど好ましい。   As the degree of circularity of the carbonaceous material is larger, the filling property is improved and the resistance between particles can be suppressed, so the high current density charge / discharge characteristics are improved. Therefore, the higher the degree of circularity as in the above range, the better.

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

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

(6)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、通常0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上が好ましく、0.7g・cm−3以上がさらに好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下がさらに好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。タップ密度が上記範囲であると、電池容量を確保することができるとともに、粒子間の抵抗の増大を抑制することができる。
(6) The tap density of the tap density carbonaceous material is usually 0.1 g · cm -3 or higher, preferably 0.5 g · cm -3 or more, more preferably 0.7 g · cm -3 or more, 1 g · Particularly, cm 3 or more is preferable, 2 g · cm 3 or less is preferable, 1.8 g · cm 3 or less is more preferable, and 1.6 g · cm 3 or less is particularly preferable. While being able to ensure battery capacity as a tap density is the said range, the increase in the resistance between particle | grains can be suppressed.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、炭素質材料のタップ密度として定義する。 The tap density is measured by passing the sample through a 300 μm mesh screen and dropping the sample into a 20 cm 3 tapping cell to fill the sample to the top end face of the cell, and then using a powder density measuring instrument (eg, Seishin Enterprise Co., Ltd.) Tap tapping is performed 1000 times using a stroke length of 10 mm, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the carbonaceous material.

(7)配向比
炭素質材料の配向比は、通常0.005以上であり、0.01以上が好ましく、0.015以上がさらに好ましく、また、通常0.67以下である。配向比が、上記範囲であると、優れた高密度充放電特性を確保することができる。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(7) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less. When the orientation ratio is in the above range, excellent high density charge / discharge characteristics can be secured. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し58.8MN・m−2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される配向比を、炭素質材料の配向比と定義する。 The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. A molded body obtained by filling 0.47 g of a sample into a molding machine having a diameter of 17 mm and compressing it at 58.8 MN · m −2 is set using clay to be flush with the surface of the sample holder for measurement. Measure X-ray diffraction. From the obtained peak intensities of (110) diffraction and (004) diffraction of carbon, a ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated. The orientation ratio calculated by the measurement is defined as the orientation ratio of the carbonaceous material.

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. "2θ" indicates a diffraction angle.
Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator Slit:
Divergence slit = 0.5 degree Photo acceptance slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degree

・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
・ Measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 75 degrees ≦ 2θ ≦ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) plane: 52 degrees ≦ 2θ ≦ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(8)アスペクト比
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下がさらに好ましい。アスペクト比が、上記範囲であると、極板化時のスジ引きを抑制し、さらに均一な塗布が可能となるため、優れた高電流密度充放電特性を確保することができる。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(8) Aspect Ratio The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more, and usually 10 or less, preferably 8 or less, and more preferably 5 or less. When the aspect ratio is in the above range, streaking at the time of electrode plate formation can be suppressed, and uniform coating can be performed, so that excellent high current density charge / discharge characteristics can be ensured. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit of the aspect ratio of the carbonaceous material.

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

(9)副材混合
副材混合とは、負極電極中及び/又は負極活物質中に「性質」の異なる炭素質材料が2種以上含有されていることである。ここでいう「性質」とは、X線回折パラメータ、メジアン径、アスペクト比、BET比表面積、配向比、ラマンR値、タップ密度、真密度、細孔分布、円形度、灰分量の群から選ばれる1つ以上の特性を示す。
(9) Secondary Material Mixing The secondary material mixing means that two or more kinds of carbonaceous materials having different “properties” are contained in the negative electrode and / or the negative electrode active material. The “properties” mentioned here are selected from the group of X-ray diffraction parameters, median diameter, aspect ratio, BET specific surface area, orientation ratio, Raman R value, tap density, true density, pore distribution, circularity, and ash content. Show one or more characteristics.

これらの副材混合の、特に好ましい例としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないこと、ラマンR値が異なる炭素質材料を2種以上含有していること、及びX線パラメータが異なること等が挙げられる。   Particularly preferable examples of mixing of these additives are that the volume-based particle size distribution does not become symmetrical when centering on the median diameter, and contains two or more kinds of carbonaceous materials having different Raman R values, And different X-ray parameters.

副材混合の効果の1例として、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料を導電材として含有されることにより、電気抵抗を低減させることが挙げられる。   As an example of the effect of mixing the auxiliary material, carbon materials such as natural graphite, graphite such as artificial graphite (graphite), carbon black such as acetylene black, amorphous carbon such as needle coke, etc. are contained as a conductive material , To reduce the electrical resistance.

副材混合として導電材を混合する場合には、1種を単独で混合してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で混合してもよい。また、導電材の炭素質材料に対する混合比率は、通常0.1質量%以上、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常45質量%以下であり、40質量%以下が好ましい。混合比が上記範囲であると、電気抵抗低減効果を確保することができるとともに、初期不可逆容量の増大を抑制することができる。   When the conductive material is mixed as the auxiliary material mixture, one kind may be mixed alone, or two or more kinds may be mixed in any combination and ratio. In addition, the mixing ratio of the conductive material to the carbonaceous material is usually 0.1 mass% or more, preferably 0.5 mass% or more, more preferably 0.6 mass% or more, and usually 45 mass% or less. 40 mass% or less is preferable. While being able to ensure an electrical resistance reduction effect as a mixing ratio is the said range, the increase in an initial stage irreversible capacity | capacitance can be suppressed.

<合金系材料>
負極活物質として用いられる合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズ(以下、「特定金属元素」と略記する場合がある)の単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<Alloy-based material>
As an alloy-based material used as a negative electrode active material, lithium alone, lithium single metal and alloy forming lithium alloy, or oxides, carbides, nitrides, silicides, sulfide thereof as long as lithium can be absorbed and released It may be any of compounds or compounds such as phosphides and is not particularly limited. The single metal and alloy forming the lithium alloy is preferably a material containing Group 13 and Group 14 metal / metalloid elements (ie excluding carbon), more preferably aluminum, silicon and tin (hereinafter referred to as “ A single metal) and an alloy or compound containing these atoms. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in any combination and ratio.

特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する負極活物質としては、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、二次電池の高容量化が可能である。   As a negative electrode active material having at least one kind of atom selected from specific metal elements, a metal simple substance of any one kind of specific metal element, an alloy composed of two or more kinds of specific metal elements, one kind or two kinds or more of specification Alloy consisting of metal element and one or more other metal elements, compound containing one or more specified metal elements, and oxide, carbide, nitride, silicide of the compound And complex compounds such as sulfides and phosphides. By using these simple metals, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, it is possible to increase the capacity of the secondary battery.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も挙げられる。具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。例えば、スズの場合、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、さらに負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5〜6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。   Moreover, the compound which these composite compounds couple | bonded with several types of elements, such as a simple metal, an alloy, or a nonmetallic element, etc. is also mentioned. Specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal which does not operate as a negative electrode can be used. For example, in the case of tin, a complex compound containing 5 to 6 elements in combination of a metal other than tin and silicon and acting as a negative electrode, a metal not acting as a negative electrode and a nonmetallic element may also be used it can.

これらの負極活物質の中でも、二次電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素の合金、特定金属元素の酸化物、炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位質量当りの容量及び環境負荷の観点から好ましい。   Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when made into a secondary battery, a metal simple substance of any one specific metal element, an alloy of two or more specific metal elements, a specific metal element Oxides, carbides, nitrides and the like are preferable, and in particular, silicon and / or tin single metals, alloys, oxides, carbides, nitrides and the like are preferable from the viewpoint of capacity per unit mass and environmental load.

<リチウム含有金属複合酸化物材料>
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタン及びリチウムを含有する材料が好ましく、より好ましくはチタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が、さらに好ましくはリチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する場合がある)が挙げられる。即ちスピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、非水系電解液二次電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
Lithium-containing metal composite oxide material
The lithium-containing metal complex oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but a material containing titanium and lithium is preferable in terms of high current density charge and discharge characteristics, More preferably, a lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is mentioned, and more preferably a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter sometimes abbreviated as "lithium-titanium composite oxide") can be mentioned. That is, it is particularly preferable to use a lithium-titanium composite oxide having a spinel structure by incorporating it into a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, since the output resistance is greatly reduced.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンが、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。上記金属酸化物が、下記一般式(C)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、一般式(C)中、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。   In addition, lithium or titanium of the lithium titanium composite oxide is at least selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. It is also preferred that one element be substituted. The metal oxide is a lithium titanium composite oxide represented by the following general formula (C), and in the general formula (C), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3 It is preferable that 0 ≦ z ≦ 1.6, because the structure at the time of lithium ion doping / dedoping is stable.

LixTiyMzO (C)
[一般式(C)中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす。]
LixTiyMzO 4 (C)
[In the general formula (C), M represents at least one element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. ]

上記の一般式(C)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Among the compositions represented by the above general formula (C),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
Is particularly preferable because the battery performance is well balanced.

上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3、(b)ではLiTi、(c)ではLi4/5Ti11/5である。また、z≠0の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましいものとして挙げられる。 Particularly preferable representative compositions of the above compounds are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), Li 1 Ti 2 O 4 in (b), and Li 4/5 Ti 11/5 O in (c). 4 In addition, for the structure of z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is mentioned as a preferable one.

リチウムチタン複合酸化物の製造法としては、本発明の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。   The method for producing the lithium-titanium composite oxide is not particularly limited as long as the scope of the present invention is not exceeded, but several methods can be mentioned, and a general method can be used as a method for producing an inorganic compound.

例えば、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質とLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を均一に混合し、高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 For example, a method of uniformly mixing titanium source materials such as titanium oxide, source materials of other elements if necessary, and Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and firing at high temperature to obtain an active material Can be mentioned.

特に球状又は楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられる。一例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して負極活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods can be considered to produce a spherical or elliptical spherical active material. As an example, titanium starting materials such as titanium oxide and, if necessary, starting materials of other elements are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to prepare a spherical precursor After recovering this and drying it as needed, a method of adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and firing at a high temperature to obtain a negative electrode active material may be mentioned.

また、別の例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して負極活物質を得る方法が挙げられる。 Further, as another example, a titanium raw material such as titanium oxide and, if necessary, raw materials of other elements are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and dried and formed by a spray dryer or the like to form a sphere Or a spheroid spherical precursor, to which a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 or LiNO 3 is added, followed by firing at a high temperature to obtain a negative electrode active material.

更に別の方法として、酸化チタン等のチタン原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 Further, as another method, a titanium source material such as titanium oxide, a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and, if necessary, source materials of other elements are dissolved or pulverized in a solvent such as water It is dispersed and dried and formed by a spray drier or the like to form a spherical or elliptical spherical precursor, which is calcined at high temperature to obtain an active material.

また、これらの工程中に、Ti以外の元素、例えば、Al、Mn、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、C、Si、Sn、Agが、チタンを含有する金属酸化物構造中及び/又はチタンを含有する酸化物に接する形で存在していることも可能である。これらの元素を含有することで、電池の作動電圧、容量を制御することが可能となる。   In addition, during these steps, elements other than Ti, for example, Al, Mn, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, C, Si, Sn It is also possible that Ag is present in the titanium-containing metal oxide structure and / or in contact with the titanium-containing oxide. By containing these elements, it becomes possible to control the operating voltage and capacity of the battery.

<リチウムチタン複合酸化物の物性>
本発明における負極活物質としてのリチウムチタン複合酸化物は、上記した要件に加えて、更に、下記の(1)〜(7)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1項目を満たしていることが好ましく、複数の項目を同時に満たすことが特に好ましい。
<Physical properties of lithium titanium composite oxide>
The lithium-titanium composite oxide as a negative electrode active material in the present invention satisfies at least one of characteristics such as physical properties and shape shown in the following (1) to (7) in addition to the above-mentioned requirements. It is particularly preferable to satisfy a plurality of items at the same time.

(1)BET比表面積
負極活物質として用いられるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、0.5m・g−1以上が好ましく、0.7m・g−1以上がより好ましく、1.0m・g−1以上が更に好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、200m・g−1以下が好ましく、100m・g−1以下がより好ましく、50m・g−1以下が更に好ましく、25m・g−1以下が特に好ましい。
(1) BET Specific Surface Area The BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide used as the negative electrode active material is preferably 0.5 m 2 · g −1 or more of the specific surface area measured using the BET method, and 0. 7 m 2 · g -1 or more is more preferable, 1.0 m 2 · g -1 or more is more preferable, 1.5 m 2 · g -1 or more is particularly preferable, and 200 m 2 · g -1 or less is preferable, 100 m 2 * g <-1> or less is more preferable, 50 m < 2 > * g <-1> or less is further more preferable, and 25 m < 2 > * g <-1> or less is especially preferable.

BET比表面積が、上記範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の非水系電解液と接する反応面積が減少し、出力抵抗が増加する場合がある。一方、上記範囲を上回ると、チタンを含有する金属酸化物の結晶の表面や端面の部分が増加し、また、これに起因して、結晶の歪も生じるため、不可逆容量が無視できなくなり、好ましい二次電池が得られにくい場合がある。   If the BET specific surface area falls below the above range, the reaction area in contact with the non-aqueous electrolyte solution when used as a negative electrode material may decrease, and the output resistance may increase. On the other hand, beyond the above range, the surface and end face portions of the titanium oxide-containing metal oxide crystal increase, and this also causes distortion of the crystal, making irreversible capacity non-negligible, which is preferable. It may be difficult to obtain a secondary battery.

リチウムチタン複合酸化物のBET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下、350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積と定義する。   The specific surface area of the lithium-titanium composite oxide was measured by BET method using a surface area meter (Okura Riken fully automatic surface area measuring device), the sample was predried at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow. Thereafter, using a nitrogen-helium mixed gas which is accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen to the atmospheric pressure is 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is performed. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

(2)体積基準平均粒径
リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)で定義される。
(2) Volume-Based Average Particle Size The volume-based average particle size of lithium titanium composite oxide (secondary particle size when primary particles are aggregated to form secondary particles) is determined by laser diffraction / scattering method. It is defined by the volume-based average particle diameter (median diameter) determined.

リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径は、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、0.7μm以上が更に好ましく、また、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましく、25μm以下が特に好ましい。   The volume-based average particle diameter of the lithium titanium composite oxide is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, still more preferably 0.7 μm or more, and preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, 30 μm The following is more preferable, and 25 μm or less is particularly preferable.

リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径の測定は具体的には、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(10mL)にリチウムチタン複合酸化物粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径と定義する。   Specifically, the measurement of the volume-based average particle diameter of the lithium-titanium composite oxide can be performed by using a 0.2 mass% aqueous solution (10 mL) of a surfactant polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a lithium-titanium composite oxide The powder is dispersed and carried out using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the lithium titanium composite oxide.

リチウムチタン複合酸化物の体積平均粒径が、上記範囲を下回ると、負極作製時に多量のバインダーが必要となり、結果的に電池容量が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極極板化時に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。   When the volume average particle diameter of the lithium titanium composite oxide is below the above range, a large amount of binder is required at the time of preparation of the negative electrode, and as a result, the battery capacity may be reduced. Moreover, when it exceeds the said range, it will be easy to become a non-uniform coated surface at the time of negative electrode plate-making, and it may be undesirable on the battery manufacture process.

(3)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合においては、リチウムチタン複合酸化物の平均一次粒子径は、0.01μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好ましく、0.1μm以上が更に好ましく、0.2μm以上が特に好ましく、また、2μm以下が好ましく、1.6μm以下がより好ましく、1.3μm以下が更に好ましく、1μm以下が特に好ましい。体積基準平均一次粒子径が、上記範囲を上回ると、球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下したりするために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。また、上記範囲を下回ると、通常、結晶が未発達になるために充放電の可逆性が劣る等、二次電池の性能を低下させる場合がある。
(3) Average Primary Particle Size When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle size of the lithium titanium composite oxide is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.05 μm or more. Preferably, 0.1 μm or more is more preferable, 0.2 μm or more is particularly preferable, 2 μm or less is preferable, 1.6 μm or less is more preferable, 1.3 μm or less is more preferable, and 1 μm or less is particularly preferable. When the volume-based average primary particle size exceeds the above range, it is difficult to form spherical secondary particles, which adversely affects the powder packing property or significantly reduces the specific surface area. Performance may be reduced. Moreover, if it is less than the said range, since the reversibility of charging / discharging is inferior in general because a crystal | crystallization becomes undeveloped, the performance of a secondary battery may be reduced.

なお、リチウムチタン複合酸化物の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、粒子が確認できる倍率、例えば10,000〜100,000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The average primary particle size of the lithium titanium composite oxide is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, the magnification at which the particle can be confirmed, for example, a photograph with a magnification of 10,000 to 100,000 times, the longest value of the intercepts by the left and right boundaries of the primary particle with respect to the horizontal straight line, arbitrary 50 The primary particles are determined by taking the average value.

(4)形状
リチウムチタン複合酸化物の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等のいずれでもよいが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。
(4) Shape The shape of the particles of lithium titanium composite oxide may be any of conventionally used lumps, polyhedrons, spheres, oval spheres, plates, needles, columns, etc. Among them, primary particles are aggregated. Preferably, secondary particles are formed, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。そのため一次粒子のみの単一粒子の活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐことができる。   Usually, since the active material in the electrode expands and contracts with the charge and discharge of the electrochemical element, the active material is likely to be broken due to the stress, or deterioration such as breakage of the conductive path may occur. Therefore, it is possible to alleviate the stress of expansion and contraction and to prevent deterioration if the primary particles are aggregated to form the secondary particles rather than being a single particle active material of only primary particles.

また、板状等軸配向性の粒子であるよりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作製する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。   In addition, since spherical or elliptical spherical particles have less orientation at the time of molding of the electrode than particles having plate-like equiaxial orientation, expansion and contraction of the electrode at the time of charge and discharge are less, and the electrode is prepared Also in the mixing with the conductive material at the time of mixing, it is preferable because it is easily mixed uniformly.

(5)タップ密度
リチウムチタン複合酸化物のタップ密度は、0.05g・cm−3以上が好ましく、0.1g・cm−3以上がより好ましく、0.2g・cm−3以上が更に好ましく、0.4g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.8g・cm−3以下が好ましく、2.4g・cm−3以下が更に好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。リチウムチタン複合酸化物のタップ密度が、上記範囲を下回ると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、また粒子間の接触面積が減少するため、粒子間の抵抗が増加し、出力抵抗が増加する場合がある。また、上記範囲を上回ると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、非水系電解液の流路が減少することで、出力抵抗が増加する場合がある。
(5) Tap Density Tap density lithium-titanium composite oxide is preferably from 0.05 g · cm -3 or more, 0.1 g · cm -3 or more, and more preferably 0.2 g · cm -3 or more, 0.4 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2.8 g · cm −3 or less is preferable, 2.4 g · cm −3 or less is more preferable, and 2 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the tap density of the lithium titanium composite oxide is below the above range, the packing density is difficult to increase when used as a negative electrode, and the contact area between particles decreases, so the resistance between particles increases and the output resistance May increase. Moreover, when the said range is exceeded, the space | gap between particle | grains in an electrode may decrease too much, and the flow path of non-aqueous electrolyte solution may decrease, and output resistance may increase.

リチウムチタン複合酸化物のタップ密度の測定には、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のタップ密度として定義する。 To measure the tap density of lithium titanium composite oxide, a sample is dropped to a 20 cm 3 tapping cell by passing through a 300 μm sieve, and the sample is filled up to the upper end face of the cell, and then a powder density measuring device Tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times using (for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), and the density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

(6)円形度
リチウムチタン複合酸化物の球形の程度として、円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
(6) Circularity When the circularity is measured as the degree of spherical shape of the lithium titanium composite oxide, it is preferable to fall within the following range. The circularity is defined as "circularity = (peripheral length of equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual peripheral length of the particle projection shape)", and when the circularity is 1, it is theoretical It becomes a true sphere.

リチウムチタン複合酸化物の円形度は、1に近いほど望ましい。好ましくは、0.10以上であり、0.80以上がより好ましく、0.85以上が更に好ましく、0.90以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、一般に円形度が大きいほどが向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。   The circularity of the lithium-titanium composite oxide is preferably as close to one as possible. Preferably, it is 0.10 or more, more preferably 0.80 or more, still more preferably 0.85 or more, and particularly preferably 0.90 or more. The high current density charge / discharge characteristics generally improve as the degree of circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material may be reduced, the resistance between particles may be increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated for a short time.

リチウムチタン複合酸化物の円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行なう。具体的には試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。該測定で求められる円形度を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物の円形度と定義する。   The measurement of the circularity of the lithium titanium composite oxide is performed using a flow type particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). Specifically, about 0.2 g of a sample is dispersed in a 0.2 mass% aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate which is a surfactant, and ultrasonic waves of 28 kHz are output at 60 W. After irradiation for a minute, the detection range is specified to 0.6 to 400 μm, and measurement is performed on particles having a particle size in the range of 3 to 40 μm. The degree of circularity determined by the measurement is defined as the degree of circularity of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

(7)アスペクト比
リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比は、1以上が好ましく、また、5以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましく、2以下が特に好ましい。アスペクト比が、上記範囲を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の理論下限値である。
(7) Aspect Ratio The aspect ratio of the lithium titanium composite oxide is preferably 1 or more, 5 or less, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less. If the aspect ratio exceeds the above range, streaking during electrode plate formation and a uniform coated surface can not be obtained, and the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated for a short time. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit of the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide.

リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の測定は、リチウムチタン複合酸化物の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行なう。厚さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個のリチウムチタン複合酸化物粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。該測定で求められるアスペクト比(A/B)を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のアスペクト比と定義する。   The measurement of the aspect ratio of the lithium-titanium composite oxide is performed by observing the particles of the lithium-titanium composite oxide with a scanning electron microscope. When arbitrary 50 lithium titanium complex oxide particles fixed to the end face of metal with a thickness of 50 μm or less are selected, the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted for each, and observed three-dimensionally The longest diameter A of the particle and the shortest diameter B orthogonal to it are measured, and the average value of A / B is determined. The aspect ratio (A / B) determined by the measurement is defined as the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

<負極の構成と作製法>
負極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスして負極活物質層とすることによって形成することができる。
<Structure of negative electrode and preparation method>
For production of the negative electrode, any known method can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler and the like are added to the negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and pressed to form a negative electrode active material layer It can be formed by

また、合金系材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法も用いられる。   In addition, in the case of using an alloy-based material, a method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the above-described negative electrode active material by a method such as vapor deposition method, sputtering method, plating method is also used.

<集電体>
負極活物質層を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
<Current collector>
As the current collector for holding the negative electrode active material layer, any known one can be used. Examples of the current collector of the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, nickel plated steel and the like, but copper is particularly preferable in terms of ease of processing and cost.

また、負極の集電体は、予め粗面化処理してもよい。
さらに、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属箔、より好ましくは銅箔であり、さらに好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。
The current collector of the negative electrode may be roughened in advance.
Furthermore, when the current collector is a metal material, examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punched metal, foamed metal and the like. Among them, preferably metal foil, more preferably copper foil, more preferably rolled copper foil by rolling method and electrolytic copper foil by electrolytic method, both of which can be used as a current collector.

集電体の厚さは、電池容量の確保、取扱い性の観点から、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。   The thickness of the current collector is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, from the viewpoint of securing the battery capacity and handling.

(集電体と負極活物質層との厚さの比)
集電体と負極活物質層の厚さの比は特に制限されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の負極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以下がさらに好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上がさらに好ましく、1以上が特に好ましい。集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲であると、電池容量を確保することができるとともに、高電流密度充放電時における集電体の発熱を抑制することができる。
(The ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer)
The ratio of the thickness of the current collector to the thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but the “(thickness of the negative electrode active material layer on one side immediately before pouring of the non-aqueous electrolyte solution) / (thickness of current collector)” The value is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, 0.1 or more, preferably 0.4 or more, and particularly preferably 1 or more. When the thickness ratio of the current collector to the negative electrode active material layer is in the above range, the battery capacity can be secured, and heat generation of the current collector at the time of high current density charge and discharge can be suppressed.

<結着剤>
負極活物質を結着するバインダー(結着剤)としては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
<Binding agent>
The binder (binding agent) for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material stable to the non-aqueous electrolytic solution and the solvent used at the time of production of the electrode.

具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、ポリイミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。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よい。   Specific examples include resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, polyimide, cellulose, nitrocellulose, etc .; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, Rubber-like polymers such as NBR (acrylonitrile butadiene rubber), ethylene propylene rubber, etc .; styrene butadiene styrene block copolymer or its hydrogenated substance; EPDM (ethylene propylene diene terpolymer), styrene ス チ レ ンThermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or their hydrogenated products; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyacetic acid vinyl Soft resin-like polymers such as ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, etc. Fluorinated polymers; polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in any combination and ratio.

負極活物質及びバインダー、さらに必要に応じて下記の溶媒、増粘剤等を混合して得られるスラリーにおけるバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましく、0.6質量%以上が特に好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、8質量%以下が特に好ましい。前記スラリーに対するバインダーの割合が、上記範囲を上回ると、バインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。   The proportion of the binder in the slurry obtained by mixing the negative electrode active material and the binder, and further, the following solvent, thickener and the like as required is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more 0.6% by mass or more is particularly preferable, 20% by mass or less is preferable, 15% by mass or less is more preferable, 10% by mass or less is more preferable, and 8% by mass or less is particularly preferable. When the ratio of the binder to the slurry exceeds the above range, the binder ratio in which the amount of binder does not contribute to the battery capacity may increase, which may lead to a decrease in the battery capacity. Moreover, if it is less than the said range, strength reduction of a negative electrode may be caused.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、スラリーに対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には、スラリーに対するバインダーの割合は、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、また、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。   In particular, when a rubbery polymer represented by SBR is contained in the main component, the ratio of the binder to the slurry is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and 0.6 % By mass or more is more preferable, and usually 5% by mass or less, 3% by mass or less is preferable, and 2% by mass or less is more preferable. Moreover, when the fluorine-based polymer represented by polyvinylidene fluoride is contained in the main component, the ratio of the binder to the slurry is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and 3% by mass or more. Further, it is usually 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.

<スラリー形成溶媒>
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
<Slurry-forming solvent>
The solvent for forming the slurry is not particularly limited as far as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and conductive material used as needed. Instead, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。   Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methyl pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethyl acetamide, methyl acetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyl triamine, N, N- Dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphide, dimethylsulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like can be mentioned.

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、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よい。   In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to use a latex such as SBR to make a slurry by combining a thickener with a dispersing agent and the like. These solvents may be used alone or in any combination of two or more with any proportion.

<増粘剤>
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。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よい。
<Thickener>
Thickeners are usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in any combination and ratio.

さらに増粘剤を用いる場合には、スラリーに対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。スラリーに対する増粘剤の割合が、上記範囲であると、電池容量の低下や抵抗の増大を抑制できるとともに、適度な塗布性を確保することができる。   Furthermore, when a thickener is used, the ratio of the thickener to the slurry is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more. Usually, it is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. While the fall of a battery capacity and the increase in resistance can be suppressed as the ratio of the thickener with respect to a slurry is the said range, appropriate coating property is securable.

<電極密度>
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質層の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がさらに好ましく、1.3g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm−3以下が好ましく、2.1g・cm−3以下がより好ましく、2.0g・cm−3以下がさらに好ましく、1.9g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質層の密度が、上記範囲であると、負極活物質粒子の破壊を防止して、初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を抑制することができる一方、電池容量の低下や抵抗の増大を抑制することができる。
<Electrode density>
The electrode structure when making the negative electrode active material into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material layer present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more, and 1.2 g · cm −3 The above is more preferable, 1.3 g · cm −3 or more is particularly preferable, and 2.2 g · cm −3 or less is preferable, 2.1 g · cm −3 or less is more preferable, and 2.0 g · cm −3 or less Is more preferable, and 1.9 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the negative electrode active material layer present on the current collector is in the above range, the destruction of the negative electrode active material particles is prevented, and the initial irreversible capacity is increased, or the vicinity of the current collector / negative electrode active material interface While the deterioration of the high current density charge / discharge characteristics due to the decrease in the permeability of the non-aqueous electrolyte solution can be suppressed, the decrease in battery capacity and the increase in resistance can be suppressed.

<負極板の厚さ>
以上説明した、集電体上に負極活物質層が形成されてなる負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上、また、通常300μm以下、好ましくは280μm以下、より好ましくは250μm以下である。
<Thickness of negative electrode plate>
The thickness of the negative electrode plate in which the negative electrode active material layer is formed on the current collector as described above is designed according to the positive electrode plate to be used and is not particularly limited, but the metal foil thickness of the core material The thickness of the mixture layer obtained by subtracting is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and usually 300 μm or less, preferably 280 μm or less, more preferably 250 μm or less.

<負極板の表面被覆>
また、上記負極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
<Surface coating of negative electrode plate>
Moreover, you may use that to which the substance of the composition different from this adhered on the surface of the said negative electrode plate. As surface adhesion substances, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, oxides such as bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate; and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate.

<負極板の面積>
負極板の面積は、特に限定されないが、充放電を繰り返したサイクルの寿命や高温保存による劣化を抑制する観点から、できる限り正極に等しい面積に近づけることが、より均一かつ有効に働く電極割合を高めて特性が向上するので好ましい。特に、大電流で使用される場合には、この負極板の面積の設計が重要である。
<Area of negative electrode plate>
The area of the negative electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing cycle life after repeated charging and discharging and deterioration due to high temperature storage, an electrode ratio that works more uniformly and effectively as close to the area as possible to the positive electrode It is preferable because the properties are improved by enhancing. In particular, when used at a large current, the design of the area of the negative electrode plate is important.

〔2−4.セパレータ〕
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
[2-4. Separator]
In order to prevent a short circuit, a separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode. In this case, the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating this separator.

セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。   The material and shape of the separator are not particularly limited, and any known ones can be adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, resins, glass fibers, inorganic substances, etc., which are made of a material stable to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, are used, and porous sheet or non-woven fabric-like articles etc. excellent in liquid retention are used. Is preferred.

<材料>
樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエステル、ポリオキシアルキレン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンであり、特に好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また上記材料を積層させて用いてもよい。
<Material>
As materials of resin and glass fiber separator, for example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamide, polytetrafluoroethylene, polyether sulfone, polyimide, polyester, polyoxyalkylene, glass filter and the like can be used. Among them, preferred are glass filters and polyolefins, more preferred are polyolefins, and particularly preferred are polyethylene and polypropylene. One of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be used in any combination and ratio. Further, the above materials may be laminated and used.

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

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

<平均孔径>
セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
<Average pore size>
The average pore diameter of the separator is also optional, but is usually 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less, and usually 0.05 μm or more. When the average pore size exceeds the above range, a short circuit is likely to occur. If the above range is exceeded, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.

<無機系セパレータ>
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナやチタニアや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。
<Inorganic separator>
On the other hand, as the inorganic material, for example, oxides such as alumina and titania and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Are used.

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

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

<製法>
セパレータ本体や多孔質フィルムを得る方法の例としては、具体的には、次のような方
法が挙げられる。
<Manufacturing method>
Specific examples of the method for obtaining the separator body and the porous film include the following methods.

(1)ポリオレフィン樹脂に、ポリオレフィン樹脂に対して相溶性があり後工程で抽出可能な低分子量物を加えて溶融混練、シート化を行い、延伸後又は延伸前に該低分子量物の抽出を行って多孔化する抽出法
(2)結晶性樹脂を高ドラフト比でシート化して作成した高弾性シートに低温延伸と高温延伸を加えて多孔化する延伸法
(3)熱可塑性樹脂に無機又は有機の充填剤を加えて溶融混練、シート化を行い、延伸により樹脂と充填剤の界面を剥離させて多孔化する界面剥離法
(4)ポリプロピレン樹脂にβ晶核剤を添加して溶融混練、シート化を行い、β晶を生成させたシートを延伸して結晶転移を利用して多孔化するβ晶核剤法
なお、製法は湿式、乾式は問わないものとする。
(1) A low molecular weight substance which is compatible with the polyolefin resin and can be extracted in a later step is added to the polyolefin resin to melt and knead it into a sheet, and the low molecular weight substance is extracted after stretching or before stretching. Extraction method to make porous (2) Stretching method to make porous by adding low temperature stretch and high temperature stretch to a high elastic sheet made by making crystalline resin into a sheet with high draft ratio Stretching method (3) Inorganic or organic to thermoplastic resin Filler is added and melt-kneaded, sheeted, and interfacial peeling method to peel off the interface of resin and filler by stretching to make porous (4) Melt-kneaded, sheeted by adding β crystal nucleating agent to polypropylene resin .Beta. Crystal nucleating agent method in which a sheet in which .beta. Crystals are formed is stretched and made porous by utilizing crystal transition. A method of production may be either wet or dry.

〔2−5.電池設計〕
<電極群>
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。
[2-5. Battery design]
<Electrode group>
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate described above are intervened by the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound through the separator. Any one may be used. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy rate) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less .

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

<集電構造>
電極群が前述の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。1枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が前述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
<Current collection structure>
When the electrode group has the above-described laminated structure, a structure in which the metal core portions of the respective electrode layers are bundled and welded to the terminal is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to provide a plurality of terminals in the electrode to reduce the resistance. When the electrode group has the above-described wound structure, the internal resistance can be reduced by providing a plurality of lead structures on the positive electrode and the negative electrode and bundling them in the terminals.

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

<外装体>
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体(外装ケース)内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。
<Exterior body>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually constructed by housing the above non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator and the like in an outer package (outer case). The outer package is not limited, and any known one can be adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

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

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

<形状>
また、外装ケースの形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
<Shape>
The shape of the outer case is also arbitrary, and may be, for example, cylindrical, square, laminate, coin or large size.

以下、実施例及び参考例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples and reference examples, but the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded.

[二次電池の作製]
<正極1の作製>
正極活物質としてリン酸鉄リチウム(LiFePO、Tatung社製)83.5質量%と、導電材としてのアセチレンブラック10質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)6.5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、予め炭素質材料を塗布した厚さ15μmのアルミ箔の片面に均一に塗布、乾燥し、乾燥後の正極活物質層の塗布量が13.8mg・cm−2となるようにした。その後、正極活物質層の密度が1.85g・cm−3となるようにプレスし、幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出して正極1とした。
[Preparation of secondary battery]
<Production of Positive Electrode 1>
Lithium iron phosphate (LiFePO 4 , manufactured by Tatung) 83.5% by mass as a positive electrode active material, 10% by mass of acetylene black as a conductive material, and 6.5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder Were mixed in N-methyl pyrrolidone solvent and slurried. The obtained slurry is uniformly coated on one side of a 15 μm thick aluminum foil coated with a carbonaceous material in advance and dried, and the coated amount of the positive electrode active material layer after drying is 13.8 mg · cm −2 I made it. Thereafter, the density of the positive electrode active material layer is pressed so as to be 1.85 g · cm −3 , and cut into a shape having an uncoated portion of 30 mm wide, 40 mm long, and 5 mm wide and 9 mm long. And

<正極2の作製>
正極活物質としてニッケルマンガンコバルト酸リチウム(LiNi1/3Mn1/3Co1/3)90質量部を用い、カーボンブラック7質量部とポリフッ化ビニリデン3質量部を混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー化した。このスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔の片面に均一に塗布、乾燥し、乾燥後の正極活物質層の塗布量が11.85mg・cm−2となるようにした。その後、正極活物質層の密度が2.6g・cm−3になるようにプレスし、幅30mm、長さ40mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出して正極2とした。
<Fabrication of Positive Electrode 2>
90 parts by mass of lithium manganese manganese cobaltate (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) as a positive electrode active material, 7 parts by mass of carbon black and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride are mixed, N-methyl -2-Pyrrolidone was added to make a slurry. The slurry was uniformly applied on one side of a 15 μm thick aluminum foil, dried, and the coated amount of the positive electrode active material layer after drying was 11.85 mg · cm −2 . Thereafter, the density of the positive electrode active material layer is pressed so as to be 2.6 g · cm −3 , and the positive electrode 2 is cut out into a shape having an uncoated portion of 30 mm wide, 40 mm long, and 5 mm wide and 9 mm long. And

<負極の作製>
黒鉛に、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)と、バインダーとしてスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ12μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥し、乾燥後の負極活物質層の塗布量が6.0mg・cm−2となるようにした。その後、負極活物質層の密度が1.36g・cm−3になるようにプレスし、幅32mm、長さ42mm、及び幅5mm、長さ9mmの未塗工部を有する形状に切り出して負極とした。
<Fabrication of negative electrode>
To graphite, an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by mass of sodium carboxymethylcellulose) as a thickener and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of 50% by mass of styrene-butadiene rubber) as a binder are added, It mixed by a disperser and it slurried. The obtained slurry was uniformly coated on one surface of a copper foil with a thickness of 12 μm, dried, and the coated amount of the negative electrode active material layer after drying was made to be 6.0 mg · cm −2 . Thereafter, the density of the negative electrode active material layer is pressed so as to be 1.36 g · cm −3 , and cut into a shape having an uncoated portion of 32 mm in width, 42 mm in length, and 5 mm in width and 9 mm in length. did.

用いた黒鉛は、d50値が10.9μmであり、BET比表面積が3.41m/gであり、タップ密度が0.985g/cmのものである。また、スラリーは乾燥後の負極において、黒鉛:カルボキシメチルセルロースナトリウム:スチレン−ブタジエンゴム=97.5:1.5:1の質量比となるように作成した。 The used graphite has a d50 value of 10.9 μm, a BET specific surface area of 3.41 m 2 / g, and a tap density of 0.985 g / cm 3 . In addition, the slurry was prepared so that the weight ratio of graphite: sodium carboxymethylcellulose: styrene-butadiene rubber = 97.5: 1.5: 1 in the dried negative electrode.

<非水系電解液二次電池11の製造>
上記の正極1及び負極、並びにセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。セパレータにはポリプロピレン製、厚み20μm、空孔率54%のものを用いた。こうして得られた電池要素を筒状のアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、後述する非水系電解液を注入した後で真空封止し、シート状の非水系電解液二次電池11を作製した。更に、電極間の密着性を高めるために、ガラス板でシート状電池を挟んで加圧した。
<Production of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery 11>
The positive electrode 1 and the negative electrode, and the separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator and the positive electrode. As a separator, one made of polypropylene, having a thickness of 20 μm and a porosity of 54% was used. The battery element thus obtained was wrapped in a cylindrical aluminum laminate film, and after injecting a non-aqueous electrolytic solution described later, vacuum sealing was performed, and a sheet-like non-aqueous electrolytic solution secondary battery 11 was produced. Furthermore, in order to enhance the adhesion between the electrodes, the sheet battery was sandwiched between the glass plates and pressurized.

<非水系電解液二次電池21の製造>
正極1に代えて正極2を用いること以外は、上記と同様に操作して、非水系電解液二次電池21を作製した。更に、電極間の密着性を高めるために、ガラス板でシート状電池を挟んで加圧した。
<Production of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery 21>
A non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was produced in the same manner as the above except that the positive electrode 1 was replaced with the positive electrode 2. Furthermore, in order to enhance the adhesion between the electrodes, the sheet battery was sandwiched between the glass plates and pressurized.

[電池の評価]
<非水系電解液二次電池11の初期充放電試験>
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池11を0.05Cで10時間充電後、3時間休止させ、その後3.8Vまで0.2Cで定電流充電した。さらに3時間の休止の後に、3.8Vまで0.2Cで定電流−定電圧充電し、次いで1/3Cで2.5Vまで定電流放電した。この一連の充電における充電容量の総和に対する放電容量の割合を初期効率(%)とした。
[Evaluation of battery]
<Initial charge / discharge test of non-aqueous electrolyte secondary battery 11>
The sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was charged at 0.05 C for 10 hours in a thermostat at 25 ° C., then rested for 3 hours, and then charged at 0.2 C constant current to 3.8 V. After an additional 3 hours of rest, constant current-constant voltage charging at 0.2 C to 3.8 V and then constant current discharging to 2.5 V at 1/3 C. The ratio of the discharge capacity to the sum of the charge capacities in this series of charging was taken as the initial efficiency (%).

その後、3.8Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く2.5Vまでの1/3C定電流放電を1サイクルとする充放電サイクルを2サイクル行った。   Thereafter, two charge / discharge cycles were performed, each cycle including 1/3 C constant current-constant voltage charge up to 3.8 V and subsequent 1/3 C constant current discharge up to 2.5 V.

さらに、3.8Vまで1/3Cで定電流−定電圧充電した後に、電池を60℃で12時間保管することで電池を安定させた。その後、25℃にて3.8Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く2.5Vまでの1/3C定電流放電の充放電サイクルを2サイクル行った。このときの最後の放電容量を初期容量とした。なお、1Cとは電池の全容量を1時間で放電させる場合の電流値のことである。   Furthermore, the battery was stabilized by storing the battery at 60 ° C. for 12 hours after performing constant current-constant voltage charging at 1/3 C to 3.8 V. Thereafter, charge and discharge cycles of 1/3 C constant current-constant voltage charge up to 3.8 V at 25 ° C. and subsequent 1/3 C constant current discharge up to 2.5 V were performed twice. The final discharge capacity at this time was taken as the initial capacity. Here, 1 C is a current value in the case of discharging the entire capacity of the battery in one hour.

<非水系電解液二次電池11の高温保存時の容量維持率試験>
上記初期充放電試験後の非水系電解液二次電池11を3.8Vに調整し、60℃にて1週間保存した。保存後の電池に対して、25℃にて3.8Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く2.5Vまでの1/3C定電流放電の充放電サイクルを3サイクル行った。このときの最後の放電容量を高温保存後容量とし、上記初期充放電試験で求めた初期容量に対する高温保存後容量の割合を、高温保存時の容量維持率(%)とした。
<Capacity Maintenance Ratio Test of Non-aqueous Electrolyte Secondary Battery 11 at High Temperature Storage>
The non-aqueous electrolyte secondary battery 11 after the above initial charge / discharge test was adjusted to 3.8 V and stored at 60 ° C. for one week. Perform post charge / discharge cycle of 1/3 C constant current-constant voltage charge up to 3.8 V at 25 ° C and 1/3 C constant current discharge up to 2.5 V at 25 ° C for the battery after storage The The final discharge capacity at this time was taken as the capacity after high temperature storage, and the ratio of the capacity after high temperature storage to the initial capacity obtained in the above initial charge / discharge test was taken as the capacity retention ratio (%) during high temperature storage.

<非水系電解液二次電池11の低温特性評価試験>
初期充放電試験後及び高温保存時の容量維持率試験後の非水系電解液二次電池11を25℃にて3.8Vに調整し、その状態から25℃と−20℃それぞれにおいて2.5Vまで1C定電流放電を行った。25℃における1C放電容量に対する−20℃における1C放電容量の割合(%)を非水系電解液二次電池21の低温特性と定義した。また、初期低温特性に対する保存後低温特性の割合を低温特性維持率(%)と定義した。
<Low-Temperature Characteristic Evaluation Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery 11>
The non-aqueous electrolyte secondary battery 11 is adjusted to 3.8 V at 25 ° C. after the initial charge / discharge test and after the capacity retention test at high temperature storage, and from that state 2.5 V at 25 ° C. and −20 ° C. respectively. 1 C constant current discharge was performed. The ratio (%) of 1 C discharge capacity at -20 ° C. to 1 C discharge capacity at 25 ° C. was defined as the low temperature characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery 21. In addition, the ratio of the low temperature characteristics after storage to the initial low temperature characteristics was defined as the low temperature characteristics retention rate (%).

<非水系電解液二次電池21の初期充放電試験>
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池21を0.05Cで10時間充電後、3時間休止させ、その後4.1Vまで0.2Cで定電流充電した。さらに3時間の休止の後に、4.1Vまで0.2Cで定電流−定電圧充電し、次いで1/3Cで3.0Vまで定電流放電した。この一連の充電における充電容量の総和に対する放電容量の割合を初期効率(%)とした。
<Initial charge / discharge test of non-aqueous electrolyte secondary battery 21>
The sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was charged at 0.05 C for 10 hours in a thermostat at 25 ° C., then rested for 3 hours, and then constant current charge at 4.1 C to 0.2 V. After an additional 3 hours of rest, constant current-constant voltage charging at 0.2 C to 4.1 V and then constant current discharging to 3.0 V at 1/3 C. The ratio of the discharge capacity to the sum of the charge capacities in this series of charging was taken as the initial efficiency (%).

その後、4.1Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く3.0Vまでの1/3C定電流放電を1サイクルとする充放電サイクルを2サイクル行った。   Thereafter, two charge / discharge cycles were performed, each cycle consisting of 1/3 C constant current-constant voltage charge up to 4.1 V and subsequent 1/3 C constant current discharge up to 3.0 V.

さらに、4.2Vまで1/3Cで定電流−定電圧充電した後に、電池を60℃で12時間保管することで電池を安定させた。その後、25℃にて4.2Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く3.0Vまでの1/3C定電流放電の充放電サイクルを2サイクル行った。このときの最後の放電容量を初期容量とした。なお、1Cとは電池の全容量を1時間で放電させる場合の電流値のことである。   Furthermore, the battery was stabilized by storing the battery at 60 ° C. for 12 hours after constant current-constant voltage charging to 4.2 V at 1/3 C. Thereafter, charge and discharge cycles of 1/3 C constant current-constant voltage charging up to 4.2 V at 25 ° C. and subsequent 1/3 C constant current discharge up to 3.0 V were performed twice. The final discharge capacity at this time was taken as the initial capacity. Here, 1 C is a current value in the case of discharging the entire capacity of the battery in one hour.

<非水系電解液二次電池21の高温保存時の容量維持率試験>
上記初期充放電試験後の非水系電解液二次電池21を4.2Vに調整し、60℃にて1週間保存した。保存後の電池に対して、25℃にて4.2Vまでの1/3C定電流−定電圧充電と、これに続く3.0Vまでの1/3C定電流放電の充放電サイクルを3サイクル行った。このときの最後の放電容量を高温保存後容量とし、上記初期充放電試験で求めた初期容量に対する高温保存後容量の割合を、高温保存時の容量維持率(%)とした。
<Capacity Maintenance Ratio Test of Non-aqueous Electrolyte Secondary Battery 21 at High Temperature Storage>
The non-aqueous electrolyte secondary battery 21 after the initial charge-discharge test was adjusted to 4.2 V and stored at 60 ° C. for one week. Perform post charge / discharge cycle of 1/3 C constant current-constant voltage charge up to 4.2 V at 25 ° C and 1/3 C constant current discharge up to 3.0 V at 25 ° C to the battery after storage The The final discharge capacity at this time was taken as the capacity after high temperature storage, and the ratio of the capacity after high temperature storage to the initial capacity obtained in the above initial charge / discharge test was taken as the capacity retention ratio (%) during high temperature storage.

<非水系電解液二次電池21の低温特性評価試験>
初期充放電試験後及び高温保存時の容量維持率試験後の非水系電解液二次電池21を3.72Vに調整し、その状態から−30℃において種々の電流値で10秒間定電流放電した。これら種々の電流値に対して10秒後の電圧をプロットし、10秒後の電圧が3Vとなるような電流値を求めた。このようにして求められた点と、初期値(開回路状態)の点、及び3V(電流値=0mA)の3点によって囲まれる三角形の面積を非水系電解液二次電池11の低温特性と定義した。また、初期低温特性に対する保存後低温特性の割合を低温特性維持率(%)と定義した。
<Low-Temperature Characteristic Evaluation Test of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery 21>
The non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was adjusted to 3.72 V after the initial charge / discharge test and after the capacity retention test at high temperature storage, and constant current discharge was performed at -30 ° C. for 10 seconds at various current values from that state. . The voltage after 10 seconds was plotted against these various current values, and the current value was determined such that the voltage after 10 seconds was 3V. The area of a triangle surrounded by the points thus determined, the initial value (open circuit state), and the three points of 3 V (current value = 0 mA) represents the low temperature characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery 11 and Defined. In addition, the ratio of the low temperature characteristics after storage to the initial low temperature characteristics was defined as the low temperature characteristics retention rate (%).

[実施例1]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:3:4)に、十分に乾燥したLiPFを非水系電解液全量中で1モル/Lとなるように溶解させた(以下、この電解液を「基準電解液」と称する場合がある)。
Example 1
Fully dry LiPF 6 in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4) in a dry argon atmosphere so as to be 1 mol / L in the total volume of the non-aqueous electrolyte It was made to melt | dissolve (Hereafter, this electrolyte solution may be called "reference | standard electrolyte solution").

基準電解液に下記式(i)で表される化合物を非水系電解液中の含有量が0.5質量%となるように加えて非水系電解液を調製した。   A compound represented by the following formula (i) was added to the reference electrolyte so that the content in the non-aqueous electrolyte was 0.5% by mass, to prepare a non-aqueous electrolyte.

この電解液を用いて上述の方法で非水系電解液二次電池11を作製し、高温保存時の容量維持率を測定した。後述する比較例1の容量維持率を基準値(100%)とした際の容量維持率の比率(以下、この比率を「容量維持率向上率」と称する場合がある。)を算出した。また、後述する比較例1の初期効率を基準値(100%)とした際の初期効率の比率(以下、この比率を「初期効率向上率」と称する場合がある。)を算出した。以下の実施例2〜10においても同様に容量維持率向上率と初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。   The non-aqueous electrolytic solution secondary battery 11 was manufactured by the above-mentioned method using this electrolytic solution, and the capacity retention rate during high temperature storage was measured. The ratio of the capacity retention rate when the capacity retention rate of Comparative Example 1 to be described later was set to a reference value (100%) (hereinafter, this ratio may be referred to as “capacity retention rate improvement rate”) was calculated. Further, the ratio of the initial efficiency when the initial efficiency of Comparative Example 1 to be described later was used as the reference value (100%) (hereinafter, this ratio may be referred to as “initial efficiency improvement rate”) was calculated. Also in the following Examples 2 to 10, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were similarly calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

[実施例2]
基準電解液に下記式(ii)で表される化合物を非水系電解液中の含有量が0.5質量%となるように加えて非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
Example 2
A compound represented by the following formula (ii) was added to the reference electrolyte so that the content in the non-aqueous electrolyte was 0.5% by mass to prepare a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that this non-aqueous electrolyte was used. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

[実施例3]
基準電解液に下記式(iii)で表される化合物を非水系電解液中の含有量が0.5質量%となるように加えて非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
[Example 3]
A compound represented by the following formula (iii) was added to the reference electrolyte so that the content in the non-aqueous electrolyte was 0.5% by mass, to prepare a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that this non-aqueous electrolyte was used. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

[実施例4]
基準電解液に下記式(iv)で表される化合物を非水系電解液中の含有量が0.5質量%となるように加えて非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
Example 4
A compound represented by the following formula (iv) was added to the reference electrolyte so that the content in the non-aqueous electrolyte was 0.5% by mass to prepare a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that this non-aqueous electrolyte was used. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

[実施例5]
上記式(i)で表される化合物の含有量を1.0質量%に変更すること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
[Example 5]
A non-aqueous electrolytic solution secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of the compound represented by the above formula (i) was changed to 1.0% by mass. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

[実施例6]
上記式(ii)で表される化合物の含有量を1.0質量%に変更すること以外は、実施例2と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
[Example 6]
A non-aqueous electrolytic solution secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 2 except that the content of the compound represented by the above formula (ii) was changed to 1.0% by mass. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

[実施例7]
基準電解液に上記式(i)で表される化合物を0.5質量%及び上記式(ii)で表される化合物を0.5質量%配合すること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表1に示す。
[Example 7]
In the same manner as in Example 1 except that 0.5 mass% of the compound represented by the above formula (i) and 0.5 mass% of the compound represented by the above formula (ii) are blended in the reference electrolytic solution. The non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
非水系電解液として基準電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。高温保存時の容量維持率及び初期効率を測定し、これらの値を基準値(100%)として用いた。
Comparative Example 1
A non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that the reference electrolyte was used as the non-aqueous electrolyte. The capacity retention rate and the initial efficiency at high temperature storage were measured, and these values were used as reference values (100%).

[比較例2〜6]
実施例1〜4及び比較例1の非水系電解液を用いて、上述の方法で非水系電解液二次電池21を作製した。また、高温保存時の容量維持率及び初期効率を測定し、比較例6の容量維持率と初期効率をそれぞれ基準値(100%)とした際の容量維持率と初期効率の比率(それぞれ「容量維持率向上率」及び「初期効率向上率」と称する場合がある。)を算出した。結果を表1に示す。
[Comparative Examples 2 to 6]
Using the non-aqueous electrolyte solutions of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was produced by the method described above. In addition, the capacity retention rate and the initial efficiency at high temperature storage are measured, and the capacity retention rate and the initial efficiency ratio when the capacity retention rate and the initial efficiency of Comparative Example 6 are respectively set to the reference value (100%) The maintenance rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate may be called. The results are shown in Table 1.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

表1に示すとおり、LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いた比較例2,4及び5の非水系電解液二次電池21において、特定NCO化合物の配合による容量維持率の向上効果は−1.9%〜0.9%であった。これに対し、LixMPOを正極活物質として用いた実施例1,3,4,5及び7の非水系電解液二次電池11において、特定NCO化合物の配合による容量維持率の向上効果は3.6〜12.1%であった。このことから、特定NCO化合物の配合による容量維持率の向上効果は、LixMPOを正極活物質として用いた場合に顕著に表れることが理解される。 As shown in Table 1, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 21 of Comparative Examples 2, 4 and 5 in which LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 was used as the positive electrode active material, the blending of the specific NCO compound The improvement effect of the capacity retention ratio by-was -1.9%-0.9%. On the other hand, in the non-aqueous electrolyte secondary batteries 11 of Examples 1, 3, 4, 5 and 7 using LixMPO 4 as the positive electrode active material, the improvement effect of the capacity retention ratio by the blending of the specific NCO compound is 3. It was 6-12%. From this, it is understood that the improvement effect of the capacity retention rate by the blending of the specific NCO compound appears notably when LixMPO 4 is used as the positive electrode active material.

また、表1に示すとおり、LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いた比較例3の非水系電解液二次電池21において、特定Si化合物の配合による容量維持率の向上効果は0.3%であった。これに対し、LixMPOを正極活物質として用いた実施例2,6及び7の非水系電解液二次電池11においては、特定Si化合物の配合による容量維持率の向上効果は4.4%〜12.1%であった。このことから、特定Si化合物の配合による容量維持率の向上効果は、LixMPOを正極活物質として用いた場合に顕著に表れることが理解される。 In addition, as shown in Table 1, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 21 of Comparative Example 3 using LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as the positive electrode active material, the capacity by the combination of the specific Si compound The maintenance rate improvement effect was 0.3%. On the other hand, in the non-aqueous electrolyte secondary batteries 11 of Examples 2, 6 and 7 using LixMPO 4 as the positive electrode active material, the improvement effect of the capacity retention ratio by the blending of the specific Si compound is 4.4%- It was 12.1%. From this, it is understood that the improvement effect of the capacity retention rate by the compounding of the specific Si compound appears notably when LixMPO 4 is used as the positive electrode active material.

また、表1に示すとおり、LixMPOを正極活物質として用いた実施例1〜7の非水系電解液二次電池11においては、優れた初期効率を維持している。とりわけ、特定NCO化合物及び特定Si化合物を配合した実施例7の非水系電解液二次電池11は、初期効率を損なうことなく、容量維持率の向上効果が12.1%と顕著に現れている。 In addition, as shown in Table 1, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 11 of Examples 1 to 7 using LixMPO 4 as a positive electrode active material, excellent initial efficiency is maintained. In particular, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 11 of Example 7 in which the specific NCO compound and the specific Si compound are blended, the improvement effect of the capacity retention ratio appears remarkably as 12.1% without impairing the initial efficiency. .

[実施例8〜10]
ビニレンカーボネート(以下、「VC」とも表す。)を非水系電解液中の含有量が0.5質量%となるようにさらに加えること以外は、実施例1,2及び7と同様にして非水系電解液を調製した。これらの非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、非水系電解液二次電池11を作製した。また、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表2に示す。
[Examples 8 to 10]
Non-aqueous system in the same manner as in Examples 1, 2 and 7 except that vinylene carbonate (hereinafter also referred to as “VC”) is further added so that the content in the non-aqueous electrolytic solution is 0.5% by mass. An electrolyte was prepared. A non-aqueous electrolyte secondary battery 11 was produced in the same manner as in Example 1 except that these non-aqueous electrolytes were used. In addition, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated. The results are shown in Table 2.

[比較例7〜9]
実施例8〜10の非水系電解液を用いて、上述の方法で非水系電解液二次電池21を作製した。また、比較例2〜6と同様の方法で、容量維持率向上率及び初期効率向上率を算出した。結果を表2に示す。
[Comparative Examples 7-9]
The non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was manufactured by the above-mentioned method using the non-aqueous electrolyte of Examples 8-10. Further, the capacity retention rate improvement rate and the initial efficiency improvement rate were calculated in the same manner as in Comparative Examples 2 to 6. The results are shown in Table 2.

[比較例10]
実施例7の非水系電解液を用いて、上述の方法で非水系電解液二次電池21を作製した。
Comparative Example 10
Using the non-aqueous electrolyte solution of Example 7, a non-aqueous electrolyte secondary battery 21 was produced by the method described above.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

表2に示すとおり、LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いた比較例7〜9の非水系電解液二次電池21において、容量維持率の向上効果は0.5%〜1.5%であった。これに対し、LixMPOを正極活物質として用いた実施例8〜10の非水系電解液二次電池11において、容量維持率の向上効果は12.8〜14.5%であった。このことから、LixMPOを正極活物質として用いた場合、特定NCO化合物及び/又は特定Si化合物にビニレンカーボネートをさらに配合することにより、初期効率を損なうことなく、容量維持率の向上効果が格別顕著に表れることが示された。 As shown in Table 2, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 21 of Comparative Examples 7 to 9 using LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as the positive electrode active material, the improvement effect of the capacity retention rate is It was 0.5% to 1.5%. On the other hand, in the nonaqueous electrolyte secondary batteries 11 of Examples 8 to 10 in which LixMPO 4 was used as a positive electrode active material, the improvement effect of the capacity retention rate was 12.8 to 14.5%. From this, when LixMPO 4 is used as a positive electrode active material, the effect of improving the capacity retention rate is particularly remarkable without impairing the initial efficiency by further blending vinylene carbonate with the specific NCO compound and / or the specific Si compound. It was shown to appear in

実施例1,4及び6並びに比較例1,2,5及び6の非水系電解液二次電池について、初期低温特性をそれぞれ求めた。非水系電解液二次電池11については、比較例1の初期低温特性を基準値(100%)とした際の初期低温特性の比率(以下、この比率を「低温特性向上率」と称する場合がある。)を算出した。また、非水系電解液二次電池21については、比較例6の初期低温特性を基準値(100%)とした際の初期低温特性の比率(以下、この比率を「低温特性向上率」と称する場合がある。)を算出した。表3に、初期低温特性向上率を示す。   Initial low temperature characteristics were determined for the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1, 4 and 6 and Comparative Examples 1, 2, 5 and 6, respectively. For the non-aqueous electrolyte secondary battery 11, the ratio of the initial low temperature characteristics when the initial low temperature characteristics of Comparative Example 1 are set to the reference value (100%) (hereinafter, this ratio is referred to as "low temperature characteristic improvement rate" Yes) was calculated. In addition, for the non-aqueous electrolyte secondary battery 21, the ratio of the initial low temperature characteristics when the initial low temperature characteristics of Comparative Example 6 are set to the reference value (100%) (hereinafter, this ratio is referred to as "low temperature characteristics improvement rate" There is a case. Table 3 shows the initial low temperature characteristic improvement rates.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

表3に示すとおり、LixMPOを正極活物質として用いた実施例1,4及び6の非水系電解液二次電池11は初期低温特性向上率が−4.8%〜6.0%であった。LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いた比較例2及び5の非水系電解液二次電池21の初期低温特性向上率が−15.5%〜−5.2%であることとの対比から、本発明の非水系電解液二次電池は、初期低温特性においても優れていることが示される。 As shown in Table 3, the nonaqueous electrolytic solution secondary batteries 11 of Examples 1, 4 and 6 using LixMPO 4 as a positive electrode active material have an initial low temperature characteristic improvement ratio of -4.8% to 6.0%. The The initial low temperature characteristic improvement ratio of the non-aqueous electrolyte secondary battery 21 of Comparative Examples 2 and 5 using LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as a positive electrode active material is −15.5% to −5 The comparison with .2% indicates that the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is also excellent in initial low temperature characteristics.

実施例1,4,5及び6並びに比較例1,2,4,5,6,7及び10の非水系電解液二次電池について、保存後低温特性と低温特性維持率をそれぞれ求めた。非水系電解液二次電池11については、比較例1の保存後低温特性と低温特性維持率をそれぞれ基準値(100%)とした際の保存後低温特性と低温特性維持率の比率(以下、これらの比率をそれぞれ「保存後低温特性向上率」と「低温特性維持率向上率」と称する場合がある。)を算出した。また、非水系電解液二次電池21については、比較例6の保存後低温特性と低温特性維持率をそれぞれ基準値(100%)とした際の保存後低温特性と低温特性維持率の比率(以下、これらの比率をそれぞれ「保存後低温特性向上率」と「低温特性維持率向上率」と称する場合がある。)を算出した。表4に、保存後低温特性向上率及び低温特性維持率向上率を示す。   For the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1, 4, 5, and 6 and Comparative Examples 1, 2, 4, 5, 6, 7, and 10, the low temperature characteristics and the low temperature characteristics retention ratio after storage were determined, respectively. For the non-aqueous electrolyte secondary battery 11, the ratio of the low temperature characteristics after storage to the low temperature characteristics maintenance ratio when the low temperature characteristics after storage and the low temperature characteristics maintenance ratio of Comparative Example 1 are respectively set to the reference value (100%) These ratios may be referred to as “post-storage low temperature characteristics improvement rate” and “low temperature characteristics retention rate improvement rate”, respectively. In the non-aqueous electrolyte secondary battery 21, the ratio of the low temperature characteristics after storage to the low temperature characteristics maintenance ratio when the low temperature characteristics after storage and the low temperature characteristics maintenance ratio of Comparative Example 6 are respectively set to the reference value (100%) Hereinafter, these ratios may be referred to as “post-storage low temperature characteristic improvement rate” and “low temperature characteristic maintenance rate improvement rate”, respectively. Table 4 shows the low temperature characteristics improvement rate after storage and the low temperature characteristics maintenance rate improvement rate.

Figure 0006547372
Figure 0006547372

表4に示すとおり、LixMPOを正極活物質として用いた実施例1,4,5及び6の非水系電解液二次電池11は、保存後低温特性向上率が−0.8%〜11.1%であり、低温特性維持率が−2.9%〜44.8%であった。LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いた比較例2,4,5,7及び10の非水系電解液二次電池21は、保存後低温特性向上率が−54.3%〜−7.8%であり、低温特性維持率が−27.2%〜−9.3%であることとの対比から、本発明の非水系電解液二次電池は、保存後低温特性向上率及び低温特性維持率においても優れていることが示される。 As shown in Table 4, the non-aqueous electrolyte secondary batteries 11 of Examples 1, 4, 5 and 6 using LixMPO 4 as a positive electrode active material have a low-temperature characteristic improvement ratio of −0.8% to 11.1 after storage. It was 1%, and the low temperature characteristic maintenance rate was -2.9% to 44.8%. The non-aqueous electrolyte secondary batteries 21 of Comparative Examples 2, 4, 5, 7 and 10 using LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as the positive electrode active material show improvement in low temperature characteristics after storage From the comparison with -54.3% to -7.8% and the low temperature characteristic maintenance rate being -27.2% to -9.3%, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention It is shown that the low temperature characteristic improvement rate after storage and the low temperature characteristic maintenance rate are also excellent.

以上の結果より、本発明の非水系電解液二次電池は、特定正極と、特定NCO化合物及び/又は特定Si化合物を含有する非水系電解液とを用いることで、安全性、出力特性及び高温保存時の容量維持率を高い水準で両立させることができることがわかる。   From the above results, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used for safety, output characteristics and high temperature by using a specific positive electrode and a non-aqueous electrolyte containing a specific NCO compound and / or a specific Si compound. It can be seen that the capacity retention rate during storage can be compatible at a high level.

本発明の非水系電解液二次電池及び非水系電解液は、安全性、出力特性及び高温保存時の容量維持率に優れるので、公知の各種の用途に好適に用いることが可能である。また、非水系電解液を用いるリチウムイオンキャパシタ等の電界コンデンサにおいても好適に利用できる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery and the non-aqueous electrolyte of the present invention are excellent in safety, output characteristics, and capacity retention rate at high temperature storage, and thus can be suitably used for various known applications. Moreover, it can utilize suitably also in electric field capacitors, such as a lithium ion capacitor which uses a non-aqueous electrolyte solution.

これらの用途の具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、負荷平準化用電源、自然エネルギー貯蔵電源、リチウムイオンコンデンサー等が挙げられる。   Specific examples of these applications are, for example, laptop computers, pen-input PCs, mobile computers, e-book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, headphone movies, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portables CD, mini disk, transceiver, electronic organizer, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, motor, automobile, bike, motorized bicycle, bicycle, lighting equipment, toy, game machine, watch, electric tool, strobe , Cameras, load leveling power sources, natural energy storage power sources, lithium ion capacitors, and the like.

Claims (13)

集電体と、LiFePOを基本組成とするオリビン構造の鉄リン酸リチウムを正極活物質として含有する正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質を含有する負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池であって、
前記非水系電解液が、下記一般式(1)で表される化合物及び下記一般式(2)で表される化合物のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする、
Figure 0006547372


(式中、Qは炭素数2〜10の2価の有機基であり、該有機基は3級又は4級炭素を有する。);
Figure 0006547372


(式中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基、あるいはハロゲン原子で置換されていてもよい珪素数1〜10の珪化水素基であり、R〜Rの少なくとも二つは互いに結合して、環を形成してもよい。)
非水系電解液二次電池。
A current collector, a positive electrode containing lithium iron phosphate of olivine structure as a positive electrode active material having a basic composition of LiFePO 4 , a negative electrode containing a negative electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising
The non-aqueous electrolytic solution is characterized by containing at least one of a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2):
Figure 0006547372


(Wherein, Q is a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms, and the organic group has a tertiary or quaternary carbon).
Figure 0006547372


(Wherein, R 1 to R 6 each independently represent a hydrogen atom or a C 1-10 alkyl group which may be substituted by a halogen atom, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group, or a halogen atom And may be a silicon hydride having a silicon number of 1 to 10, and at least two of R 1 to R 6 may be bonded to each other to form a ring.)
Nonaqueous electrolyte secondary battery.
前記式(1)中、Qが環状骨格を有することを特徴とする、
請求項1に記載の非水系電解液二次電池。
In the above formula (1), Q is characterized by having a cyclic skeleton,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
前記一般式(1)中、Qがシクロヘキサン環を有することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の非水系電解液二次電池。
In the general formula (1), Q is characterized by having a cyclohexane ring,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
前記一般式(1)で表される化合物が下記式で表される化合物であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
Figure 0006547372

The compound represented by the said General formula (1) is a compound represented by a following formula, The non-aqueous electrolyte-liquid secondary battery as described in any one of the Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
Figure 0006547372

前記一般式(2)中、R〜Rが水素原子又は炭素数1〜4のハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基であることを特徴とする、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
In the above general formula (2), R 1 to R 6 are a hydrogen atom or an alkyl group which may be substituted by a halogen atom having 1 to 4 carbon atoms,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4.
前記一般式(2)中、R〜Rがメチル基又はエチル基であることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
In the general formula (2), R 1 to R 6 are a methyl group or an ethyl group,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5.
前記一般式(2)で表される化合物が、下記式で表される化合物であることを特徴とする、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。

Figure 0006547372
The compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following formula:
The nonaqueous electrolytic solution secondary battery according to any one of claims 1 to 6.

Figure 0006547372
前記一般式(1)で表される化合物が、前記非水系電解液全体に対して0.01〜10質量%含有されることを特徴とする、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
The compound represented by the general formula (1) is contained in an amount of 0.01 to 10% by mass based on the whole of the non-aqueous electrolyte solution,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 7.
前記一般式(2)で表される化合物が、前記非水系電解液全体に対して0.01〜10質量%含有されることを特徴とする、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
The compound represented by the general formula (2) is contained in 0.01 to 10% by mass with respect to the whole of the non-aqueous electrolyte solution,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 8.
前記非水系電解液が、さらに電池の初回充電時に負極上で還元される化合物を含むことを特徴とする、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
The non-aqueous electrolyte further comprises a compound to be reduced on the negative electrode upon initial charge of the battery,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 9.
前記負極上で還元される化合物が、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、無水コハク酸、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート及びリチウムトリス(オキサラト)ホスフェートからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする、
請求項10に記載の非水系電解液二次電池。
The compound to be reduced on the negative electrode is vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, succinic anhydride, lithium bis (oxalato) borate, lithium tetrafluoro oxalato phosphate, lithium difluoro bis (oxalato) phosphate and lithium tris ( Characterized by being at least one selected from the group consisting of oxalato phosphates,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 10.
前記負極活物質が、炭素質材料を含むことを特徴とする、
請求項1乃至11のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池。
The negative electrode active material includes a carbonaceous material,
The nonaqueous electrolytic solution secondary battery according to any one of claims 1 to 11.
前記集電体表面に、集電体とは異なる化合物組成の導電層を有する、
請求項1乃至12のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池
Having a conductive layer of a compound composition different from the current collector on the surface of the current collector,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 12 .
JP2015071313A 2015-03-31 2015-03-31 Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same Active JP6547372B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015071313A JP6547372B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015071313A JP6547372B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016192298A JP2016192298A (en) 2016-11-10
JP6547372B2 true JP6547372B2 (en) 2019-07-24

Family

ID=57246938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015071313A Active JP6547372B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6547372B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6919271B2 (en) * 2017-03-29 2021-08-18 Tdk株式会社 Lithium-ion secondary battery electrolyte and lithium-ion secondary battery
CN108511689B (en) * 2017-04-05 2020-12-15 万向一二三股份公司 Lithium ion battery positive plate containing conductive coating and preparation method thereof
CN108963319B (en) * 2017-05-27 2021-05-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Electrolyte additive, electrolyte containing additive and lithium battery using electrolyte
CN111477964B (en) * 2020-04-14 2021-06-25 宁德新能源科技有限公司 Electrolyte and electrochemical device
CN117219851B (en) * 2023-11-09 2024-03-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 Sodium secondary battery and electricity utilization device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5678539B2 (en) * 2009-09-29 2015-03-04 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte battery
JP5906762B2 (en) * 2011-02-08 2016-04-20 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6035776B2 (en) * 2012-02-24 2016-11-30 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016192298A (en) 2016-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6485485B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6028785B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP6069843B2 (en) Non-aqueous electrolyte for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
KR101837785B1 (en) Nonaqueous-electrolyte secondary battery
JP6319024B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6079272B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
WO2015152046A1 (en) Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary cell using same
JP6547372B2 (en) Nonaqueous Electrolyte and Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Using the Same
JP2013232298A (en) Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery including the same
JP2015056312A (en) Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5799752B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6064717B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6236907B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP5857434B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6561649B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6191395B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6003036B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5760665B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP5948755B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP6221632B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
JP6311465B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6233014B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP5760809B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery
JP2012089413A (en) Nonaqueous electrolyte battery
JP2012089412A (en) Sealed nonaqueous electrolyte battery

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170511

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190610

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6547372

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313121

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350