JP6582730B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

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

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Description

本発明は非水系電解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る。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

含リチウム遷移金属酸化物を正極に用い、非水溶媒を電解液に用いるリチウム非水系電解液二次電池は、高いエネルギー密度を実現できることから、携帯電話、ラップトップコンピュータ等の小型電源から、自動車や鉄道、ロードレベリング用の大型電源まで広範な用途に適用されている。しかしながら、近年の非水系電解液二次電池に対する高性能化の要求はますます高まっており、各種特性の改善が強く要求されている。   Lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries that use lithium-containing transition metal oxides as positive electrodes and non-aqueous solvents as electrolytes can achieve high energy density, so they can be used from small power sources such as mobile phones and laptop computers to automobiles. It is applied to a wide range of applications, from large power supplies for railways and road leveling. However, in recent years, there has been an increasing demand for higher performance of non-aqueous electrolyte secondary batteries, and there is a strong demand for improvement of various characteristics.

リチウム非水系電解液二次電池には、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネートやジエチルカーボネートやエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、γ−ブチロラクトンやγ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル類、酢酸メチルや酢酸エチルやプロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル類の非水溶媒と、LiPFやLiBFやLiAsFやLiClOやLiCFSOやLiN(CFSO等の溶質を含有する非水系電解液が用いられる。 Lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries include cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, and cyclic carboxyls such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Non-aqueous solvents of acid esters, chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate; LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3, and LiN (CF 3 SO 2 ) A non-aqueous electrolyte containing a solute such as 2 is used.

このような非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池では、その非水系電解液の組成によって反応性が異なるため、非水系電解液により電池特性が大きく変わることになる。非水系電解液二次電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性等の電池特性を改良したり、過充電時の電池の安全性を高めたりするために、非水溶媒や電解質について種々の検討がなされている。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery using such a non-aqueous electrolyte, the reactivity varies depending on the composition of the non-aqueous electrolyte, and thus the battery characteristics are greatly changed by the non-aqueous electrolyte. In order to improve battery characteristics such as load characteristics, cycle characteristics and storage characteristics of non-aqueous electrolyte secondary batteries, and to improve battery safety during overcharge, various studies have been conducted on non-aqueous solvents and electrolytes. Has been made.

特許文献1には、リチウム含有二酸化コバルトを正極活物質とする非水系電解液電池において、トリカルボイミドを添加した電解液を用いることで、高温保存時の自己放電を抑制する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technology for suppressing self-discharge during high-temperature storage by using an electrolytic solution to which tricarbimide is added in a non-aqueous electrolytic battery using lithium-containing cobalt dioxide as a positive electrode active material. Yes.

特許文献2には、イソシアヌル酸誘導体を含有する非水電解液を用いることで、溶媒の還元分解を抑制し、高温保存後でも負荷特性に優れる電池を得る技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for obtaining a battery excellent in load characteristics even after high-temperature storage by suppressing reductive decomposition of a solvent by using a nonaqueous electrolytic solution containing an isocyanuric acid derivative.

特許文献3には、亜リン酸エステルと重合性官能基を分子内に2個以上有する化合物とを同時に含有させた非水電解液を用いることで、電解液の難燃性に代表される電池の安全性と電池サイクル特性とを両立する技術が開示されている。   Patent Document 3 discloses a battery represented by the flame retardancy of an electrolytic solution by using a non-aqueous electrolytic solution containing a phosphite ester and a compound having two or more polymerizable functional groups in the molecule at the same time. A technology that achieves both safety and battery cycle characteristics is disclosed.

特開平7−192757号公報JP-A-7-192757 特開2000−348705号公報JP 2000-348705 A 特開2010−282906号公報JP 2010-282906 A

しかしながら、近年の非水系電解液二次電池の特性改善への要求はますます高まっており、各種性能を高いレベルで併せ持つことが求められているが、未だ達成されていない。中でも、高温寿命と高温放置後大電流容量の劣化抑制とを両立させることが難しいという問題があった。
本発明の発明者らの検討によれば、特定の正極を用いていない非水系電解液二次電池において、前記したようにイソシアヌル酸誘導体等を含有する非水系電解液を使用すると、電池の内部抵抗が著しく増大し、高温放置後の大電流容量を著しく損なってしまうという問題が見出された。
However, in recent years, the demand for improving the characteristics of non-aqueous electrolyte secondary batteries is increasing, and it is required to have various performances at a high level, but it has not been achieved yet. Among them, there is a problem that it is difficult to achieve both high temperature life and suppression of deterioration of large current capacity after standing at high temperature.
According to the study of the inventors of the present invention, in a non-aqueous electrolyte secondary battery not using a specific positive electrode, as described above, when a non-aqueous electrolyte containing an isocyanuric acid derivative or the like is used, the inside of the battery It has been found that the resistance increases remarkably and the large current capacity after being left at high temperature is significantly impaired.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、非水系電解液二次電池に関して、高温放置後の大電流容量を損なうことなく、高温寿命に優れた電池を提供することを目的とする。
本発明の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の正極を用いた非水系電解液二次電池において、特定の化合物を電解液中に含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明の完成に至った。
The present invention has been made in view of the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a battery having an excellent high-temperature life without impairing a large current capacity after being left at a high temperature for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that in a non-aqueous electrolyte secondary battery using a specific positive electrode, the above problem can be solved by including a specific compound in the electrolytic solution. The present invention has been completed.

本発明の要旨は、以下に示す通りである。
〔1〕
金属イオンを吸蔵および放出可能な遷移金属酸化物であって、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有する正極と、
金属イオンを吸蔵および放出可能な負極と、
非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質を含む非水系電解液と
を備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、
下記一般式(1)で示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする非水系電解液。
The gist of the present invention is as follows.
[1]
A transition metal oxide capable of occluding and releasing metal ions, comprising at least Ni and Co, and a positive electrode containing a transition metal oxide in which 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co;
A negative electrode capable of occluding and releasing metal ions;
A non-aqueous electrolyte used in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous solvent and a non-aqueous electrolyte containing an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent,
A non-aqueous electrolyte containing a compound having a structure represented by the following general formula (1).

Figure 0006582730
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(式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基である。但し、R〜Rのうち少なくとも1つは炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基を有する。)
〔2〕
前記一般式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜10の有機基である、〔1〕に記載の非水系電解液。
〔3〕
前記一般式(1)中、R〜Rの少なくとも1つは、炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である、〔1〕または〔2〕に記載の非水系電解液。
〔4〕
前記一般式(1)において、炭素−炭素不飽和結合を有する有機基が、アリル基及びメタリル基からなる群より選ばれる基である、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の非水系電解液。
〔5〕
前記一般式(1)で示される構造を有する化合物を、非水系電解液全量に対して、0.01質量%以上10.0質量%以下で含有する、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載の非水系電解液。
〔6〕
フッ素原子を有する環状カーボネート、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、ジフルオロリン酸塩、フルオロ硫酸塩、イソシアナト基を有する化合物、シアノ基を有する化合物、環状スルホン酸エステル、及びジカルボン酸錯体塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する、〔1〕ないし〔5〕のいずれかに記載の非水系電解液。
〔7〕
前記非水溶媒として、環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含有し、鎖状カーボネートとして少なくとも2種類の鎖状カーボネートを含有する、〔1〕ないし〔6〕のいずれかに記載の非水系電解液。
〔8〕
前記少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物が下記組成式(2)で示される、〔1〕ないし〔7〕のいずれかに記載の非水系電解液。
Lia1Nib1Coc1d1・・・(2)
(式(2)中、0.9≦a1≦1.1、0.3≦b1≦0.9、0.1≦c1≦0.5、0.0≦d1≦0.5の数値を示し、0.5≦b1+c1かつb1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
〔9〕
前記少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物が下記組成式(3)で示される、〔1〕ないし〔7〕のいずれかに記載の非水系電解液。
Lia2Nib2Coc2d2・・・(3)
(式(3)中、0.9≦a2≦1.1、0.3≦b2≦0.9、0.1≦c2≦0.5、0.0≦d2≦0.5の数値を示し、c2≦b2かつ0.6≦b2+c2かつb2+c2+d2=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
〔10〕
金属イオンを吸蔵および放出可能な遷移金属酸化物であって、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有する正極と、
金属イオンを吸蔵および放出可能な負極と、
非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質を含む非水系電解液と
を備える非水系電解液二次電池であって、該非水系電解液が、〔1〕ないし〔9〕のいずれかに記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液二次電池。
(In the formula (1), R 1 ~R 3, which may be the being the same or different, is an organic group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent. However, R 1 at least one of to R 3 is a carbon - carbon unsaturated bond or a cyano group).
[2]
In the general formula (1), R 1 to R 3 may be the same as or different from each other, and are an optionally substituted organic group having 1 to 10 carbon atoms, [1] The non-aqueous electrolyte solution described in 1.
[3]
In the general formula (1), at least one of R 1 to R 3 is the non-aqueous electrolyte solution according to [1] or [2], which is an organic group having a carbon-carbon unsaturated bond.
[4]
The non-aqueous system according to any one of [1] to [3], wherein in the general formula (1), the organic group having a carbon-carbon unsaturated bond is a group selected from the group consisting of an allyl group and a methallyl group. Electrolytic solution.
[5]
Any one of [1] to [4], wherein the compound having the structure represented by the general formula (1) is contained in an amount of 0.01% by mass or more and 10.0% by mass or less with respect to the total amount of the nonaqueous electrolytic solution. The non-aqueous electrolyte solution described in 1.
[6]
From cyclic carbonate having fluorine atom, cyclic carbonate having carbon-carbon unsaturated bond, difluorophosphate, fluorosulfate, compound having isocyanato group, compound having cyano group, cyclic sulfonate ester, and dicarboxylic acid complex salt The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [5], which contains at least one compound selected from the group consisting of:
[7]
The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [6], which contains a cyclic carbonate and a chain carbonate as the nonaqueous solvent, and contains at least two types of chain carbonates as the chain carbonate.
[8]
[1] to [7], wherein the transition metal oxide containing at least Ni and Co and 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co is represented by the following composition formula (2): Non-aqueous electrolyte.
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 (2)
(In formula (2), 0.9 ≦ a1 ≦ 1.1, 0.3 ≦ b1 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c1 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d1 ≦ 0.5 are shown. 0.5 ≦ b1 + c1 and b1 + c1 + d1 = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
[9]
The transition metal oxide containing at least Ni and Co, wherein 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co is represented by the following composition formula (3), according to any one of [1] to [7] Non-aqueous electrolyte.
Li a2 Ni b2 Co c2 M d2 O 2 (3)
(In formula (3), 0.9 ≦ a2 ≦ 1.1, 0.3 ≦ b2 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c2 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d2 ≦ 0.5 C2 ≦ b2 and 0.6 ≦ b2 + c2 and b2 + c2 + d2 = 1, where M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)
[10]
A transition metal oxide capable of occluding and releasing metal ions, comprising at least Ni and Co, and a positive electrode containing a transition metal oxide in which 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co;
A negative electrode capable of occluding and releasing metal ions;
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous solvent and a non-aqueous electrolyte containing an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent, wherein the non-aqueous electrolyte is any one of [1] to [9] A nonaqueous electrolyte secondary battery, characterized by being a nonaqueous electrolyte solution.

本発明の非水系電解液によれば、高温放置後の大電流容量を損なうことなく、高温寿命に優れた電池を提供することができる。   According to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, it is possible to provide a battery having an excellent high temperature life without impairing a large current capacity after being left at a high temperature.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明は、これらの具体的内容に限定はされず、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is limited to these specific contents. However, various modifications can be made within the scope of the invention.

[1.非水系電解液]
本発明の非水系電解液は、非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含む非水系電解液において、下記一般式(1)で示される構造を有する化合物(以下、「特定化合物」と称する場合がある)を含有することを特徴とする非水系電解液である。
[1. Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention is a compound having a structure represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “specific compound”) in a nonaqueous electrolytic solution containing a nonaqueous solvent and an electrolyte dissolved in the nonaqueous solvent. A non-aqueous electrolyte solution characterized in that

Figure 0006582730
Figure 0006582730

(式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基である。但し、R〜Rのうち少なくとも1つは炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基を有する。) (In the formula (1), R 1 ~R 3, which may be the being the same or different, is an organic group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent. However, R 1 at least one of to R 3 is a carbon - carbon unsaturated bond or a cyano group).

<1−1.電解質>
本発明の非水系電解液に用いる電解質は、特に限定されず、目的とする非水系電解液二次電池に応じて、任意に採用することができる。電解質としてはリチウム塩を用いることが好ましい。
<1-1. Electrolyte>
The electrolyte used for the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is not particularly limited, and can be arbitrarily adopted depending on the intended non-aqueous electrolyte secondary battery. It is preferable to use a lithium salt as the electrolyte.

電解質の具体例としては、例えば、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiAlF4等の無機リチウム塩; LiCF3SO3、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiN(CF3SO2)(C25SO2)、LiN(CF3SO2)(C37SO2)、LiN(CF3SO2)(FSO2)、リチウム環状1,2−エタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−プロパンジスルホニルイミド、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、リチウム環状1,4−パーフルオロブタンジスルホニルイミド、LiC(CF3SO23、LiPF4(CF32、LiPF4(C252、LiPF4(CF3SO22、LiPF4(C25SO22、LiBF3(CF3)、LiBF3(C25)、LiBF2(CF32、LiBF2(C252、LiBF2(CF3SO22、LiBF2(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩;KPF6、NaPF6、NaBF4、CF3SO3Na等のナトリウム塩又はカリウム塩;等が挙げられる。 Specific examples of the electrolyte include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 and LiAlF 4 ; LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2, LiN (CF 3 SO 2) (C 2 F 5 SO 2), LiN (CF 3 SO 2) (C 3 F 7 SO 2), LiN (CF 3 SO 2) (FSO 2 ), lithium cyclic 1,2-ethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-propanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedi sulfonyl imide, lithium cyclic 1,4-perfluorobutane disulfonylimide, LiC (CF 3 SO 2) 3, LiPF 4 (CF 3) 2, LiPF 4 (C 2 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 2 (CF 3) 2, Fluorine-containing organic lithium salts such as LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ; KPF 6 , NaPF 6 , NaBF 4 , CF 3 Sodium salt or potassium salt such as SO 3 Na;

これらのうち、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、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が好ましく、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22、LiN(CFSO2)(FSO2)がより好ましく、特にLiPF6、LiBF4またはLiN(CF3SO22が好ましい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoro Ethanedisulfonylimide is preferred, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (FSO 2 ) are more preferred, LiPF 6 , LiBF 4 or LiN (CF 3 SO 2 ) 2 is preferred.

これらの電解質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なかでも、無機リチウム塩の2種の併用、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩の併用が、連続充電時のガス発生又は高温保存後の劣化が効果的に抑制されるので好ましい。
特に、LiPF6とLiBF4との併用や、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22、LiN(CF3SO2)(FSO2)、LiN(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩との併用が好ましい。
These electrolytes may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Of these, the combined use of two inorganic lithium salts and the combined use of an inorganic lithium salt and a fluorine-containing organic lithium salt are preferable because gas generation during continuous charging or deterioration after high-temperature storage is effectively suppressed.
In particular, the combination and the LiPF 6 and LiBF 4, and an inorganic lithium salt such as LiPF 6, LiBF 4, LiN ( FSO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2) (FSO 2 ) And a fluorine-containing organic lithium salt such as LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 are preferred.

LiPF6とLiBF4とを併用する場合、電解質全体に占めるLiBF4の割合が、0.001質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。この範囲内であると、LiBF4の解離度の低さのために、非水系電解液の抵抗が高くなることが抑制されうる。 When LiPF 6 and LiBF 4 are used in combination, the proportion of LiBF 4 in the entire electrolyte is preferably 0.001% by mass or more and 20% by mass or less. Within this range, the resistance of the non-aqueous electrolyte solution can be suppressed due to the low degree of dissociation of LiBF 4 .

一方、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩とを併用する場合、電解質全体に占める無機リチウム塩の割合は、70質量%以上、99.9質量%以下であることが好ましい。この範囲内であると、一般に無機リチウム塩と比較して分子量が大きい含フッ素有機リチウム塩の割合が高くなりすぎて、非水系電解液全体に占める非水溶媒の比率が低下し、非水系電解液の抵抗が高くなることが抑制されうる。 On the other hand, when inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 are used in combination with fluorine-containing organic lithium salts such as LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 The proportion of the inorganic lithium salt in the entire electrolyte is preferably 70% by mass or more and 99.9% by mass or less. Within this range, the ratio of the fluorine-containing organic lithium salt having a large molecular weight is generally too high compared to the inorganic lithium salt, and the ratio of the non-aqueous solvent in the entire non-aqueous electrolyte decreases, resulting in non-aqueous electrolysis. An increase in the resistance of the liquid can be suppressed.

本発明の非水系電解液の最終的な組成中におけるリチウム塩等の電解質の濃度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、好ましくは0.5mol/L以上、3mol/L以下である。電解質濃度がこの下限以上であると、十分な非水系電解液のイオン伝導率が得られやすく、上限以下であると、粘度が上昇しすぎることが避けられ、良好なイオン伝導率と、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池の性能を確保しやすい。リチウム塩等の電解質の濃度は、より好ましくは0.6mol/L以上、更に好ましくは0.8mol/L以上、また、より好ましくは2mol/L以下、より好ましくは1.5mol/L以下の範囲である。   The concentration of the electrolyte such as a lithium salt in the final composition of the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but preferably 0.5 mol / L or more and 3 mol / L or less. It is. If the electrolyte concentration is above this lower limit, sufficient ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte solution can be easily obtained, and if it is lower than the upper limit, it is avoided that the viscosity is excessively increased, and good ionic conductivity is obtained. It is easy to ensure the performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the nonaqueous electrolyte solution. The concentration of the electrolyte such as lithium salt is more preferably in the range of 0.6 mol / L or more, further preferably 0.8 mol / L or more, more preferably 2 mol / L or less, more preferably 1.5 mol / L or less. It is.

特に、非水系電解液の非水溶媒がアルキレンカーボネートやジアルキルカーボネートといったカーボネート化合物を主体とする場合には、LiPF6を単独で用いてもよいが、LiBF4と併用すると連続充電による容量劣化が抑制されるので好ましい。これらを併用する場合のLiPF61モルに対するLiBF4の使用量は、0.005モル以上、0.4モル以下であることが好ましい。この上限以下であれば、高温保存後の電池特性が低下することが避けやすく、下限以上であれば、連続充電時のガス発生や容量劣化を避けやすい。LiBF4の使用量は、LiPF61モルに対して、好ましくは0.01モル以上、特に好ましくは0.05モル以上であり、好ましくは0.2モル以下である。 In particular, when the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte is mainly composed of a carbonate compound such as alkylene carbonate or dialkyl carbonate, LiPF 6 may be used alone, but when used together with LiBF 4 , capacity deterioration due to continuous charging is suppressed. Therefore, it is preferable. When these are used in combination, the amount of LiBF 4 used relative to 1 mol of LiPF 6 is preferably 0.005 mol or more and 0.4 mol or less. If it is less than this upper limit, it is easy to avoid the battery characteristics after high temperature storage from being lowered, and if it is more than the lower limit, gas generation and capacity deterioration during continuous charging are easily avoided. The amount of LiBF 4 used is preferably 0.01 mol or more, particularly preferably 0.05 mol or more, and preferably 0.2 mol or less with respect to 1 mol of LiPF 6 .

<1−2.非水溶媒>
本発明の非水系電解液が含有する非水溶媒は、電池とした時に電池特性に対して悪影響を及ぼさない溶媒であれば特に制限されないが、以下に掲げる非水溶媒の内の1種以上であることが好ましい。
非水溶媒の例としては、鎖状カーボネート及び環状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル及び環状カルボン酸エステル、鎖状エーテル及び環状エーテル、含燐有機溶媒、含硫黄有機溶媒、含硼素有機溶媒等が挙げられる。
<1-2. Nonaqueous solvent>
The non-aqueous solvent contained in the non-aqueous electrolyte of the present invention is not particularly limited as long as it does not adversely affect the battery characteristics when it is used as a battery, but it is one or more of the non-aqueous solvents listed below. Preferably there is.
Examples of non-aqueous solvents include chain carbonates and cyclic carbonates, chain carboxylic acid esters and cyclic carboxylic acid esters, chain ethers and cyclic ethers, phosphorus-containing organic solvents, sulfur-containing organic solvents, and boron-containing organic solvents. It is done.

鎖状カーボネートの種類は、特に限定されず、例えば、ジアルキルカーボネートが挙げられ、なかでも構成するアルキル基の炭素数が、それぞれ1〜5のものが好ましく、より1〜4のものが好ましく、1〜3のものが特に好ましい。具体的には、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート等が挙げられる。   The kind of chain carbonate is not particularly limited, and examples thereof include dialkyl carbonates. Among them, the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4, more preferably 1 Those of ˜3 are particularly preferred. Specific examples include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate and the like.

これらの中でも、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
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」と称する場合がある)も好適に用いることができる。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、より好ましくは3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。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、フッ素化エチルメチルカーボネート、フッ素化ジエチルカーボネート等が挙げられる。
Among these, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.
Further, chain carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes referred to as “fluorinated chain carbonate”) can also be suitably used. Although the number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, it is usually 6 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon or may be bonded to different carbons. Examples of the fluorinated chain carbonate include fluorinated dimethyl carbonate, fluorinated ethyl methyl carbonate, and fluorinated diethyl carbonate.

フッ素化ジメチルカーボネートとしては、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。
フッ素化エチルメチルカーボネートとしては、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。
Examples of the fluorinated dimethyl carbonate include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, and bis (trifluoromethyl) carbonate.
As fluorinated ethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, 2,2,2-trifluoro Examples include ethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, and ethyl trifluoromethyl carbonate.

フッ素化ジエチルカーボネートとしては、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, 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 and the like.

尚、フッ素化鎖状カーボネートは、溶媒のみならず下記1−4に記載の添加剤としても有効な機能を発現する。フッ素化鎖状カーボネートを溶媒兼添加剤として用いる場合の配合量に明確な境界は存在せず、記載した配合量をそのまま踏襲できる。   In addition, a fluorinated chain carbonate expresses an effective function not only as a solvent but also as an additive described in 1-4 below. When the fluorinated chain carbonate is used as a solvent and additive, there is no clear boundary in the blending amount, and the described blending amount can be followed as it is.

環状カーボネートの種類は、特に限定されず、例えば、アルキレンカーボネートが挙げられ、なかでも構成するアルキレン基の炭素数は2〜6が好ましく、特に好ましくは2〜4である。具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート(2−エチルエチレンカーボネート、シス及びトランス2,3−ジメチルエチレンカーボネート)等が挙げられる。   The kind of cyclic carbonate is not particularly limited, and examples thereof include alkylene carbonate. Among them, the number of carbon atoms of the alkylene group constituting is preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4. Specific examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate (2-ethylethylene carbonate, cis and trans 2,3-dimethylethylene carbonate) and the like.

これらの中でも、誘電率が高いために非水系電解液二次電池の抵抗を低減させることができることから、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましく、特にエチレンカーボネートが好ましい。
また、フッ素原子を有する環状カーボネート類(以下、「フッ素化環状カーボネート」と略記する場合がある)も好適に用いることができる。
Among these, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferable, and ethylene carbonate is particularly preferable because the resistance of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be reduced due to the high dielectric constant.
Further, cyclic carbonates having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “fluorinated cyclic carbonate”) can also be suitably used.

フッ素化環状カーボネートとしては、炭素数2〜6のフッ素化アルキレン基を有する環状カーボネートが挙げられ、例えばフッ素化エチレンカーボネート及びその誘導体である。フッ素化エチレンカーボネート及びその誘導体としては、例えば、エチレンカーボネート又はアルキル基(例えば、炭素数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、中でもフッ素原子が1〜8個のエチレンカーボネートのフッ素化物が好ましい。   Examples of the fluorinated cyclic carbonate include cyclic carbonates having a fluorinated alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, such as fluorinated ethylene carbonate and derivatives thereof. Examples of the fluorinated ethylene carbonate and derivatives thereof include ethylene carbonate or a fluorinated product of ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Fluoride of ethylene carbonate is preferred.

具体的には、モノ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。   Specifically, monofluoroethylene 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-methylethylene 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-dimethyl Le ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

中でも、モノ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及び4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチル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種がより好ましい。4,5−ジフルオロエチレンカーボネートとしては、シス体よりもトランス体が好ましい。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ためである。   Among these, at least one selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate is more preferable. As 4,5-difluoroethylene carbonate, a trans isomer is preferable to a cis isomer. This is to provide high ionic conductivity and to suitably form an interface protective film.

尚、フッ素化環状カーボネートは、溶媒のみならず下記1−4に記載の添加剤としても有効な機能を発現する。フッ素化環状カーボネートを溶媒兼添加剤として用いる場合の配合量に明確な境界は存在せず、記載した配合量をそのまま踏襲できる。   In addition, a fluorinated cyclic carbonate expresses an effective function not only as a solvent but also as an additive described in 1-4 below. When the fluorinated cyclic carbonate is used as a solvent and additive, there is no clear boundary, and the described amount can be followed as it is.

鎖状カルボン酸エステルの種類も特に限定されず、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−i−プロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸−i−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−i−プロピル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸−i−ブチル、プロピオン酸−t−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル等が挙げられる。   The type of the chain carboxylic acid ester is not particularly limited. For example, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid-n-propyl, acetic acid-i-propyl, acetic acid-n-butyl, acetic acid-i-butyl, acetic acid-t-butyl , Methyl propionate, ethyl propionate, propionate-n-propyl, propionate-i-propyl, propionate-n-butyl, propionate-i-butyl, propionate-t-butyl, methyl butyrate, ethyl butyrate, etc. Is mentioned.

これらの中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチルが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。   Among these, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, and ethyl butyrate are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in non-aqueous electrolyte secondary batteries.

さらに環状カルボン酸エステルについても特に限定されず、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。   Furthermore, it does not specifically limit about cyclic carboxylic acid ester, For example, (gamma) -butyrolactone, (gamma) -valerolactone, (delta) -valerolactone etc. are mentioned.

なかでも、γ−ブチロラクトンが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。   Among these, γ-butyrolactone is preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.

鎖状エーテルの種類に関しても特に限定されず、例えば、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、ジエトキシエタン、エトキシメトキシメタン、エトキシメトキシエタン等が挙げられる。   The type of chain ether is not particularly limited, and examples thereof include dimethoxymethane, dimethoxyethane, diethoxymethane, diethoxyethane, ethoxymethoxymethane, and ethoxymethoxyethane.

なかでも、ジメトキシエタン、ジエトキシエタンが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。   Of these, dimethoxyethane and diethoxyethane are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.

また、環状エーテルも特に限定はされず、例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。   The cyclic ether is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like.

また、含燐有機溶媒に関しても特に限定されず、例えば、燐酸トリメチル、燐酸トリエチル、燐酸トリフェニル、燐酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)、亜燐酸トリメチル、亜燐酸トリエチル、亜燐酸トリフェニル、トリメチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。   Further, the phosphorus-containing organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tris phosphate (2,2,2-trifluoroethyl), trimethyl phosphite, triethyl phosphite, and triphosphite. Examples include phenyl, trimethylphosphine oxide, triethylphosphine oxide, and triphenylphosphine oxide.

含硫黄有機溶媒の種類についても、特に限定されず、例えば、エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、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、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン、ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、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を挙げることができる。   The type of sulfur-containing organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfolane, sulfolene, and dimethyl. Examples include sulfone, ethyl methyl sulfone, diphenyl sulfone, methyl phenyl sulfone, dibutyl disulfide, dicyclohexyl disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide, and the like.

含硼素有機溶媒も、特に限定されず、例えば、2,4,6−トリメチルボロキシン、2,4,6−トリエチルボロキシン等のボロキシン等が挙げられる。   The boron-containing organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include boroxines such as 2,4,6-trimethylboroxine and 2,4,6-triethylboroxine.

なかでも、鎖状カーボネート及び環状カーボネート、又は、鎖状カルボン酸エステル及び環状カルボン酸エステルが、非水系電解液非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましく、それらのなかでも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、γ−ブチロラクトンがより好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチルがより好ましい。   Among these, a chain carbonate and a cyclic carbonate, or a chain carboxylic acid ester and a cyclic carboxylic acid ester are preferable in terms of various characteristics in the non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary battery, and among them, Ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl methyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, propionic acid More preferred are methyl, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, and γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, 2,2,2-tri Le Oro ethyl methyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate are more preferred.

これらの非水溶媒は1種を単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の併用が好ましい。例えば、環状カーボネート類の高誘電率溶媒と、鎖状カーボネート類や鎖状エステル類等の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。
非水溶媒の好ましい組合せの1つは、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類を主体とする組合せである。なかでも、非水溶媒全体に占める環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計が、好ましくは80容量%以上、より好ましくは85容量%以上、特に好ましくは90容量%以上であり、かつ環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計に対する環状カーボネート類の容量が、好ましくは5容量%以上、より好ましくは10容量%以上、更に好ましくは15容量%以上、特に好ましくは20容量%以上であり、好ましくは70容量%以下、より好ましくは50容量%以下、更に好ましくは40容量%以下、特に好ましくは35容量%以下のものである。これらの非水溶媒の組み合わせを用いて作製された電池では、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)のバランスがよくなるので好ましい。
These nonaqueous solvents may be used alone or in combination of two or more, but two or more of them are preferably used. For example, it is preferable to use a high dielectric constant solvent of cyclic carbonates in combination with a low viscosity solvent such as chain carbonates or chain esters.
One preferred combination of non-aqueous solvents is a combination mainly composed of cyclic carbonates and chain carbonates. Among them, the total of the cyclic carbonates and the chain carbonates in the whole non-aqueous solvent is preferably 80% by volume or more, more preferably 85% by volume or more, and particularly preferably 90% by volume or more. The volume of the cyclic carbonates with respect to the total of the chain and the chain carbonates is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 15% by volume or more, particularly preferably 20% by volume or more, It is preferably 70% 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. A battery produced using a combination of these non-aqueous solvents is preferable because the balance between cycle characteristics and high-temperature storage characteristics (particularly, remaining capacity and high-load discharge capacity after high-temperature storage) is improved.

環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の好ましい組み合わせの例としては、エチレンカーボネートと鎖状カーボネート類の組み合わせが挙げられ、例えば、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の組み合わせが挙げられる。   Examples of preferred combinations of cyclic carbonates and chain carbonates include combinations of ethylene carbonate and chain carbonates, such as ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, Examples include ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

これらの環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組み合わせのうち、鎖状カーボネート類を2種以上含むものが特に好ましい。凝固点が低下し、極低温下でも電解液として使用可能になるからである。例としてはエチレンカーボネートと、2種以上の鎖状カーボネート類の組み合わせが挙げられ、例えば、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の組み合わせが挙げられる。   Of these combinations of cyclic carbonates and chain carbonates, those containing two or more chain carbonates are particularly preferred. This is because the freezing point is lowered and the electrolyte can be used even at an extremely low temperature. Examples include combinations of ethylene carbonate and two or more chain carbonates such as ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl. Examples include carbonate, a combination of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl 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。プロピレンカーボネートを含有する場合、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比は、99:1〜40:60が好ましく、より好ましくは95:5〜45:55であり、特に好ましくは85:15〜50:50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量を、0.1容量%以上、10容量%以下とすると、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の特性を維持したまま、更に、優れた放電負荷特性が得られるので好ましい。非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの量は、より好ましくは1容量%、特に好ましくは2容量%以上であり、また、より好ましくは8容量%以下、特に好ましくは5容量%以下である。   A combination in which propylene carbonate is further added to the combination of these ethylene carbonate and chain carbonate is also preferable. When propylene carbonate is contained, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, more preferably 95: 5 to 45:55, and particularly preferably 85:15 to 50:50. It is. Furthermore, when the amount of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is 0.1% by volume or more and 10% by volume or less, further excellent discharge is maintained while maintaining the characteristics of the combination of ethylene carbonate and chain carbonates. This is preferable because load characteristics can be obtained. The amount of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is more preferably 1% by volume, particularly preferably 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or less, and particularly preferably 5% by volume or less.

これらの中で、鎖状カーボネート類として非対称鎖状カーボネート類を含有するものが更に好ましく、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を含有するもの、或いは更にプロピレンカーボネートを含有するものが、サイクル特性と放電負荷特性のバランスがよいので好ましい。特に、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、また、ジアルキルカーボネートを構成するアルキル基の炭素数が1〜2であるものが好ましい。   Among these, those containing asymmetrical chain carbonates as chain carbonates are more preferable, and in particular, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate. Among them, those containing diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, or further containing propylene carbonate are preferable because the balance between cycle characteristics and discharge load characteristics is good. In particular, it is preferable that the asymmetric chain carbonate is ethyl methyl carbonate, and it is preferable that the alkyl group constituting the dialkyl carbonate has 1 to 2 carbon atoms.

好ましい非水溶媒の他の例は、鎖状カルボン酸エステル類を含有するものである。特に、上記、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の混合溶媒に、鎖状カルボン酸エステル類を含有するものが、電池の放電負荷特性向上の観点から好ましく、この場合、鎖状カルボン酸エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチルが、特に好ましい。非水溶媒に占める鎖状カルボン酸エステル類の容量は、好ましくは5容量%以上、より好ましくは8容量%以上、特に好ましくは10容量%以上であり、好ましくは50容量%以下、より好ましくは35容量%以下、特に好ましくは30容量%以下、とりわけ好ましくは25容量%以下である。   Other examples of preferred non-aqueous solvents are those containing chain carboxylic esters. In particular, those containing a chain carboxylic acid ester in the mixed solvent of cyclic carbonates and chain carbonates are preferable from the viewpoint of improving the discharge load characteristics of the battery. In this case, as the chain carboxylic acid esters, Are particularly preferably methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate and ethyl butyrate. The volume of the chain carboxylic acid esters in the non-aqueous solvent is preferably 5% by volume or more, more preferably 8% by volume or more, particularly preferably 10% by volume or more, preferably 50% by volume or less, more preferably It is 35% by volume or less, particularly preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less.

<1−3.一般式(1)で示される構造を有する化合物>
本発明は、金属イオンを吸蔵および放出可能な遷移金属酸化物であって、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有する正極と、金属イオンを吸蔵および放出可能な負極と、非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質を含む非水系電解液とを備える非水系電解液二次電池において、特定化合物を含有する非水系電解液を使用することで、高温放置後の大電流容量を維持しつつ、非水系電解液二次電池の高温寿命を向上させることが可能となる。この作用・原理は明確ではないが、本発明者らは以下のように考える。ただし、本発明は、以下に記述する作用・原理に限定されるものではない。
<1-3. Compound having structure represented by general formula (1)>
The present invention is a transition metal oxide capable of occluding and releasing metal ions, containing at least Ni and Co, and containing a transition metal oxide in which 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co A non-aqueous electrolyte containing a specific compound in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a negative electrode capable of inserting and extracting metal ions; and a non-aqueous solvent and a non-aqueous electrolyte containing an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent By using the electrolytic solution, it is possible to improve the high-temperature life of the non-aqueous electrolyte secondary battery while maintaining a large current capacity after being left at a high temperature. Although this action and principle are not clear, the present inventors consider as follows. However, the present invention is not limited to the operations and principles described below.

特定化合物は、
(あ)正極活物質中の遷移金属と相互作用し正極保護作用を発揮する
(い)充電負極上にて還元され、還元生成物が被膜状に成長し負極を保護する
の2つのプロセスで電池の特性向上に寄与すると考えられる。以下に詳細を記す。
The specific compound is
(A) The positive electrode active material interacts with the transition metal and exhibits the positive electrode protection function. (B) The battery is reduced in two processes, which is reduced on the charged negative electrode and the reduction product grows into a film to protect the negative electrode. It is thought that it contributes to the improvement of characteristics. Details are described below.

(あ)正極活物質中の遷移金属と相互作用し正極保護作用を発揮する
特定化合物は、分子中のN原子が非共有電子対を持ち、ルイス塩基として働く。空軌道を有する遷移金属元素と相互作用するため、正極表面(特に酸素欠損等により遷移金属が剥き出しになっている反応活性点)に濃縮すると考えられる。と当時に、特定化合物は炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基という電子豊富で活性な構造を分子構造中に含むため、正極による酸化等を開始反応として特定化合物同士が反応し、正極表面に被膜状の構造物を形成することで正極保護作用に資すると考えられる。
先述の遷移金属の空軌道のエネルギー準位は、遷移金属酸化物の組成と密接な関係があり、本発明で規定するように、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoであることで、特定化合物中のN原子の非共有電子対との相互作用が好適であると推定される。また、特定化合物のイソシアヌル骨格の3つのN原子は、正三角形上に配置されているため、同時に3つの非共有電子対が1つの遷移金属元素と相互作用することができ、正極との相互作用が好適なものと推定される。
(A) The specific compound that interacts with the transition metal in the positive electrode active material and exhibits the positive electrode protective action has a non-shared electron pair in the N atom in the molecule and acts as a Lewis base. Since it interacts with transition metal elements having vacant orbitals, it is thought that it concentrates on the surface of the positive electrode (especially the reactive sites where the transition metal is exposed due to oxygen deficiency or the like). At that time, the specific compound contains an electron-rich and active structure such as a carbon-carbon unsaturated bond or cyano group in the molecular structure. It is thought that it contributes to a positive electrode protection effect by forming a shaped structure.
The energy level of the vacant orbit of the transition metal described above is closely related to the composition of the transition metal oxide, and as defined in the present invention, it contains at least Ni and Co, and 50 mol% or more of the transition metal. Is Ni and Co, it is presumed that the interaction with the unshared electron pair of the N atom in the specific compound is preferable. In addition, since the three N atoms of the isocyanuric skeleton of the specific compound are arranged on an equilateral triangle, three unshared electron pairs can simultaneously interact with one transition metal element and interact with the positive electrode. Is presumed to be suitable.

(い)充電負極上にて還元され、還元生成物が被膜状に成長し負極を保護する
特定化合物は炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基という電気化学的に還元される多重結合を分子構造中に含むため、負極上で反応して架橋性の被膜を形成することで負極保護作用に資すると考えられる。この被膜は、絶縁体であるがゆえに電解液の分解という副反応を抑制すると同時に、リチウム等の金属イオン伝導体であるがゆえに電極反応を阻害しないため、非水系電解液二次電池の特性を向上させる。特定化合物は分極構造を多数含み、リチウム等の金属イオンと好適な相互作用をすることで、抵抗成分になりにくいところが特長である。
また、上記負極上での反応の際に、求核種となるラジカルアニオンが発生するため、後述の特定添加剤と協奏的な反応をするものと推定している。
(Ii) Reduced on the charged negative electrode, the reduction product grows in the form of a film and protects the negative electrode. The specific compound has a carbon-carbon unsaturated bond or a cyano group that is an electrochemically reduced multiple bond in the molecular structure. Therefore, it is thought that it contributes to a negative electrode protection effect by forming a crosslinkable film by reacting on the negative electrode. This coating suppresses the side reaction of decomposition of the electrolyte because it is an insulator, and at the same time does not inhibit the electrode reaction because it is a metal ion conductor such as lithium, so that the characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be reduced. Improve. The specific compound has a large number of polarization structures, and is characterized in that it does not easily become a resistance component by suitably interacting with a metal ion such as lithium.
Moreover, since the radical anion used as a nucleophile generate | occur | produces in the case of the reaction on the said negative electrode, it is estimated that it reacts in concert with the below-mentioned specific additive.

本発明の非水系電解液は、特定化合物を必須成分として含有し、特定化合物は、一般式(1)で表される化合物である。本発明の非水系電解液においては、特定化合物のうち1種を用いても、2種以上の任意の併用でもよい。   The non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains a specific compound as an essential component, and the specific compound is a compound represented by the general formula (1). In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, one type of the specific compound may be used, or two or more types may be used in combination.

Figure 0006582730
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上記一般式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基である。但し、R〜Rのうち、少なくとも1つは炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基を有する。好ましくは、式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜10の有機基である。より好ましくは、式(1)中、R〜Rの少なくとも1つが炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である。 In the general formula (1), R 1 to R 3 may be the same as or different from each other, and may be an organic group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent. However, at least one of R 1 to R 3 has a carbon-carbon unsaturated bond or a cyano group. Preferably, in the formula (1), R 1 to R 3 may be the same as or different from each other, and may be an organic group having 1 to 10 carbon atoms that may have a substituent. More preferably, in formula (1), at least one of R 1 to R 3 is an organic group having a carbon-carbon unsaturated bond.

ここで、有機基とは、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群から選ばれる原子で構成された官能基のことを表す。   Here, the organic group represents a functional group composed of an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a silicon atom, a sulfur atom and a halogen atom.

置換基を有してもよい有機基の具体例としては、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、シアノ基、アクリル基、メタクリル基、ビニルスルホニル基、ビニルスルホ基等が挙げられる。
ここでいう置換基は、ハロゲン原子、アルキレン基等が挙げられる。また、アルキレン基の一部に不飽和結合などが含まれていてもよい。ハロゲン原子の中でも、フッ素原子が好ましい。
Specific examples of the organic group that may have a substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a cyano group, an acrylic group, a methacryl group, a vinylsulfonyl group, a vinylsulfo group, and the like. Is mentioned.
Examples of the substituent herein include a halogen atom and an alkylene group. Moreover, an unsaturated bond etc. may be contained in a part of alkylene group. Of the halogen atoms, a fluorine atom is preferred.

置換基を有していてもよいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基又はシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等が挙げられる。   Specific examples of the alkyl group which may have a substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group. Examples thereof include a linear or branched alkyl group or a cyclic alkyl group such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

置換基を有していてもよいアルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、1−プロペニル基等が挙げられる。置換基を有していてもよいアルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基、1−プロピニル基等が挙げられる。置換基を有していてもよいアリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。   Specific examples of the alkenyl group that may have a substituent include a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, and a 1-propenyl group. Specific examples of the alkynyl group which may have a substituent include ethynyl group, propargyl group, 1-propynyl group and the like. Specific examples of the aryl group which may have a substituent include a phenyl group, a tolyl group, a benzyl group, and a phenethyl group.

中でも好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アクリル基、メタクリル基、アリール基、シアノ基、ビニルスルホニル基、ビニルスルホ基が挙げられる。   Among these, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acrylic group, a methacryl group, an aryl group, a cyano group, a vinylsulfonyl group, and a vinylsulfo group that may have a substituent are preferable.

さらに好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アクリル基、メタクリル基、シアノ基が挙げられる。   More preferably, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acrylic group, a methacryl group, or a cyano group, which may have a substituent, may be mentioned.

特に好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、アルケニル基、アクリル基、メタクリル基、シアノ基が挙げられる。   Particularly preferably, an alkyl group, an alkenyl group, an acrylic group, a methacryl group, or a cyano group, which may have a substituent, may be mentioned.

最も好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、アリル基、メタリル基が挙げられる。とりわけ非置換の炭素−炭素不飽和結合を有する有機基であるアリル基又はメタリル基が好ましい。被膜形成能の観点からアリル基が好ましい。   Most preferably, the alkyl group, allyl group, and methallyl group which may have a substituent are mentioned. In particular, an allyl group or a methallyl group which is an organic group having an unsubstituted carbon-carbon unsaturated bond is preferable. An allyl group is preferable from the viewpoint of film forming ability.

本発明に用いる化合物は、一般式(1)で示される構造を有する化合物であるが、その具体的な例としては以下の構造の化合物が挙げられる。   Although the compound used for this invention is a compound which has a structure shown by General formula (1), the compound of the following structures is mentioned as the specific example.

Figure 0006582730
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Figure 0006582730
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Figure 0006582730
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好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。   Preferably, the compound of the following structures is mentioned.

Figure 0006582730
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Figure 0006582730
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さらに好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。   More preferably, the compound of the following structures is mentioned.

Figure 0006582730
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特に好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。   Particularly preferred are compounds having the following structures.

Figure 0006582730
Figure 0006582730

最も好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。   Most preferably, the compound of the following structure is mentioned.

Figure 0006582730

また、これら最も好ましい化合物の中でも、被膜形成能の観点から以下の構造の化合物が好ましい。
Figure 0006582730

Of these most preferred compounds, compounds having the following structure are preferred from the viewpoint of film-forming ability.

Figure 0006582730
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上記特定化合物に関して、製造方法にも特に制限はなく、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。   With respect to the specific compound, there is no particular limitation on the production method, and any known method can be selected and produced.

非水系電解液中の特定化合物の割合は、合計で好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは4.5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、更により好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1.8質量%以下、最も好ましくは1.6質量%以下である。特定化合物の濃度が過剰であると、還元生成物が多過ぎるために負極表面を過剰に覆ってしまい、電極反応を阻害してしまう。また、非水系電解液のコストも増加してしまう。上記の濃度であれば、電極界面での作用がより好適に進行するため、電池特性を最適にすることが可能となる。   The ratio of the specific compounds in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 4.5% by mass in total. Hereinafter, it is more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, particularly preferably 1.8% by mass or less, and most preferably 1.6% by mass or less. If the concentration of the specific compound is excessive, there are too many reduction products, so that the surface of the negative electrode is excessively covered and the electrode reaction is inhibited. Moreover, the cost of a non-aqueous electrolyte solution will also increase. If it is said density | concentration, since the effect | action in an electrode interface will advance more suitably, it will become possible to optimize a battery characteristic.

特定化合物は、非水系電解液に含有させ実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下している場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液から、特定化合物が極少量でも検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。また、特定化合物は、非水系電解液として実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び抜き出した非水系電解液には特定化合物が極少量しか含有されていなかった場合であっても、非水系電解液二次電池の他の構成部材である正極、負極若しくはセパレータ上で検出される場合も多い。従って、正極、負極、セパレータから特定化合物が検出された場合は、その合計量を非水系電解液に含まれていたと仮定することができる。この仮定の下、特定化合物は上記範囲になるように含まれていることが好ましい。   When a specific compound is contained in a non-aqueous electrolyte solution and actually used for the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte solution is extracted again, the content in the non-aqueous electrolyte solution is significantly reduced. There are many cases. Therefore, what can be detected from a non-aqueous electrolyte extracted from a battery even with a very small amount of a specific compound is considered to be included in the present invention. In addition, when the specific compound is actually used as a non-aqueous electrolyte for the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolyte obtained by disassembling and re-extracting the battery contains a very small amount of the specific compound. Even if it is not, it is often detected on the positive electrode, the negative electrode, or the separator, which is another component of the non-aqueous electrolyte secondary battery. Therefore, when a specific compound is detected from the positive electrode, the negative electrode, and the separator, it can be assumed that the total amount is contained in the nonaqueous electrolytic solution. Under this assumption, it is preferable that the specific compound is included in the above range.

<1−4.添加剤>
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤は、従来公知のものを任意に用いることができる。添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<1-4. Additives>
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. A conventionally well-known thing can be arbitrarily used for an additive. An additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

添加剤の例としては、過充電防止剤や、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するための助剤等が挙げられる。これらの中でも、高温保存後の容量維持特性や抵抗増加を抑制するための助剤として、フッ素原子を有する環状カーボネート、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、ジフルオロリン酸塩、フルオロ硫酸塩、イソシアナト基を有する化合物、シアノ基を有する化合物、環状スルホン酸エステル、ジカルボン酸錯体塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(以下、「特定添加剤」と略記する場合がある)を含有することが好ましい。以下、特定添加剤とその他添加剤に分けて説明する。   Examples of the additive include an overcharge inhibitor and an auxiliary agent for improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage. Among these, as an auxiliary agent for suppressing capacity retention characteristics and resistance increase after high-temperature storage, cyclic carbonate having a fluorine atom, cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, difluorophosphate, fluorosulfate, Contains at least one compound selected from the group consisting of a compound having an isocyanato group, a compound having a cyano group, a cyclic sulfonic acid ester, and a dicarboxylic acid complex salt (hereinafter sometimes abbreviated as “specific additive”). It is preferable. Hereinafter, the specific additive and other additives will be described separately.

<1−4−1.特定添加剤>
特定添加剤はいずれも、負極上にて還元された特定化合物と反応し、電極反応に好適な被膜状構造物を協奏的に形成するものと考えられる。この作用・原理は、以下に記述する作用・原理に限定されるものではないが、本発明者らは以下のように推測する。(i)ジカルボン酸錯体塩、(ii)フッ素原子を有する環状カーボネート、(iii)炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、(iv)ジフルオロリン酸塩、(v)フルオロ硫酸塩、(vi)イソシアナト基を有する化合物、(vii)シアノ基を有する化合物、及び(viii)環状スルホン酸エステルについて、特定化合物の還元により負極表面にて形成された求核種Nuとの推定反応機構を以下に示す。
<1-4-1. Specific additive>
All of the specific additives are considered to react with the specific compound reduced on the negative electrode to form a film-like structure suitable for the electrode reaction in concert. Although this action / principle is not limited to the action / principle described below, the present inventors presume as follows. (I) dicarboxylic acid complex salt, (ii) cyclic carbonate having a fluorine atom, (iii) cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, (iv) difluorophosphate, (v) fluorosulfate, (vi) The presumed reaction mechanism of the compound having an isocyanato group, (vii) the compound having a cyano group, and (viii) the cyclic sulfonate with the nucleophilic species Nu formed on the negative electrode surface by reduction of the specific compound is shown below. .

Figure 0006582730
Figure 0006582730

(反応式中、Catは塩を構成するカチオンである。Qは単結合または2価の有機基、Xは錯体中心元素を含む2価の有機基、Qはフッ素を含む2価の有機基、Qは炭素−炭素不飽和結合を含む2価の有機基、QおよびQは1価の有機基、Qは2価の有機基をそれぞれ表す。)
反応式に示すように、特定添加剤はいずれも求核攻撃受容部位を内包しており、示した各反応を開始反応として、特定化合物と特定添加剤を原料とする、電極反応を好適にサポートする被膜状の構造物を協奏的に形成するものと推定している。
(In the reaction formula, Cat is a cation constituting a salt. Q 1 is a single bond or a divalent organic group, X is a divalent organic group containing a complex central element, and Q 2 is a divalent organic containing fluorine. Group, Q 3 represents a divalent organic group containing a carbon-carbon unsaturated bond, Q 6 and Q 7 represent a monovalent organic group, and Q 8 represents a divalent organic group.)
As shown in the reaction formula, each of the specific additives contains a nucleophilic attack accepting site, and each electrode reaction is the starting reaction, and the electrode reaction using the specific compound and the specific additive as raw materials is well supported. It is presumed that the film-like structure to be formed is formed in concert.

特定添加剤の分子量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、50以上、250以下であるものが好ましい。この範囲であると、非水系電解液に対する特定添加剤の溶解性が良好で、添加の効果を十分に発現することができる。
また、特定添加剤の製造方法にも特に制限は無く、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。また、市販のものを用いてもよい。
The molecular weight of the specific additive is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but those having a molecular weight of 50 or more and 250 or less are preferable. Within this range, the solubility of the specific additive in the non-aqueous electrolyte is good, and the effect of addition can be sufficiently exhibited.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the manufacturing method of a specific additive, It is possible to select and manufacture a well-known method arbitrarily. A commercially available product may also be used.

また、特定添加剤は、本発明の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で含有させてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有させてもよい。   In addition, the specific additive may be included alone in the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, or two or more specific additives may be combined in any combination and ratio.

<1−4−1−1.ジカルボン酸錯体塩>
特定添加剤のうち、ジカルボン酸錯体塩としては、特に限定されず、任意のジカルボン酸錯体塩を用いることができる。
ジカルボン酸錯体塩の例としては、錯体中心元素がホウ素であるジカルボン酸錯体塩、錯体中心元素がリンであるジカルボン酸錯体塩等が挙げられる。
<1-4-1-1. Dicarboxylic acid complex salt>
Among the specific additives, the dicarboxylic acid complex salt is not particularly limited, and any dicarboxylic acid complex salt can be used.
Examples of the dicarboxylic acid complex salt include a dicarboxylic acid complex salt whose complex central element is boron, and a dicarboxylic acid complex salt whose complex central element is phosphorus.

錯体中心元素がホウ素であるジカルボン酸錯体塩の具体例としては、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、リチウムビス(マロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(マロナト)ボレート、リチウムビス(メチルマロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(メチルマロナト)ボレート、リチウムビス(ジメチルマロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(ジメチルマロナト)ボレート等が挙げられる。   Specific examples of the dicarboxylic acid complex salt whose complex central element is boron include lithium bis (oxalato) borate, lithium difluoro (oxalato) borate, lithium bis (malonate) borate, lithium difluoro (malonato) borate, lithium bis (methylmalonate) Examples thereof include borate, lithium difluoro (methylmalonate) borate, lithium bis (dimethylmalonate) borate, and lithium difluoro (dimethylmalonate) borate.

錯体中心元素がリンであるジカルボン酸錯体塩の具体例としては、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート、リチウムトリス(マロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(マロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(マロナト)ホスフェート、リチウムトリス(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムトリス(ジメチルマロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(ジメチルマロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(ジメチルマロナト)ホスフェート等が挙げられる。   Specific examples of the dicarboxylic acid complex salt in which the complex element is phosphorus include lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, lithium tris (malonato) phosphate, lithium difluorobis (Malonate) phosphate, lithium tetrafluoro (malonate) phosphate, lithium tris (methylmalonate) phosphate, lithium difluorobis (methylmalonate) phosphate, lithium tetrafluoro (methylmalonate) phosphate, lithium tris (dimethylmalonate) phosphate, lithium difluorobis (dimethyl) Malonato) phosphate, lithium tetrafluoro (dimethylmalonate) phosphate and the like.

中でも、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェートが、入手の容易さや安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができる点から、より好適に用いられる。   Among them, lithium bis (oxalato) borate, lithium difluoro (oxalato) borate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate are easily available and have a stable film structure It is more preferably used because it can contribute to the formation of an object.

ジカルボン酸錯体塩の含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、2.5質量%以下である。
ジカルボン酸錯体塩の含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができ、また、ガス発生による非水系電解液二次電池の体積膨張を避けることができる。ジカルボン酸錯体塩の含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.5質量%以下、特に好ましくは1.2質量%以下である。
The content of the dicarboxylic acid complex salt is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but are preferably 0.001% by mass or more with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. 5% by mass or less.
When the content of the dicarboxylic acid complex salt is equal to or higher than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, when it is below this upper limit, the increase in the manufacturing cost of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided, and the volume expansion of the non-aqueous electrolyte secondary battery due to gas generation can be avoided. The content of the dicarboxylic acid complex salt is more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 2.0% by mass or less. More preferably, it is 1.5% by mass or less, particularly preferably 1.2% by mass or less.

<1−4−1−2.フッ素原子を有する環状カーボネート>
特定添加剤のうち、フッ素原子を有する環状カーボネート(以下、「F化カーボネート」と略記する場合がある)としては、フッ素原子を有するものであれば、特に限定されず、任意のF化カーボネートを用いることができる。
<1-4-1-2. Cyclic carbonate having a fluorine atom>
Among the specific additives, the cyclic carbonate having a fluorine atom (hereinafter sometimes abbreviated as “F-carbonate”) is not particularly limited as long as it has a fluorine atom. Can be used.

F化カーボネートが有するフッ素原子の数も、1個以上であれば特に限定されず、2個以下が特に好ましい。
F化カーボネートの例としては、フルオロエチレンカーボネート及びその誘導体等が挙げられる。
フルオロエチレンカーボネート及びその誘導体の具体例としては、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。
The number of fluorine atoms in the fluorinated carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, and 2 or less is particularly preferable.
Examples of the fluorinated carbonate include fluoroethylene carbonate and derivatives thereof.
Specific examples of fluoroethylene carbonate and derivatives thereof include fluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4- Methyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-methyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methyl ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (tri Fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate Boneto, 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

これらのF化カーボネートの中でも、フルオロ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、4,4−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が好ましく、特にフルオロエチレンカーボネートは、安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、最も好適に用いられる。
F化カーボネートの含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、10.0質量%以下である。
Among these fluorinated carbonates, fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoroethylene carbonate are preferable, and in particular, fluoroethylene carbonate is a stable film. It is possible to contribute to the formation of the structure, and is most preferably used.
The content of the fluorinated carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, the content of the fluorinated carbonate is preferably 0.001% by mass or more and 10.0% with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. It is below mass%.

F化カーボネートの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができる。F化カーボネートの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは8.0質量%以下、特に好ましくは6.0質量%以下である。   When the content of the fluorinated carbonate is not less than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, the increase in the manufacturing cost of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided as it is below this upper limit. The content of fluorinated carbonate is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 8.0% by mass or less. Especially preferably, it is 6.0 mass% or less.

尚、F化カーボネートは、添加剤のみならず、上記1−2に記載の非水溶媒としても有効な機能を発現する。F化カーボネートを溶媒兼添加剤として用いる場合の配合量に明確な境界は存在せず、記載した配合量をそのまま踏襲できる。   In addition, fluorinated carbonate expresses an effective function not only as an additive but also as the non-aqueous solvent described in 1-2 above. There is no clear boundary in the blending amount when using fluorinated carbonate as a solvent and additive, and the described blending amount can be followed as it is.

<1−4−1−3.炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート>
特定添加剤のうち、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和カーボネート」と略記する場合がある)としては、炭素−炭素二重結合や炭素−炭素三重結合等の炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネートであれば、特に限定されず、任意の不飽和カーボネートを用いることができる。
<1-4-1-3. Cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond>
Among specific additives, as cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter sometimes abbreviated as “unsaturated carbonate”), carbon-carbon double bonds, carbon-carbon triple bonds, etc. If it is a carbonate which has a carbon unsaturated bond, it will not specifically limit, Arbitrary unsaturated carbonates can be used.

不飽和カーボネートの例としては、ビニレンカーボネート類、炭素−炭素不飽和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等が挙げられる。
ビニレンカーボネート類の具体例としては、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等が挙げられる。
炭素−炭素不飽和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、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of the unsaturated carbonate include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond, and the like.
Specific examples of vinylene carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate and the like.
Specific examples of ethylene carbonates substituted with a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, propargyl ethylene carbonate, and the like.

中でも、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートが好ましく、特にビニレンカーボネートは、安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。
不飽和カーボネートの含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、5.0質量%以下である。
Among these, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and ethynyl ethylene carbonate are preferable. In particular, vinylene carbonate can contribute to the formation of a stable film-like structure and is more preferably used.
The content of the unsaturated carbonate is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, the content of the unsaturated carbonate is preferably 0.001% by mass or more and 5.0% with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. It is below mass%.

不飽和カーボネートの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の初期の抵抗増加を避けることができる。不飽和カーボネートの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは4.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下である。   When the content of the unsaturated carbonate is not less than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, the initial resistance increase of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided as it is below this upper limit. The content of the unsaturated carbonate is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 4.0% by mass or less. More preferably, it is 3.0 mass% or less, Most preferably, it is 2.0 mass% or less.

<1−4−1−4.ジフルオロリン酸塩>
特定添加剤のうち、ジフルオロリン酸塩としては、ジフルオロリン酸アニオンを構成要素とする塩であれば、特に限定されず、任意のジフルオロリン酸塩を用いることができる。
ジフルオロリン酸塩の例としては、ジフルオロリン酸リチウム塩、ジフルオロリン酸ナトリウム塩、ジフルオロリン酸カリウム塩、ジフルオロリン酸アンモニウム塩等が挙げられる。
<1-4-1-4. Difluorophosphate>
Among the specific additives, the difluorophosphate is not particularly limited as long as it is a salt having a difluorophosphate anion as a constituent element, and any difluorophosphate can be used.
Examples of the difluorophosphate include lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate, ammonium difluorophosphate, and the like.

中でも、ジフルオロリン酸リチウム塩が好ましく、安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。
ジフルオロリン酸塩の含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、2.0質量%以下である。
Among these, lithium difluorophosphate is preferable, can contribute to the formation of a stable film-like structure, and is more preferably used.
The content of the difluorophosphate is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but are preferably 0.001% by mass or more with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. 0% by mass or less.

ジフルオロリン酸塩の含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができる。ジフルオロリン酸塩の含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1.2質量%以下、特に好ましくは1.1質量%以下である。   When the content of difluorophosphate is at least the lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, the increase in the manufacturing cost of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided as it is below this upper limit. The content of difluorophosphate is more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or less. More preferably, it is 1.2 mass% or less, Most preferably, it is 1.1 mass% or less.

<1−4−1−5.フルオロ硫酸塩>
特定添加剤のうち、フルオロ硫酸塩としては、フルオロ硫酸アニオンを構成要素とする塩であれば、特に限定されず、任意のフルオロ硫酸塩を用いることができる。
フルオロ硫酸塩の例としては、フルオロ硫酸リチウム塩、フルオロ硫酸ナトリウム塩、フルオロ硫酸カリウム塩、フルオロ硫酸アンモニウム塩等が挙げられる。
<1-4-1-5. Fluorosulfate>
Among the specific additives, the fluorosulfate is not particularly limited as long as it is a salt having a fluorosulfuric acid anion as a constituent element, and any fluorosulfate can be used.
Examples of the fluorosulfate include lithium fluorosulfate, sodium fluorosulfate, potassium fluorosulfate, ammonium fluorosulfate, and the like.

中でも、フルオロ硫酸リチウム塩が好ましく、安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。
フルオロ硫酸塩の含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、4.0質量%以下である。
Among these, lithium fluorosulfate is preferable, can contribute to the formation of a stable film-like structure, and is more preferably used.
The content of the fluorosulfate is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, the content of the fluorosulfate is preferably 0.001% by mass or more and 4.0% with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. It is below mass%.

フルオロ硫酸塩の含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができ、また正極集電体に頻繁に用いられるアルミニウムや外装体に頻繁に用いられる金属缶の腐食による性能低下を避けることができる。フルオロ硫酸塩の含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは3.0質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下である。   When the content of the fluorosulfate is equal to or higher than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Further, if it is below this upper limit, it is possible to avoid an increase in the manufacturing cost of the non-aqueous electrolyte secondary battery, and corrosion of aluminum frequently used for the positive electrode current collector and metal can often used for the exterior body. Performance degradation due to can be avoided. The content of fluorosulfate is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 3.0% by mass or less. More preferably, it is 2.5 mass% or less, Most preferably, it is 2.0 mass% or less.

<1−4−1−6.イソシアナト基を有する化合物>
特定添加剤のうち、イソシアナト基を有する化合物(以下、「イソシアネート」と略記する場合がある)としては、特に限定されず、任意のイソシアネートを用いることができる。
イソシアネートの例としては、モノイソシアネート類、ジイソシアネート類、トリイソシアネート類等が挙げられる。
<1-4-1-6. Compound having isocyanato group>
Among the specific additives, the compound having an isocyanato group (hereinafter sometimes abbreviated as “isocyanate”) is not particularly limited, and any isocyanate can be used.
Examples of the isocyanate include monoisocyanates, diisocyanates, and triisocyanates.

モノイソシアネート類の具体例としては、イソシアナトメタン、イソシアナトエタン、1−イソシアナトプロパン、1−イソシアナトブタン、1−イソシアナトペンタン、1−イソシアナトヘキサン、1−イソシアナトヘプタン、1−イソシアナトオクタン、1−イソシアナトノナン、1−イソシアナトデカン、イソシアナトシクロヘキサン、メトキシカルボニルイソシアネート、エトキシカルボニルイソシアネート、プロポキシカルボニルイソシアネート、ブトキシカルボニルイソシアネート、メトキシスルホニルイソシアネート、エトキシスルホニルイソシアネート、プロポキシスルホニルイソシアネート、ブトキシスルホニルイソシアネート、フルオロスルホニルイソシアネート等が挙げられる。   Specific examples of monoisocyanates include isocyanatomethane, isocyanatoethane, 1-isocyanatopropane, 1-isocyanatobutane, 1-isocyanatopentane, 1-isocyanatohexane, 1-isocyanatoheptane, 1-isocyanate. Natooctane, 1-isocyanatononane, 1-isocyanatodecane, isocyanatocyclohexane, methoxycarbonyl isocyanate, ethoxycarbonyl isocyanate, propoxycarbonyl isocyanate, butoxycarbonyl isocyanate, methoxysulfonyl isocyanate, ethoxysulfonyl isocyanate, propoxysulfonyl isocyanate, butoxysulfonyl isocyanate And fluorosulfonyl isocyanate.

ジイソシアネート類の具体例としては、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,7−ジイソシアナトヘプタン、1,8−ジイソシアナトオクタン、1,9−ジイソシアナトノナン、1,10−ジイソシアナトデカン、1,3−ジイソシアナトプロペン、1,4−ジイソシアナト−2−ブテン、1,4−ジイソシアナト−2−フルオロブタン、1,4−ジイソシアナト−2,3−ジフルオロブタン、1,5−ジイソシアナト−2−ペンテン、1,5−ジイソシアナト−2−メチルペンタン、1,6−ジイソシアナト−2−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−フルオロヘキサン、1,6−ジイソシアナト−3,4−ジフルオロヘキサン、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−1,1’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,2’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−3,3’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート等が挙げられる。   Specific examples of diisocyanates include 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,7-diisocyanatoheptane, 1,8-diisocyanate. Natooctane, 1,9-diisocyanatononane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,3-diisocyanatopropene, 1,4-diisocyanato-2-butene, 1,4-diisocyanato-2-fluorobutane 1,4-diisocyanato-2,3-difluorobutane, 1,5-diisocyanato-2-pentene, 1,5-diisocyanato-2-methylpentane, 1,6-diisocyanato-2-hexene, 1,6-diisocyanato -3-hexene, 1,6-diisocyanato-3-fluorohexane, 1,6-diisocyanato-3,4-difluorohe Sun, toluene diisocyanate, xylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1, 2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, dicyclohexylmethane-1,1′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,2′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3, 3′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, isophorone diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), bi And black [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and the like. .

トリイソシアネート類の具体例としては、1,6,11−トリイソシアナトウンデカン、4−イソシアナトメチル−1,8−オクタメチレンジイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートメチルベンゼン、1,3,5−トリス(6−イソシアナトヘキサ−1−イル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、4−(イソシアナトメチル)オクタメチレン=ジイソシアネート等が挙げられる。   Specific examples of triisocyanates include 1,6,11-triisocyanatoundecane, 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate, 1,3,5-triisocyanate methylbenzene, 1,3,5 -Tris (6-isocyanatohex-1-yl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 4- (isocyanatomethyl) octamethylene = diisocyanate Can be mentioned.

中でも、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3,5−トリス(6−イソシアナトヘキサ−1−イル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートが、工業的に入手し易いものであり、電解液の製造コストが低く抑えられる点で好ましく、また技術的な観点からも安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。   Among them, 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3,5-tris (6-isocyanatohex-1-yl) -1,3,5-triazine- 2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are industrially easily available It is preferable in that the production cost of the electrolytic solution can be kept low, and it can contribute to the formation of a stable film-like structure from the technical point of view, and is more preferably used.

イソシアネートの含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、1.0質量%以下である。
イソシアネートの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の初期の抵抗増加を避けることができる。イソシアネートの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.7質量%以下、特に好ましくは0.6質量%以下である。
The content of the isocyanate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, the content of the isocyanate is preferably 0.001% by mass or more and 1.0% by mass with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. It is as follows.
When the isocyanate content is not less than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, the initial resistance increase of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided as it is below this upper limit. The content of isocyanate is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 0.8% by mass or less, still more preferably. Is 0.7% by mass or less, particularly preferably 0.6% by mass or less.

<1−4−1−7.シアノ基を有する化合物>
特定添加剤のうち、シアノ基を有する化合物(以下、「ニトリル」と略記する場合がある)としては、特に限定されず、任意のニトリルを用いることができる。
ニトリルの例としては、モノニトリル類、ジニトリル類等が挙げられる。
モノニトリル類の具体例としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ラウロニトリル、2−メチルブチロニトリル、トリメチルアセトニトリル、ヘキサンニトリル、シクロペンタンカルボニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトノニトリル、3−メチルクロトノニトリル、2−メチル−2−ブテン二トリル、2−ペンテンニトリル、2−メチル−2−ペンテンニトリル、3−メチル−2−ペンテンニトリル、2−ヘキセンニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、トリフルオロアセトニトリル、2−フルオロプロピオニトリル、3−フルオロプロピオニトリル、2,2−ジフルオロプロピオニトリル、2,3−ジフルオロプロピオニトリル、3,3−ジフルオロプロピオニトリル、2,2,3−トリフルオロプロピオニトリル、3,3,3−トリフルオロプロピオニトリル、3,3’−オキシジプロピオニトリル、3,3’−チオジプロピオニトリル、1,2,3−プロパントリカルボニトリル、1,3,5−ペンタントリカルボニトリル、ペンタフルオロプロピオニトリル等が挙げられる。
<1-4-1-7. Compound having cyano group>
Among the specific additives, the compound having a cyano group (hereinafter sometimes abbreviated as “nitrile”) is not particularly limited, and any nitrile can be used.
Examples of nitriles include mononitriles and dinitriles.
Specific examples of mononitriles include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, lauronitrile, 2-methylbutyronitrile, trimethylacetonitrile, hexanenitrile, cyclopentanecarbonitrile, Cyclohexanecarbonitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, 2-methyl-2-butenenitryl, 2-pentenenitrile, 2-methyl-2-pentenenitrile, 3-methyl-2 -Pentenenitrile, 2-hexenenitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, trifluoroacetonitrile, 2-fluoropropionitrile, 3-fluoropropionitrile, 2,2-difluor Propionitrile, 2,3-difluoropropionitrile, 3,3-difluoropropionitrile, 2,2,3-trifluoropropionitrile, 3,3,3-trifluoropropionitrile, 3,3′-oxy Examples thereof include dipropionitrile, 3,3′-thiodipropionitrile, 1,2,3-propanetricarbonitrile, 1,3,5-pentanetricarbonitrile, pentafluoropropionitrile and the like.

ジニトリル類の具体例としては、マロノニトリル、サクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルサクシノニトリル、2,2−ジメチルサクシノニトリル、2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,3,3−トリメチルサクシノニトリル、2,2,3,3−テトラメチルサクシノニトリル、2,3−ジエチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジエチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、ビシクロヘキシル−1,1−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−2,2−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−3,3−ジカルボニトリル、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジカルボニトリル、2,3−ジイソブチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジイソブチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、2−メチルグルタロニトリル、2,3−ジメチルグルタロニトリル、2,4−ジメチルグルタロニトリル、2,2,3,3−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,4,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,3,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル、1,4−ジシアノペンタン、2,6−ジシアノヘプタン、2,7−ジシアノオクタン、2,8−ジシアノノナン、1,6−ジシアノデカン、1,2−ジジアノベンゼン、1,3−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノベンゼン、3,3’−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3’−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル等が挙げられる。   Specific examples of dinitriles include malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimonitrile, suberonitrile, azeronitrile, sebacononitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert- Butylmalononitrile, methylsuccinonitrile, 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,3,3-trimethylsuccinonitrile, 2,2,3,3-tetramethylsuccino Nitrile, 2,3-diethyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diethyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, bicyclohexyl-1,1-dicarbonitrile, bicyclohexyl-2,2- Zikal Nitrile, bicyclohexyl-3,3-dicarbonitrile, 2,5-dimethyl-2,5-hexanedicarbonitrile, 2,3-diisobutyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diisobutyl-3 , 3-Dimethylsuccinonitrile, 2-methylglutaronitrile, 2,3-dimethylglutaronitrile, 2,4-dimethylglutaronitrile, 2,2,3,3-tetramethylglutaronitrile, 2,2 , 4,4-tetramethylglutaronitrile, 2,2,3,4-tetramethylglutaronitrile, 2,3,3,4-tetramethylglutaronitrile, maleonitrile, fumaronitrile, 1,4-dicyanopentane, 2,6-dicyanoheptane, 2,7-dicyanooctane, 2,8-dicyanononane, 1,6-dicyanodecane, 1,2- Jianobenzen, 1,3-dicyanobenzene, 1,4-dicyanobenzene, 3,3 '- (ethylenedioxy) dipropionate nitrile, 3,3' - (ethylene dithio) dipropionate nitrile, and the like.

中でも、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル等のジニトリル類が安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。
ニトリルの含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、5.0質量%以下である。
Among them, dinitriles such as malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimonitrile, suberonitrile, azeronitrile, sebacononitrile, undecandinitrile, dodecanedinitrile, etc. can contribute to the formation of a stable film-like structure, More preferably used.
The content of nitrile is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but preferably 0.001% by mass or more and 5.0% by mass with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. It is as follows.

ニトリルの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の初期の抵抗増加を避け、レート特性の悪化を抑制することができる。ニトリルの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは4.0質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下、特に好ましくは2.5質量%以下である。   When the nitrile content is at least this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, when it is below this upper limit, the initial resistance increase of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided, and deterioration of rate characteristics can be suppressed. The nitrile content is more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 4.0% by mass or less, still more preferably. Is 3.0% by mass or less, particularly preferably 2.5% by mass or less.

<1−4−1−8.環状スルホン酸エステル>
特定添加剤のうち、環状スルホン酸エステルとしては、特に限定されず、任意の環状スルホン酸エステルを用いることができる。
環状スルホン酸エステルの例としては、飽和環状スルホン酸エステル、不飽和環状スルホン酸エステル、飽和環状ジスルホン酸エステル、不飽和環状ジスルホン酸エステル等が挙げられる。
<1-4-1-8. Cyclic sulfonate ester>
Among the specific additives, the cyclic sulfonate ester is not particularly limited, and any cyclic sulfonate ester can be used.
Examples of cyclic sulfonic acid esters include saturated cyclic sulfonic acid esters, unsaturated cyclic sulfonic acid esters, saturated cyclic disulfonic acid esters, unsaturated cyclic disulfonic acid esters, and the like.

飽和環状スルホン酸エステルの具体例としては、1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−メチル−1,3−プロパンスルトン、2−メチル−1,3−プロパンスルトン、3−メチル−1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、2−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、3−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、4−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、1−メチル−1,4−ブタンスルトン、2−メチル−1,4−ブタンスルトン、3−メチル−1,4−ブタンスルトン、4−メチル−1,4−ブタンスルトン等が挙げられる。   Specific examples of the saturated cyclic sulfonate ester include 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, and 3-fluoro-1,3-propane sultone. 1-methyl-1,3-propane sultone, 2-methyl-1,3-propane sultone, 3-methyl-1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1-fluoro-1,4-butane sultone, 2-fluoro-1,4-butane sultone, 3-fluoro-1,4-butane sultone, 4-fluoro-1,4-butane sultone, 1-methyl-1,4-butane sultone, 2-methyl-1,4-butane sultone, Examples include 3-methyl-1,4-butane sultone and 4-methyl-1,4-butane sultone.

不飽和環状スルホン酸エステルの具体例としては、1−プロペン−1,3−スルトン、2−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、1−ブテン−1,4−スルトン、2−ブテン−1,4−スルトン、3−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン等が挙げられる。   Specific examples of the unsaturated cyclic sulfonate ester include 1-propene-1,3-sultone, 2-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 2-fluoro- 1-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 2-fluoro-2-propene-1,3- Sultone, 3-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 1-methyl-1-propene-1,3-sultone, 2-methyl-1-propene-1,3-sultone, 3-methyl-1- Propene-1,3-sultone, 1-methyl-2-propene-1,3-sultone, 2-methyl-2-propene-1,3-sultone, 3-methyl-2-propene-1,3-sultone, 1-butene-1, -Sultone, 2-butene-1,4-sultone, 3-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 2-fluoro-1-butene-1,4-sultone 3-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 2-fluoro-2-butene -1,4-sultone, 3-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 2 -Fluoro-3-butene-1,4-sultone, 3-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 1-methyl-1-butene-1 , 4-sultone, 2-methyl-1-butene 1,4-sultone, 3-methyl-1-butene-1,4-sultone, 4-methyl-1-butene-1,4-sultone, 1-methyl-2-butene-1,4-sultone, 2- Methyl-2-butene-1,4-sultone, 3-methyl-2-butene-1,4-sultone, 4-methyl-2-butene-1,4-sultone, 1-methyl-3-butene-1, Examples include 4-sultone, 2-methyl-3-butene-1,4-sultone, 3-methyl-3-butene-1,4-sultone, 4-methyl-3-butene-1,4-sultone, and the like.

中でも、1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトンが、入手の容易さや安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができる点から、より好適に用いられる。
環状スルホン酸エステルの含有量は、特に限定されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、好ましくは0.001質量%以上、3.0質量%以下である。
Among them, 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3- Sultone is more preferably used because it can be easily obtained and can contribute to the formation of a stable film-like structure.
The content of the cyclic sulfonic acid ester is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is preferably 0.001% by mass or more with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention. 0% by mass or less.

環状スルホン酸エステルの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができる。環状スルホン酸エステルの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上、また、より好ましくは2.5質量%以下、更に好ましくは2.0質量%以下、特に好ましくは1.8質量%以下である。   When the content of the cyclic sulfonic acid ester is not less than this lower limit, a sufficient effect of improving cycle characteristics can be provided to the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, the increase in the manufacturing cost of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided as it is below this upper limit. The content of the cyclic sulfonic acid ester is more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 2.5% by mass or less. More preferably, it is 2.0 mass% or less, Most preferably, it is 1.8 mass% or less.

<1−4−2.その他添加剤>
特定添加剤以外の添加剤としては、過充電防止剤、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するための助剤等が挙げられる。
<1-4-2. Other additives>
Examples of additives other than the specific additive include an overcharge inhibitor, an auxiliary agent for improving capacity retention characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage, and the like.

<1−4−2−1.過充電防止剤>
過充電防止剤の具体例としては、トルエン、キシレン等のトルエン誘導体;ビフェニル、2−メチルビフェニル、3−メチルビフェニル、4−メチルビフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたビフェニル誘導体;o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体;無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体の部分水素化物;シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等のシクロアルキルベンゼン誘導体;クメン、1,3−ジイソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン等のベンゼン環に直接結合する第3級炭素を有するアルキルベンゼン誘導体;t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、t−ヘキシルベンゼン等のベンゼン環に直接結合する第4級炭素を有するアルキルベンゼン誘導体;ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の酸素原子を有する芳香族化合物;等の芳香族化合物が挙げられる。
<1-4-2-1. Overcharge prevention agent>
Specific examples of the overcharge inhibitor include toluene derivatives such as toluene and xylene; biphenyl derivatives substituted with an unsubstituted or alkyl group such as biphenyl, 2-methylbiphenyl, 3-methylbiphenyl, and 4-methylbiphenyl; o- Terphenyl derivatives that are unsubstituted or substituted with alkyl groups such as terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl; partial hydrides of terphenyl derivatives that are unsubstituted or substituted with alkyl groups; cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, etc. Cycloalkylbenzene derivatives of the following: alkylbenzene derivatives having a tertiary carbon directly bonded to a benzene ring such as cumene, 1,3-diisopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene; t-butylbenzene, t-amylbenzene, t-hexyl Benzene rings such as benzene Alkylbenzene derivative having a quaternary carbon direct bond; diphenyl ether, aromatic compounds having an oxygen atom of dibenzofuran and the like; aromatic compounds, and the like.

更に、他の過充電防止剤の具体例としては、フルオロベンゼン、フルオロトルエン、ベンゾトリフルオリド、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前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、1,6−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物;等も挙げられる。   Furthermore, specific examples of other overcharge preventing agents include partially fluorinated products of the aromatic compounds such as fluorobenzene, fluorotoluene, benzotrifluoride, 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene and the like. And fluorinated anisole compounds such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole and 1,6-difluoroanisole;

なお、これらの過充電防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせで併用してもよい。また、任意の組合せで併用する場合にも上記に例示し同一の分類の化合物で併用してもよく、異なる分類の化合物で併用してもよい。
過充電防止剤を配合する場合、過充電防止剤の配合量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、好ましくは0.001質量%以上、10質量%以下の範囲である。
In addition, these overcharge inhibitors may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations. Moreover, when using together by arbitrary combinations, it may use together by the compound of the same classification illustrated above and may be used together by a compound of a different classification | category.
When blending the overcharge inhibitor, the blending amount of the overcharge inhibitor is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 0.001% by mass or more based on the whole non-aqueous electrolyte. It is the range of 10 mass% or less.

本発明の非水系電解液に過充電防止剤を、本発明の効果を著しく損なわない範囲で含有させることは、万が一、誤った使用法や充電装置の異常等の過充電保護回路が正常に動作しない状況になり過充電されたとしても、非水系電解液二次電池の安全性が向上するので好ましい。   If the non-aqueous electrolyte of the present invention contains an overcharge inhibitor within a range that does not significantly impair the effects of the present invention, the overcharge protection circuit such as an incorrect usage or an abnormality of the charging device should operate normally. Even if the battery is overcharged due to the situation, it is preferable because the safety of the non-aqueous electrolyte secondary battery is improved.

<1−4−2−2.助剤>
一方、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するための助剤の具体例としては、次のようなものが挙げられる。
コハク酸、マレイン酸、フタル酸等のジカルボン酸の無水物;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等の不飽和結合を有するカーボネートに該当するもの以外のカーボネート化合物;エチレンサルファイト等の環状サルファイト;メタンスルホン酸メチル、ブスルファン等の鎖状スルホン酸エステル;スルホラン、スルホレン等の環状スルホン;ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン等の鎖状スルホン;ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のスルフィド類;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スルホンアミド類等の含硫黄化合物;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−イミダゾリジノン等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、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、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。
<1-4-2-2. Auxiliary>
On the other hand, specific examples of the auxiliary for improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage include the following.
Dicarboxylic acid anhydrides such as succinic acid, maleic acid and phthalic acid; carbonate compounds other than those corresponding to carbonates having an unsaturated bond such as erythritan carbonate and spiro-bis-dimethylene carbonate; cyclic compounds such as ethylene sulfite Sulfite; Chain sulfonate such as methyl methanesulfonate and busulfan; Cyclic sulfone such as sulfolane and sulfolen; Chain sulfone such as dimethylsulfone, diphenylsulfone and methylphenylsulfone; Dibutyldisulfide, dicyclohexyldisulfide, tetramethylthiurammono Sulfides such as sulfides; sulfur-containing compounds such as sulfonamides such as N, N-dimethylmethanesulfonamide and N, N-diethylmethanesulfonamide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1- Nitrogen-containing compounds such as til-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; hydrocarbon compounds such as heptane, octane and cycloheptane; fluorobenzene, difluorobenzene and benzo And fluorine-containing aromatic compounds such as trifluoride.

なお、これらの助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、本発明の非水系電解液がこれらの助剤を含有する場合、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、好ましくは0.001質量%以上、10質量%以下の範囲である。
In addition, these adjuvants may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
Further, when the non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains these auxiliaries, it is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but preferably 0.001% by mass or more based on the whole non-aqueous electrolyte solution. It is the range of 10 mass% or less.

<1−5.非水系電解液の製造方法>
本発明の非水系電解液は、前述の非水溶媒に、電解質と、特定化合物と、必要に応じて前述の「添加剤」や「助剤」を溶解することにより調製することができる。
非水系電解液を調製するに際しては、非水系電解液の各原料、すなわち、リチウム塩等の電解質、特定化合物、非水溶媒、添加剤、助剤等は、予め脱水しておくことが好ましい。脱水の程度としては、通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下となるまで脱水することが望ましい。
<1-5. Method for producing non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention can be prepared by dissolving the electrolyte, the specific compound, and, if necessary, the above-mentioned “additive” and “auxiliary” in the above-described non-aqueous solvent.
In preparing the non-aqueous electrolyte solution, it is preferable that each raw material of the non-aqueous electrolyte solution, that is, an electrolyte such as a lithium salt, a specific compound, a non-aqueous solvent, an additive, an auxiliary agent, and the like be dehydrated in advance. The degree of dehydration is usually 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less.

非水系電解液中の水分を除去することで、水の電気分解、水とリチウム金属との反応、リチウム塩の加水分解等が生じ難くなる。脱水の手段としては特に制限はないが、例えば、脱水する対象が非水溶媒等の液体の場合は、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を用いればよい。また脱水する対象が電解質等の固体の場合は、分解が起きる温度未満で加熱して乾燥させればよい。   By removing moisture in the non-aqueous electrolyte, water electrolysis, water-lithium metal reaction, lithium salt hydrolysis, and the like are less likely to occur. The dehydration means is not particularly limited. For example, when the object to be dehydrated is a liquid such as a non-aqueous solvent, a desiccant such as molecular sieve may be used. In addition, when the object to be dehydrated is a solid such as an electrolyte, it may be dried by heating at a temperature lower than the temperature at which decomposition occurs.

[2.非水系電解液二次電池]
本発明の非水系電解液二次電池は、金属イオンを吸蔵及び放出し得る負極及び正極と前記の本発明の非水系電解液とを備えるものである。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises a negative electrode and a positive electrode that can occlude and release metal ions, and the non-aqueous electrolyte of the present invention.

<2−1.電池構成>
本発明の非水系電解液二次電池は、後述する正極および上述の非水系電解液以外の構成については、従来公知の非水系電解液二次電池と同様であり、通常は、本発明の非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。従って、本発明の非水系電解液二次電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
<2-1. Battery configuration>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is the same as the conventionally known non-aqueous electrolyte secondary battery except for the positive electrode described later and the non-aqueous electrolyte described above. A positive electrode and a negative electrode are laminated via a porous film (separator) impregnated with an aqueous electrolyte solution, and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

<2−2.非水系電解液>
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混合して用いることも可能である。
<2-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, the above-described non-aqueous electrolyte of the present invention is used. In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is also possible to mix and use other nonaqueous electrolyte solution with respect to the nonaqueous electrolyte solution of this invention.

<2−3.負極>
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、金属化合物系材料、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 is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release metal ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, metal compound materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination.

<2−3−1.炭素質材料>
負極活物質として用いられる炭素質材料としては、特に限定されないが、下記(ア)〜(エ)から選ばれるものが、初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスがよく好ましい。
(ア)天然黒鉛
(イ)人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を400から3200℃の範囲で1回以上熱処理した炭素質材料
(ウ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる結晶性を有する炭素質から成り立ち、かつ/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(エ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる配向性を有する炭素質から成り立ち、かつ/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(ア)〜(エ)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。
<2-3-1. Carbonaceous material>
The carbonaceous material used as the negative electrode active material is not particularly limited, but a material selected from the following (A) to (D) is preferable because it has a good balance between initial irreversible capacity and high current density charge / discharge characteristics.
(A) Natural graphite (I) Artificial carbonaceous material and carbonaceous material obtained by heat treating artificial graphite material at least once in the range of 400 to 3200 ° C. (C) The negative electrode active material layer has at least two different crystallinities. (D) a negative electrode active material layer comprising carbonaceous materials having at least two different orientations, and / or a carbonaceous material having an interface with which the different crystalline carbonaceous materials are in contact. And / or the carbonaceous materials (a) to (d) having an interface with which the carbonaceous materials having different orientations are in contact may be used alone or in any combination of two or more. And may be used in combination in a ratio.

上記(イ)の人造炭素質物質又は人造黒鉛質物質の具体例としては、天然黒鉛、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ及びこれらピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物及びこれらの炭化物、並びに炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液状の炭化物等が挙げられる。
炭素質材料の性質については、次に示す(1)〜(8)のいずれか1項目又は複数の項目を同時に満たしていることが望ましい。
Specific examples of the artificial carbonaceous material or artificial graphite material of (i) above include natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch and those pitch-oxidized, needle coke, Pitch coke and carbon materials partially graphitized thereof, furnace black, acetylene black, pyrolysis products of organic substances such as pitch-based carbon fibers, carbonizable organic substances and their carbides, and carbonizable organic substances as benzene, toluene, Examples include solution-like carbides dissolved in low-molecular organic solvents such as xylene, quinoline, and n-hexane.
As for the properties of the carbonaceous material, it is desirable that any one or a plurality of items (1) to (8) below be satisfied 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)は、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以下がより好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、好ましくは1.0nm以上であり、より好ましくは1.5nm以上、更に好ましくは2nm以上である。
(1) X-ray parameters The d-value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method of carbonaceous materials is preferably 0.335 nm or more, and is usually 0.8. It is 360 nm or less, preferably 0.350 nm or less, and more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, more preferably 1.5 nm or more, and still more preferably 2 nm or more.

(2)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)が、通常1μm以上であり、3μm以上がより好ましく、5μm以上が更に好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、好ましくは100μm以下であり、50μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましく、30μm以下が特に好ましく、25μm以下がとりわけ好ましい。体積基準平均粒径が上記範囲内であると、不可逆容量が増大しすぎることもなく、初期の電池容量の損失を招くことを回避しやすくなる。また、塗布により電極を作製する際に、均一に塗面しやすく、電池製作工程上望ましい。 体積基準平均粒径を測定するには、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(約10mL)に炭素質材料粉末を分散させて、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、炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。
(2) Volume-based average particle diameter The volume-based average particle diameter of the carbonaceous material is usually 1 μm or more, and more preferably 3 μm or more, based on the volume-based average particle diameter (median diameter) determined by the laser diffraction / scattering method. It is more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, further preferably 40 μm or less, particularly preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less. When the volume reference average particle diameter is within the above range, the irreversible capacity does not increase excessively, and it is easy to avoid incurring loss of the initial battery capacity. In addition, when an electrode is produced by coating, it is easy to uniformly coat the surface, which is desirable in the battery manufacturing process. In order to measure the volume-based average particle size, a carbonaceous material powder is dispersed in a 0.2% by mass aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and laser diffraction / A scattering type particle size distribution meter (LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.) is used. The median diameter determined 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が、好ましくは0.01以上であり、0.03以上がより好ましく、0.1以上が更に好ましく、また、好ましくは1.5以下であり、1.2以下がより好ましく、1以下が更に好ましく、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 preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, as measured using an argon ion laser Raman spectrum method. It is more preferably 0.1 or more, preferably 1.5 or less, more preferably 1.2 or less, still more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が上記範囲にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合にも、負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。
また、炭素質材料の1580cm−1付近のラマン半値幅は、特に限定されないが、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以下がより好ましく、40cm−1以下が特に好ましい。
When the Raman R value is in the above range, the crystallinity of the particle surface is in an appropriate range, and it is possible to suppress a decrease in sites where Li enters between layers with charge / discharge, and charge acceptability is hardly lowered. Further, even when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, it is difficult to cause a decrease in load characteristics. Furthermore, it is difficult to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.
Moreover, the Raman half-width in the vicinity of 1580 cm −1 of the carbonaceous material is not particularly limited, but is 10 cm −1 or more, preferably 15 cm −1 or more, and is usually 100 cm −1 or less, and 80 cm −1 or less. Preferably, 60 cm −1 or less is more preferable, and 40 cm −1 or less is particularly preferable.

ラマン半値幅が上記範囲にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合にも、負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。
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。
When the Raman half width is in the above range, the crystallinity of the particle surface is in an appropriate range, and the decrease in the sites where Li enters between the layers can be suppressed with charge / discharge, and the charge acceptability is hardly lowered. Further, even when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, it is difficult to cause a decrease in load characteristics. Furthermore, it is difficult to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.
The measurement of the Raman spectrum, using a Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation Raman spectrometer), the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and while irradiating the sample surface in the cell with argon ion laser light, This is done by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam. 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 width of the peak PA near 1580 cm −1 of the obtained Raman spectrum is measured, and this is defined as the Raman half width of the 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: 514.5nm
・ Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10-20cm -1
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
・ Raman R value, Raman half width analysis: Background processing ・ Smoothing processing: Simple average, 5 points of convolution

(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が、好ましくは0.1m・g−1以上であり、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、好ましくは100m・g−1以下であり、25m・g−1以下がより好ましく、15m・g−1以下が更に好ましく、10m・g−1以下が特に好ましい。
(4) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the carbonaceous material, the value of the specific surface area measured using the BET method is preferably 0.1 m 2 · g −1 or more, and 0.7 m 2 · g −1. The above is more preferable, 1.0 m 2 · g −1 or more is further preferable, 1.5 m 2 · g −1 or more is particularly preferable, and preferably 100 m 2 · g −1 or less, and 25 m 2 · g −. 1 or less is more preferable, 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内にあると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウム等のカチオンの受け入れ性がよく、リチウム等が電極表面で析出し難くなり、安定性の低下を回避しやすい。さらに。非水系電解液との反応性が抑制でき、ガス発生が少なく、好ましい電池が得られ易い。
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、炭素質材料のBET比表面積と定義する。
When the value of the BET specific surface area is within the above range, the acceptability of cations such as lithium is good at the time of charging when used as a negative electrode material, lithium and the like are difficult to precipitate on the electrode surface, and a decrease in stability is avoided. Cheap. further. The reactivity with the non-aqueous electrolyte can be suppressed, gas generation is small, and a preferable battery is easily obtained.
The specific surface area was measured by the BET method using a surface area meter (a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is used. 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に近いほど望ましい。好ましくは0.1以上であり、0.5以上がより好ましく、0.8以上が更に好ましく、0.85以上が特に好ましく、0.9以上がとりわけ好ましい。
(5) Circularity When the circularity is measured as a spherical degree of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere. It is desirable that the circularity of particles having a carbonaceous material particle size in the range of 3 to 40 μm is closer to 1. Preferably it is 0.1 or more, 0.5 or more is more preferable, 0.8 or more is further more preferable, 0.85 or more is especially preferable, and 0.9 or more is especially preferable.

高電流密度充放電特性は、一般に円形度が大きいほど向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。
炭素質材料の円形度の測定は、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、炭素質材料の円形度と定義する。
High current density charge / discharge characteristics generally improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be lowered for a short time.
The circularity of the carbonaceous material is measured using a flow 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 an ultrasonic wave of 28 kHz is output at 60 W for 1 After irradiating for minutes, the detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured for particles in the range of 3 to 40 μm. The circularity determined by the measurement is defined as the circularity of the carbonaceous material.

円形度を向上させる方法は、特に限定されないが、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若しくは、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 a spheroidized sphere is preferable because the shape of the interparticle void when the electrode body is formed is preferable. Examples of spheroidizing treatment include a method of mechanically approximating a sphere by applying a shearing force and a compressive force, a mechanical / physical processing method of granulating a plurality of fine particles by an adhesive force possessed by a binder or particles, etc. Is mentioned.

(6)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、好ましくは0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上がより好ましく、0.7g・cm−3以上が更に好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましい。また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下がより好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。
(6) The tap density of the tap density carbonaceous material, preferably at 0.1 g · cm -3 or more, 0.5 g · cm -3 or more, and more preferably 0.7 g · cm -3 or more, 1 g · cm −3 or more is particularly preferable. Moreover, 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 especially preferable.

タップ密度が、上記範囲内であると、負極として用いた場合に充填密度を十分確保でき、高容量の電池を得ることができる。さらに、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎず、粒子間の導電性が確保され、好ましい電池特性が得易くなる。
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。
When the tap density is within the above range, a sufficient packing density can be secured when used as a negative electrode, and a high-capacity battery can be obtained. Furthermore, voids between the particles in the electrode are not reduced too much, conductivity between the particles is ensured, and preferable battery characteristics are easily obtained.
The tap density is measured by passing through a sieve having an opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell and filling the sample to the upper end surface of the cell, and then measuring a powder density measuring device (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. 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、好ましくは0.005以上であり、0.01以上がより好ましく、0.015以上が更に好ましく、また、好ましくは0.67以下である。配向比が、上記範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(7) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.015 or more, and preferably 0.67 or less. When the orientation ratio is below the above range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

炭素質材料の配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定することにより求める。具体的には、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。得られた炭素質材料の(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 of the carbonaceous material is obtained by measuring by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. Specifically, a molded body obtained by filling 0.47 g of a sample into a molding machine having a diameter of 17 mm and compressing with a 58.8 MN · m −2 is flush with the surface of the measurement sample holder using clay. Then, the X-ray diffraction is measured. From the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbonaceous material, 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.

このときのX線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions at this time are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degree Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degrees 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(粉)
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下がより好ましい。アスペクト比が、上記範囲を外れると、極板化時にスジ引きが起きたりし、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(8) Aspect ratio (powder)
The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more and usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less. If the aspect ratio is out of the above range, streaking may occur when forming an electrode plate, a uniform coated surface may not be obtained, and high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the carbonaceous material.

炭素質材料の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。具体的には厚さ50ミクロン以下の金属の端面に固定した任意の50個の炭素質材料粒子を選択し、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 aspect ratio of the carbonaceous material is measured by magnifying and observing the carbonaceous material particles with a scanning electron microscope. Specifically, arbitrary 50 carbonaceous material particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 microns or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted, and observed three-dimensionally. Then, the longest diameter A of the carbonaceous material particles and the shortest diameter B orthogonal thereto are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) obtained by the measurement is defined as the aspect ratio of the carbonaceous material.

<2−3−2.金属化合物系材料>
負極活物質として用いられる金属化合物系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に限定されず、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、燐化物等の化合物が挙げられる。このような金属化合物としては、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn等の金属を含有する化合物が挙げられる。なかでも、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金であることが好ましく、周期表13族又は14族の金属・半金属元素(すなわち炭素を除く)を含む材料であることがより好ましく、更には、ケイ素(Si)、スズ(Sn)又は鉛(Pb)(以下、これら3種の元素を「SSP金属元素」という場合がある)の単体金属若しくはこれら原子を含む合金、又は、それらの金属(SSP金属元素)の化合物であることが好ましい。最も好ましいのはケイ素である。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-3-2. Metal compound materials>
The metal compound-based material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, and is a single metal or alloy that forms a lithium alloy, or oxides, carbides, nitrides, silicides thereof. Compounds such as oxides, sulfides and phosphides. Examples of such metal compounds include compounds containing metals such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, and Zn. Among them, a single metal or an alloy that forms a lithium alloy is preferable, and a material containing a metal / metalloid element (that is, excluding carbon) of Group 13 or Group 14 of the periodic table is more preferable. A single metal of silicon (Si), tin (Sn), or lead (Pb) (hereinafter, these three elements may be referred to as “SSP metal elements”), an alloy containing these atoms, or a metal thereof (SSP) A compound of (metal element) is preferable. Most preferred is silicon. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

SSP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の例としては、いずれか1種のSSP金属元素の金属単体、2種以上のSSP金属元素からなる合金、1種又は2種以上のSSP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SSP金属元素を含有する化合物、又は、その化合物の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、燐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、電池の高容量化が可能である。   Examples of the negative electrode active material having at least one atom selected from SSP metal elements include a single metal of any one SSP metal element, an alloy composed of two or more SSP metal elements, one or more kinds Alloys composed of SSP metal elements and other one or more metal elements, and compounds containing one or more SSP metal elements, or oxides, carbides, and nitrides of the compounds And composite compounds such as silicides, sulfides and phosphides. By using these simple metals, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, the capacity of the battery can be increased.

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例として挙げることができる。より具体的には、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。また例えばスズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、更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 complex compounds combined with several elements, such as a metal simple substance, an alloy, or a nonmetallic element, can also be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. In addition, for example, in the case of tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not operate as a negative electrode, and a nonmetallic element can also be used. .

これらの負極活物質の中でも、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SSP金属元素の金属単体、2種以上のSSP金属元素の合金、SSP金属元素の酸化物や炭化物、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、窒化物等が好ましく、ケイ素の金属単体、合金、酸化物や炭化物等が単位質量当りの容量及び環境負荷の観点から最も好ましい。   Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when a battery is formed, any one element of an SSP metal element, an alloy of two or more SSP metal elements, oxidation of an SSP metal element In particular, silicon and / or tin metal simple substance, alloy, oxide, carbide, nitride, etc. are preferable, and silicon metal simple substance, alloy, oxide, carbide, etc. per unit mass. The most preferable from the viewpoint of the capacity and environmental load.

また、金属単体又は合金を用いるよりは単位質量当りの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。
・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの酸化物」。
In addition, although the capacity per unit mass is inferior to that of using a single metal or an alloy, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferred because of excellent cycle characteristics.
The element ratio of silicon and / or tin to oxygen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Silicon and / or tin oxide” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.

・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの窒化物」。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの炭化物」。
なお、上述の負極活物質は、いずれか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。
-Element ratio of silicon and / or tin and nitrogen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Silicon and / or tin nitride” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
The elemental ratio of silicon and / or tin to carbon is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Carbide of silicon and / or tin” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
In addition, any one of the above-described negative electrode active materials may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

<2−3−3.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限定はされないが、チタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、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。)が特に好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、リチウムイオン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。
<2-3-3. Lithium-containing metal composite oxide material>
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but lithium-containing composite metal oxide materials containing titanium are preferable, and lithium and titanium composite oxidation (Hereinafter sometimes abbreviated as “lithium titanium composite oxide”) is particularly preferable. That is, it is particularly preferable to use a lithium titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery because 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。
負極活物質としての上記金属酸化物としては、下記一般式(5)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、一般式(5)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. Those substituted with one element are also preferred.
The metal oxide as the negative electrode active material is a lithium-titanium composite oxide represented by the following general formula (5). In the general formula (5), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 It is preferable that ≦ y ≦ 2.3 and 0 ≦ z ≦ 1.6 because the structure upon doping and dedoping of lithium ions is stable.

LiTi (5)
(一般式(5)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種の元素を表す。)
上記の一般式(5)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。
Li x Ti y M z O 4 (5)
(In General Formula (5), 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.)
Among the compositions represented by the general formula (5),
(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
This structure is particularly preferable because of a good balance of battery performance.

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。
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]〜[8]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。
Particularly preferred 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 . As for the structure of z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.
In addition to the above requirements, the lithium titanium composite oxide as the negative electrode active material in the present invention further satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shapes shown in the following [1] to [8]. It is 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 as measured by the BET method. 7 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.0 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.5 m 2 · g −1 or more is particularly preferred, and 200 m 2 · g −1 or less is preferred, 100 m 2 · g −1 or less is more preferred, 50 m 2 · g −1 or less is more preferred, and 25 m 2 · g −1 or less is particularly preferred.

BET比表面積が、上記範囲内であると、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難く、出力抵抗が増加を防げる。さらに、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の増加を抑え、これに起因する、結晶の歪も生じ難くなるため、好ましい電池が得易くなる。
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、リチウムチタン複合酸化物のBET比表面積と定義する。
When the BET specific surface area is within the above range, the reaction area in contact with the non-aqueous electrolyte when used as the negative electrode material is unlikely to decrease, and the output resistance can be prevented from increasing. Furthermore, since the increase in the surface and end face portions of the metal oxide crystal containing titanium is suppressed and the resulting crystal distortion is less likely to occur, a preferable battery is easily obtained.
The specific surface area of the lithium-titanium composite oxide was preliminarily dried at 350 ° C. for 15 minutes under a nitrogen flow using a surface area meter (a fully automatic surface area measuring device manufactured by Rikura Okura) using a surface area meter. Thereafter, a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method is performed using a nitrogen helium mixed gas that is accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to atmospheric pressure is 0.3. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide.

[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。
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。
[2] Volume-based average particle size The volume-based average particle size of the lithium-titanium composite oxide (secondary particle size when primary particles are aggregated to form secondary particles) is determined by the laser diffraction / scattering method. It is defined by the obtained volume-based average particle diameter (median diameter).
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, further preferably 0.7 μm or more, more preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and 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。
リチウムチタン複合酸化物の体積平均粒径が、上記範囲内であると、負極作製時にバインダーの量を抑えることでき、結果的に電池容量の低下を防ぎ易くなる。さらに、負極極板化時に、均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましい。
Specifically, the volume-based average particle diameter of the lithium-titanium composite oxide was measured by adding a lithium-titanium composite oxide to a 0.2% by mass aqueous solution (10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant. The powder is dispersed and the measurement is performed 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.
When the volume average particle size of the lithium-titanium composite oxide is within the above range, the amount of the binder can be suppressed during the production of the negative electrode, and as a result, it becomes easy to prevent the battery capacity from being lowered. Furthermore, when forming a negative electrode plate, a uniform coating surface is likely to be obtained, which is desirable in the battery manufacturing 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、上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易く、比表面積を確保し易くなるために、出力特性等の電池性能の低下を防ぎ易い。
[3] Average primary particle diameter When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the lithium titanium composite oxide is preferably 0.01 μm or more, 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 further preferable, and 1 μm or less is particularly preferable. When the volume-based average primary particle diameter is within the above range, spherical secondary particles are easily formed and the specific surface area is easily secured, so that it is easy to prevent a decrease in battery performance such as output characteristics.

なお、リチウムチタン複合酸化物の一次粒子径は、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10000〜100000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。   In addition, the primary particle diameter of lithium titanium complex oxide is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification at which particles can be confirmed, for example, a magnification of 10,000 to 100,000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is determined for any 50 primary particles. Obtained and obtained by taking an 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 lithium-titanium composite oxide particles may be any of lump shape, polyhedron shape, spherical shape, elliptical spherical shape, plate shape, needle shape, columnar shape, etc. as used in the past. Thus, it is preferable to form secondary particles, 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。
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 general, an electrochemical element expands and contracts as the active material in the electrode expands and contracts as it is charged and discharged. Therefore, the active material is easily damaged due to the stress or the conductive path is broken. Therefore, it is possible to relieve the stress of expansion and contraction and prevent deterioration when the primary particles are aggregated to form secondary particles, rather than being a single particle active material consisting of only primary particles.
In addition, spherical or oval spherical particles are less oriented during molding of the electrode than plate-like equiaxed particles, so there is less expansion and contraction of the electrode during charge and discharge, and an electrode is produced. The mixing with the conductive material is also preferable because it can be 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、上記範囲内であると、負極として用いた場合に十分な充填密度を確保でき、また粒子間の接触面積を確保できるため、粒子間の抵抗が増加し難く、出力抵抗が増加を防ぎ易い。さらに、電極中の粒子間の空隙も適度なため、非水系電解液の流路を確保できるため、出力抵抗の増加を防ぎ易い。
[5] The tap density of the tap density lithium-titanium composite oxide is preferably from 0.05g · cm -3, 0.1g · cm -3 or more, and more preferably 0.2 g · cm -3 or more, 0 particularly preferred .4g · cm -3 or higher, and is preferably 2.8 g · cm -3 or less, more preferably 2.4 g · cm -3 or less, particularly preferably 2 g · cm -3 or less. When the tap density of the lithium-titanium composite oxide is within the above range, a sufficient packing density can be secured when used as a negative electrode, and a contact area between the particles can be secured, so that the resistance between the particles hardly increases. It is easy to prevent the output resistance from increasing. Furthermore, since the space between the particles in the electrode is also appropriate, the flow path of the non-aqueous electrolyte solution can be secured, so that it is easy to prevent an increase in output resistance.

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、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 the lithium-titanium composite oxide, the sample is passed through a sieve having a mesh size of 300 μm, dropped into a 20 cm 3 tapping cell and filled up to the upper end surface of the cell, and then a powder density measuring device. Using, for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, 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.

[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 spherical degree of the lithium titanium composite oxide, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.

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、円形度が上記範囲内であると、負極活物質の充填性が低下することなく、粒子間の抵抗の増大を防ぎ、短時間高電流密度充放電特性の低下を予防することができる。   The circularity of the lithium-titanium composite oxide is preferably closer to 1. 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. High current density charge / discharge characteristics generally improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is within the above range, the filling property of the negative electrode active material is not lowered, the increase in resistance between particles can be prevented, and the short time high current density charge / discharge characteristics can be prevented.

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 circularity of the lithium titanium composite oxide is measured 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 an ultrasonic wave of 28 kHz is output at 60 W for 1 After irradiating for minutes, the detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured for particles in the range of 3 to 40 μm. The circularity obtained by the measurement is defined as the 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、上記範囲内であると、極板化時にスジ引きが発生し難くなり、均一な塗布面が得られ易いため、短時間高電流密度充放電特性の低下を予防することができる。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, preferably 5 or less, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less. When the aspect ratio is within the above range, streaking is less likely to occur when forming an electrode plate, and a uniform coated surface can be easily obtained. Therefore, it is possible to prevent deterioration of high current density charge / discharge characteristics for a short time. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value 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、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 aspect ratio of the lithium titanium composite oxide is measured by magnifying and observing the particles of the lithium titanium composite oxide with a scanning electron microscope. When 50 arbitrary lithium-titanium composite oxide particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted, and three-dimensional observation is performed. The longest diameter A of the particles and the shortest diameter B orthogonal to the same are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) obtained by the measurement is defined as the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide.

[8]リチウムチタン複合酸化物の製造法
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。
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。
[8] Method for producing lithium-titanium composite oxide The method for producing lithium-titanium composite oxide is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention. A general method is used.
For example, a method of obtaining an active material by uniformly mixing a titanium source material such as titanium oxide, a source material of another element and a Li source of LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 as necessary, and firing at a high temperature. 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活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. As an example, a titanium precursor material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to create a spherical precursor. There is a method in which the active material is obtained by recovering and drying it as necessary, and then adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 and baking at a high temperature.

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活物質を得る方法が挙げられる。
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。
As another example, a titanium raw material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. A method of obtaining an active material by adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and the like to an elliptical spherical precursor and baking at a high temperature can be mentioned.
As yet another method, a titanium raw material such as titanium oxide, a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 and LiNO 3 and a raw material of another element as necessary are dissolved or pulverized in a solvent such as water. There is a method in which it is dispersed and dried by a spray dryer or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, which is then fired at a 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を、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。   Also, during these steps, elements other than Ti, such as Al, Mn, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, C, Si, Sn , Ag may be present in the metal oxide structure containing titanium and / or in contact with the oxide containing titanium. By containing these elements, the operating voltage and capacity of the battery can be controlled.

<2−3−4.負極の構成、物性、調製方法>
上記負極活物質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、非水電解液二次電池については、次に示す(i)〜(vi)のいずれか1項目又は複数の項目を同時に満たしていることが望ましい。
<2-3-4. Structure, physical properties and preparation method of negative electrode>
About the negative electrode containing the said negative electrode active material, an electrode-izing method, a collector, and a nonaqueous electrolyte secondary battery, any one item or a plurality of items of (i) to (vi) shown below are simultaneously applied. It is desirable to satisfy.

(i)負極作製
負極の製造は、本発明の効果を著しく制限しない限り、公知のいずれの方法をも用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
(I) Negative electrode production Any known method can be used for the production of the negative electrode as long as the effects of the present invention are not significantly limited. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do.

(ii)集電体
負極活物質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。
また、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、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、更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。
(Ii) Current collector As the current collector for holding the negative electrode active material, a known material can be arbitrarily used. Examples of the current collector for the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.
In addition, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, or the like when the current collector is a metal material. Among them, a metal thin film is preferable, and a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, and both can be used as a current collector.

(iii)集電体と負極活物質層の厚さの比
集電体と負極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、「(非水系電解液の注液工程の直前の片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上がより好ましく、1以上が特に好ましい。
(Iii) Ratio of thickness of current collector and negative electrode active material layer The ratio of thickness of current collector and negative electrode active material layer is not particularly limited, but “(one side just before the non-aqueous electrolyte injection step) Negative electrode active material layer thickness) / (current collector thickness) "is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, and more preferably 0.1 or more. 4 or more is more preferable, and 1 or more is particularly preferable.

集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲を上回ると、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る場合がある。また、上記範囲を下回ると、負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場合がある。   When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer exceeds the above range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. On the other hand, below the above range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease.

(iv)電極密度
負極活物質を電極化した際の電極構造は、特には限定されず、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がより好ましく、1.3g・cm−3以上が更に好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3g・cm−3以下がより好ましく、2.5g・cm−3以下が更に好ましく、1.7g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲内であると、負極活物質粒子が破壊されにくく、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防ぎ易くなる。さらに、負極活物質間の導電性を確保することができ、電池抵抗が増大することなく、単位容積当たりの容量を稼ぐことができる。
(Iv) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode is not particularly limited, and the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more. .2g · cm -3 or more preferably, 1.3 g · cm -3 or more, and also preferably 4g · cm -3 or less, more preferably 3 g · cm -3 or less, 2.5 g · cm - 3 or less is more preferable, and 1.7 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector is within the above range, the negative electrode active material particles are less likely to be destroyed, and the increase in initial irreversible capacity and the vicinity of the current collector / negative electrode active material interface It becomes easy to prevent deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to a decrease in permeability of the non-aqueous electrolyte. Further, the conductivity between the negative electrode active materials can be secured, and the capacity per unit volume can be earned without increasing the battery resistance.

(v)バインダー・溶媒等
負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常、負極活物質に対して、バインダー(結着剤)、増粘剤等を溶媒に加えて調製される。
負極活物質を結着するバインダーとしては、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。
(V) Binder / Solvent, etc. The slurry for forming the negative electrode active material layer is usually prepared by adding a binder (binder), a thickener and the like to the solvent with respect to the negative electrode active material.
The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used in manufacturing 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、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-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, NBR ( Acrylonitrile / butadiene rubber), rubbery polymers such as ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / Thermoplastic elastomeric polymer such as butadiene / styrene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene Soft resinous polymers such as vinyl acetate copolymer and propylene / α-olefin copolymer; Fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer Polymers: Polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

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。
水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、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、ジメチルスルフォキシド、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。
The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long 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 necessary. Alternatively, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, etc. .

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。
負極活物質に対す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%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、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%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲内であると、電池容量に寄与しないバインダー割合が多くならないので、電池容量の低下を招き難くなる。さらに、負極電極の強度低下も招き難くなる。
In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to add a dispersant or the like in addition to the thickener and make a slurry using a latex such as SBR.
In addition, these solvents may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.6% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, 15% by mass. The following is more preferable, 10 mass% or less is still more preferable, and 8 mass% or less is especially preferable. When the ratio of the binder to the negative electrode active material is within the above range, the ratio of the binder that does not contribute to the battery capacity does not increase, so that the battery capacity is hardly reduced. Furthermore, the strength of the negative electrode is hardly lowered.

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、負極活物質に対す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%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。
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、負極活物質に対するバインダーの割合は、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、8質量%以下が更に好ましい。
In particular, when the main component contains a rubbery polymer typified by SBR, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and 0% 6 mass% or more is more preferable, 5 mass% or less is preferable, 3 mass% or less is more preferable, and 2 mass% or less is still more preferable.
When the main component contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and 3% by mass. The above is more preferable, 15 mass% or less is preferable, 10 mass% or less is more preferable, and 8 mass% or less is still more preferable.

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、燐酸化スターチ、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。   A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

増粘剤を用いる場合、負極活物質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%以上がより好ましい。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%以下がより好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲内にあると、塗布性が良好となる。さらに、負極活物質層に占める負極活物質の割合も適度なものとなり、電池容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する問題が生じ難くなる。   When using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more. Moreover, it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable and 2 mass% or less is more preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is within the above range, the coating property is good. Furthermore, the ratio of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is also moderate, and the problem of a decrease in battery capacity and a problem of an increase in resistance between the negative electrode active materials are less likely to occur.

(vi)負極板の面積
負極板の面積は、特に限定されないが、対向する正極板よりもわずかに大きくして、正極板が負極板から外にはみ出すことがないように設計することが好ましい。また、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。
(Vi) Area of Negative Electrode Plate The area of the negative electrode plate is not particularly limited, but it is preferably designed to be slightly larger than the opposing positive electrode plate so that the positive electrode plate does not protrude from the negative electrode plate. Further, from the viewpoint of suppressing the life of a cycle in which charge and discharge are repeated and deterioration due to high temperature storage, it is preferable that the area be as close to the positive electrode as possible, because the ratio of electrodes that work more uniformly and effectively is increased and the characteristics are improved. In particular, when used with a large current, the design of the area of the negative electrode plate is important.

<2−4.正極>
以下に本発明の非水系電解液二次電池に使用される正極について説明する。
<2−4−1.正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について説明する。
<2-4. Positive electrode>
The positive electrode used for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described below.
<2-4-1. Cathode active material>
The positive electrode active material used for the positive electrode will be described below.

(1)組成
正極活物質としては、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物であり、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が、例えば、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものが好ましく、リチウムと少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物が好ましい。Ni及びCoは、酸化還元の電位が二次電池の正極材として用いるのに好適であり、高容量用途に適しているためである。
(1) Composition The positive electrode active material is a transition metal oxide containing at least Ni and Co, and more than 50 mol% of the transition metal is Ni and Co, and can electrochemically occlude and release metal ions. There is no particular limitation as long as it is, but, for example, a material that can electrochemically occlude and release lithium ions is preferable. It contains lithium, at least Ni, and Co, and more than 50 mol% of the transition metal is Ni. A transition metal oxide which is Co is preferred. This is because Ni and Co are suitable for use as a positive electrode material of a secondary battery because of the oxidation-reduction potential, and are suitable for high capacity applications.

リチウム遷移金属酸化物の遷移金属成分としては、必須元素として、NiとCoが含まれるが、その他の金属としてMn、V、Ti、Cr、Fe、Cu、Al、Mg、Zr、Er等が挙げられ、Mn、Ti、Fe、Al、Mg、Zr等が好ましい。リチウム遷移金属酸化物の具体例としては、例えば、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.052、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1.05Ni0.33Mn0.33Co0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.50Mn0.29Co0.21等が挙げられる。 The transition metal component of the lithium transition metal oxide includes Ni and Co as essential elements, but other metals include Mn, V, Ti, Cr, Fe, Cu, Al, Mg, Zr, Er, and the like. Mn, Ti, Fe, Al, Mg, Zr and the like are preferable. Specific examples of the lithium transition metal oxide include, for example, LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2, LiNi 0.33 Co 0. 33 Mn 0.33 O 2 , Li 1.05 Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , Li 1.05 Ni 0.50 Mn 0.29 Co 0.21 O 2 etc. are mentioned.

中でも、下記組成式(2)で示される遷移金属酸化物であることが好ましい。
Lia1Nib1Coc1d1・・・(2)
(式(2)中、0.9≦a1≦1.1、0.3≦b1≦0.9、0.1≦c1≦0.5、0.0≦d1≦0.5の数値を示し、0.5≦b1+c1かつb1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(2)中、0.1≦d1≦0.5の数値を示すことが好ましい。
NiやCoの組成比およびその他の金属種の組成比が所定の通りであることで、正極から遷移金属が溶出しにくく、かつ、たとえ溶出したとしてもNiやCoは非水系二次電池内での悪影響が小さいためである。
Among these, a transition metal oxide represented by the following composition formula (2) is preferable.
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 (2)
(In formula (2), 0.9 ≦ a1 ≦ 1.1, 0.3 ≦ b1 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c1 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d1 ≦ 0.5 are shown. 0.5 ≦ b1 + c1 and b1 + c1 + d1 = 1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
In the composition formula (2), it is preferable to show a numerical value of 0.1 ≦ d1 ≦ 0.5.
Since the composition ratio of Ni and Co and the composition ratio of other metal species are as specified, the transition metal is difficult to elute from the positive electrode, and even if it elutes, Ni and Co are not contained in the non-aqueous secondary battery. This is because the adverse effect of is small.

中でも、下記組成式(3)で示される遷移金属酸化物であることがより好ましい。
Lia2Nib2Coc2d2・・・(3)
(式(3)中、0.9≦a2≦1.1、0.3≦b2≦0.9、0.1≦c2≦0.5、0.0≦d2≦0.5の数値を示し、c2≦b2かつ0.6≦b2+c2かつb2+c2+d2=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(3)中、0.1≦d2≦0.5の数値を示すことが好ましい。
NiおよびCoが主成分であり、かつNiの組成比がCoの組成比と同じか、もしくはより大きいことで、非水系二次電池正極として用いた際に、安定であり、かつ高容量を取り出すことが可能となるからである。
Among these, a transition metal oxide represented by the following composition formula (3) is more preferable.
Li a2 Ni b2 Co c2 M d2 O 2 (3)
(In formula (3), 0.9 ≦ a2 ≦ 1.1, 0.3 ≦ b2 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c2 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d2 ≦ 0.5 C2 ≦ b2 and 0.6 ≦ b2 + c2 and b2 + c2 + d2 = 1, where M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)
In the composition formula (3), it is preferable to show a numerical value of 0.1 ≦ d2 ≦ 0.5.
When Ni and Co are the main components and the composition ratio of Ni is the same as or larger than the composition ratio of Co, it is stable and takes out a high capacity when used as a positive electrode for a non-aqueous secondary battery. Because it becomes possible.

中でも、下記組成式(4)で示される遷移金属酸化物であることがさらに好ましい。
Lia3Nib3Coc3d3・・・(4)
(式(4)中、0.9≦a3≦1.1、0.35≦b3≦0.9、0.1≦c3≦0.5、0.0≦d3≦0.5の数値を示し、c3<b3かつ0.6≦b3+c3かつb3+c3+d3=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(4)中、0.1≦d3≦0.5の数値を示すことが好ましい。
Among these, a transition metal oxide represented by the following composition formula (4) is more preferable.
Li a3 Ni b3 Co c3 M d3 O 2 (4)
(In formula (4), 0.9 ≦ a3 ≦ 1.1, 0.35 ≦ b3 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c3 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d3 ≦ 0.5 are shown. C3 <b3 and 0.6 ≦ b3 + c3 and b3 + c3 + d3 = 1, where M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)
In the composition formula (4), it is preferable to show a numerical value of 0.1 ≦ d3 ≦ 0.5.

中でも、下記組成式(6)で示される遷移金属酸化物であることが特に好ましい。
Lia4Nib4Coc4d4・・・(6)
(式(6)中、0.9≦a4≦1.1、0.45≦b4≦0.9、0.1≦c4≦0.5、0.0≦d4≦0.5の数値を示し、c4<2+b4かつ0.6≦b4+c4かつb4+c4+d4=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(6)中、0.1≦d4≦0.5の数値を示すことが好ましい。
上記の組成であることで、非水系二次電池正極として用いた際に、特に高容量を取り出すことが可能となるからである。
Among these, a transition metal oxide represented by the following composition formula (6) is particularly preferable.
Li a4 Ni b4 Co c4 M d4 O 2 (6)
(In formula (6), 0.9 ≦ a4 ≦ 1.1, 0.45 ≦ b4 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c4 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d4 ≦ 0.5 are shown. C4 <2 + b4 and 0.6 ≦ b4 + c4 and b4 + c4 + d4 = 1, where M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.
In the composition formula (6), it is preferable to show a numerical value of 0.1 ≦ d4 ≦ 0.5.
It is because it becomes possible to take out especially high capacity | capacitance when it is used as a non-aqueous secondary battery positive electrode because it is said composition.

また、上記の正極活物質のうち2種類以上を混合して使用してもよい。同様に、上記の正極活物質のうち少なくとも1種以上と他の正極活物質を混合して使用してもよい。他の正極活物質の例としては、上記に挙げられていない遷移金属酸化物、遷移金属燐酸化合物、遷移金属ケイ酸化合物、遷移金属ホウ酸化合物が挙げられる。
中でも、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物やオリビン型構造を有するリチウム含有遷移金属燐酸化合物が好ましい。具体的にはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物として、LiMn24、LiMn1.8Al0.24、LiMn1.5Ni0.54等が挙げられる。中でも最も構造が安定であり、非水系電解液二次電池の異常時にも酸素放出しにくく、安全性に優れるためである。
また、リチウム含有遷移金属燐酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO4、Li3Fe2(PO43、LiFeP27等の燐酸鉄類、LiCoPO4等の燐酸コバルト類、LiMnPO4等の燐酸マンガン類、これらのリチウム遷移金属燐酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。
Further, two or more of the positive electrode active materials may be mixed and used. Similarly, at least one of the positive electrode active materials may be mixed with another positive electrode active material. Examples of other positive electrode active materials include transition metal oxides, transition metal phosphate compounds, transition metal silicate compounds, and transition metal borate compounds not listed above.
Among these, lithium manganese composite oxide having a spinel structure and a lithium-containing transition metal phosphate compound having an olivine structure are preferable. Specific examples of the lithium manganese composite oxide having a spinel structure include LiMn 2 O 4 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , and LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 . This is because the structure is most stable, oxygen is not easily released even when the non-aqueous electrolyte secondary battery is abnormal, and safety is excellent.
Further, as the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 3 ) Iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , manganese phosphates such as LiMnPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti , V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, W and the like substituted with other metals.

中でも、リチウム鉄燐酸化合物が好ましい、鉄は資源量も豊富で極めて安価な金属であり、かつ有害性も少ないためである。すなわち、上記の具体例のうち、LiFePO4をより好ましい具体例として挙げることができる。 Among them, a lithium iron phosphate compound is preferable because iron is a very inexpensive metal with abundant resources and less harmful. That is, among the above specific examples, LiFePO 4 can be given as a more preferable specific example.

(2)表面被覆
上記の正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(以後、適宜「表面付着物質」という)が付着したものを用いることもできる。表面付着物質の例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。
(2) Surface coating A material having a composition different from that of the main constituent of the positive electrode active material (hereinafter referred to as “surface adhering substance” as appropriate) may be used on the surface of the positive electrode active material. . Examples of surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, Examples thereof include sulfates such as calcium sulfate and 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正極活物質に含浸添加させた後に乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に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、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ができる。   These surface adhering substances are, for example, a method in which they are dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material, and then dried. Then, 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 to the positive electrode active material precursor and firing simultaneously. In addition, when attaching carbon, the method of attaching carbonaceous material mechanically later, for example in the form of activated carbon etc. can also be used.

正極活物質の表面に付着している表面付着物質の質量は、正極活物質の質量に対して、好ましくは0.1ppm以上であり、1ppm以上がより好ましく、10ppm以上が更に好ましい。また、好ましくは20%以下であり、10%以下がより好ましく、5%以下が更に好ましい。
表面付着物質により、正極活物質表面での非水系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る。また、付着量が上記範囲内にあると、その効果を十分に発現することができ、リチウムイオンの出入りを阻害することなく抵抗も増加し難くなる。
The mass of the surface adhering substance adhering to the surface of the positive electrode active material is preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more with respect to the mass of the positive electrode active material. Further, it is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less.
The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. Moreover, when the adhesion amount is within the above range, the effect can be sufficiently exhibited, and resistance is hardly increased without inhibiting the entry and exit of lithium ions.

(3)形状
正極活物質粒子の形状は、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。また、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又は楕円球状であってもよい。
(3) Shape As the shape of the positive electrode active material particles, a lump shape, a polyhedron shape, a spherical shape, an elliptical spherical shape, a plate shape, a needle shape, a columnar shape, and the like, which are conventionally used, are used. The primary particles may be aggregated to form secondary particles, and the shape of the secondary particles may be spherical or elliptical.

(4)タップ密度
正極活物質のタップ密度は、好ましくは0.5g・cm−3以上であり、1.0g・cm−3以上がより好ましく、1.5g・cm−3以上が更に好ましい。また、好ましくは4.0g・cm−3以下であり、3.7g・cm−3以下がより好ましい。
(4) Tap Density Tap density positive electrode active material, preferably at 0.5 g · cm -3 or more, more preferably 1.0 g · cm -3 or more, 1.5 g · cm -3 or more is more preferable. Further, it is preferably 4.0 g · cm −3 or less, and more preferably 3.7 g · cm −3 or less.

タップ密度の高い金属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。正極活物質のタップ密度が上記範囲内にあると、正極活物質層形成時に必要な分散媒の量が適度なものとなるため、導電材やバインダーの量も適量となるため、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約されることなく、電池容量への影響も少なくなる。   By using a metal composite oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. When the tap density of the positive electrode active material is within the above range, the amount of the dispersion medium necessary for forming the positive electrode active material layer becomes appropriate, and the amount of the conductive material and binder is also appropriate. The positive electrode active material filling rate is not limited, and the battery capacity is less affected.

正極活物質の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容積を満たした後、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、本発明における正極活物質のタップ密度として定義する。 The tap density of the positive electrode active material is measured by passing a sieve having a mesh size of 300 μm, dropping a sample onto a 20 cm 3 tapping cell to fill the cell volume, Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, 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 positive electrode active material in the present invention.

(5)メジアン径d50
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、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
メジアン径d50は、好ましくは0.1μm以上であり、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上が更に好ましく、3μm以上が特に好ましく、また、好ましくは30μm以下であり、20μm以下がより好ましく、16μm以下が更に好ましく、15μm以下が特に好ましい。メジアン径d50が上記範囲内であると、高嵩密度品を得易くなり、さらに、粒子内のリチウムの拡散に時間がかからないため、電池特性が低下し難くなる。また、電池の正極作製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は、スジ引き等も生じ難くなる。
(5) Median diameter d50
The median diameter d50 (secondary particle diameter when primary particles are aggregated to form secondary particles) of the positive electrode active material particles can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer. it can.
The median diameter d50 is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, further preferably 1 μm or more, particularly preferably 3 μm or more, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and more preferably 16 μm. The following is more preferable, and 15 μm or less is particularly preferable. When the median diameter d50 is within the above range, it becomes easy to obtain a high bulk density product, and further, it does not take time for the diffusion of lithium in the particles, so that the battery characteristics are hardly deteriorated. In addition, when the positive electrode of a battery is produced, that is, when an active material, a conductive material, a binder, and the like are slurried with a solvent and applied in a thin film form, streaking is less likely to occur.

なお、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種類以上、任意の比率で混合することで、正極作製時の充填性を更に向上させることもできる。
正極活物質のメジアン径d50の測定は、0.1質量%ヘキサメタ燐酸ナトリウム水溶液を分散媒として用い、粒度分布計(例えば、堀場製作所社製LA−920)を用いて、正極活物質の分散液に対して5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24に設定して測定する。
In addition, the filling property at the time of positive electrode preparation can be further improved by mixing two or more positive electrode active materials having different median diameters d50 in an arbitrary ratio.
The median diameter d50 of the positive electrode active material is measured using a 0.1 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution as a dispersion medium, and using a particle size distribution meter (for example, LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.) In contrast, after the ultrasonic dispersion for 5 minutes, the measurement refractive index is set to 1.24 and measured.

(6)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、正極活物質の平均一次粒子径は、好ましくは0.01μm以上であり、0.05μm以上がより好ましく、0.08μm以上が更に好ましく、0.1μm以上が特に好ましく、また、好ましくは3μm以下であり、2μm以下がより好ましく、1μm以下が更に好ましく、0.6μm以下が特に好ましい。上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易くなり、粉体充填性が適度なものとなり、比表面積を十分確保できるため、出力特性等の電池性能の低下を抑制することができる。
なお、正極活物質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、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。
(6) Average primary particle diameter When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, It is more preferably 0.08 μm or more, particularly preferably 0.1 μm or more, and preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, still more preferably 1 μm or less, and particularly preferably 0.6 μm or less. Within the above range, it becomes easy to form spherical secondary particles, the powder filling property becomes appropriate, and a sufficient specific surface area can be secured, so that deterioration of battery performance such as output characteristics can be suppressed. .
The average primary particle size of the positive electrode active material is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles and obtained by taking the average value. It is done.

(7)BET比表面積
正極活物質のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、好ましくは0.2m・g−1以上であり、0.3m・g−1以上がより好ましく、0.4m・g−1以上が更に好ましく、また、好ましくは4.0m・g−1以下であり、2.5m・g−1以下がより好ましく、1.5m・g−1以下が更に好ましい。BET比表面積の値が、上記範囲内であると、電池性能の低下を防ぎ易い。さらに、十分なタップ密度を確保でき、正極活物質形成時の塗布性が良好となる。
(7) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the positive electrode active material, the value of the specific surface area measured using the BET method is preferably 0.2 m 2 · g −1 or more, and 0.3 m 2 · g −1. or more, and further preferably 0.4 m 2 · g -1 or higher, and preferably not more than 4.0m 2 · g -1, 2.5m more preferably 2 · g -1 or less, 1.5 m 2 · g −1 or less is more preferable. When the value of the BET specific surface area is within the above range, it is easy to prevent a decrease in battery performance. Furthermore, a sufficient tap density can be ensured, and the applicability at the time of forming the positive electrode active material becomes good.

正極活物質の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)を用いて測定する。具体的には、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て、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定する。該測定で求められる比表面積を、本発明における正極活物質のBET比表面積と定義する。   The BET specific surface area of the positive electrode active material is measured using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken). Specifically, the sample was pre-dried for 30 minutes at 150 ° C. under a nitrogen flow, and then the nitrogen-helium mixed gas accurately adjusted so that the relative pressure of nitrogen to the atmospheric pressure was 0.3. Is measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the positive electrode active material in the present invention.

(8)正極活物質の製造法
正極活物質の製造法としては、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。
特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えばその1例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩等の遷移金属原料物質と、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製回収し、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が挙げられる。
(8) Method for Producing Positive Electrode Active Material The method for producing the positive electrode active material is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention, but there are several methods, which are common as methods for producing inorganic compounds. The method is used.
In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. For example, transition metal source materials such as transition metal nitrates and sulfates, and source materials of other elements as necessary. Is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to produce and recover a spherical precursor, which is dried as necessary, and then LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO There is a method in which an active material is obtained by adding a Li source such as 3 and baking at a high temperature.

また、別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、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活物質を得る方法が挙げられる。 In addition, as an example of another method, transition metal raw materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides and the like, and if necessary, raw materials of other elements are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. Then, it is dry-molded with a spray dryer or the like to obtain a spherical or oval spherical precursor, and a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 is added to the precursor and calcined at a high temperature to obtain an active material Is mentioned.

更に別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、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。 Examples of other methods include transition metal source materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides, Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , and other elements as necessary. The raw material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and then dried and molded with a spray drier or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, which is fired at a high temperature to obtain an active material. Can be mentioned.

<2−4−2.正極構造と作製法>
以下に、本発明に使用される正極の構成及びその作製法について説明する。
(正極の作製法)
正極は、正極活物質粒子とバインダー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、公知のいずれの方法でも作製することができる。例えば、正極活物質とバインダー、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せることにより正極を得ることができる。
<2-4-2. Positive electrode structure and fabrication method>
Below, the structure of the positive electrode used for this invention and its preparation method are demonstrated.
(Production method of positive electrode)
The positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles and a binder on a current collector. The production of the positive electrode using the positive electrode active material can be produced by any known method. For example, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener mixed in a dry form into a sheet form are pressure-bonded to the positive electrode current collector, or these materials are dissolved in a liquid medium Alternatively, a positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by dispersing it as a slurry, applying this to a positive electrode current collector and drying it.

正極活物質の正極活物質層中の含有量は、好ましくは60質量%以上であり、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは99.9質量%以下であり、99質量%以下がより好ましい。正極活物質の含有量が、上記範囲内であると、電気容量を十分確保できる。さらに、正極の強度も十分なものとなる。なお、本発明における正極活物質粉体は、1種を単独で用いてもよく、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。2種以上の活物質を組み合わせて用いる際は、前記リチウムとマンガンを含有する複合酸化物を粉体の成分として用いることが好ましい。コバルト又はニッケルは、資源量も少なく高価な金属であり、自動車用途等の高容量が必要とされる大型電池では活物質の使用量が大きくなることから、コストの点で好ましくないため、より安価な遷移金属としてマンガンを主成分に用いることが望ましいためである。   The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and preferably 99.9% by mass or less. Yes, 99 mass% or less is more preferable. When the content of the positive electrode active material is within the above range, a sufficient electric capacity can be secured. Furthermore, the strength of the positive electrode is sufficient. In addition, the positive electrode active material powder in this invention may be used individually by 1 type, and may use together 2 or more types of a different composition or different powder physical properties by arbitrary combinations and ratios. When two or more active materials are used in combination, the composite oxide containing lithium and manganese is preferably used as a powder component. Cobalt or nickel is an expensive metal with a small amount of resources, and it is not preferable in terms of cost because it uses a large amount of active material in large batteries that require high capacity, such as for automobiles. This is because it is desirable to use manganese as a main transition metal.

(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質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。
(Conductive material)
A known conductive material can be arbitrarily used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; and carbonaceous materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の導電材の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、0.1質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは50質量%以下であり、30質量%以下がより好ましく、15質量%以下が更に好ましい。含有量が上記範囲内であると、導電性を十分確保できる。さらに、電池容量の低下も防ぎやすい。   The content of the conductive material in the positive electrode active material layer is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, and preferably 50% by mass or less. 30 mass% or less is more preferable, and 15 mass% or less is still more preferable. When the content is within the above range, sufficient conductivity can be secured. Furthermore, it is easy to prevent a decrease in battery capacity.

(バインダー)
正極活物質層の製造に用いるバインダーは、非水系電解液や電極製造時用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に限定されない。
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特に限定されないが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体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。
(binder)
The binder used for manufacturing the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used when manufacturing the electrode.
In the case of the coating method, it is not particularly limited as long as it is a material that is dissolved or dispersed in a liquid medium used at the time of electrode production. Specific examples include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, and cellulose. Resin polymers such as nitrocellulose; rubbery polymers such as SBR (styrene butadiene rubber), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber; styrene butadiene Styrene block copolymer or hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof etc Thermoplastic elastomeric polymers; soft resinous polymers such as syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride (PVdF) ), Fluorinated polymers such as polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer; polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (especially lithium ions), etc. It is done. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中のバインダーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上であり、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは80質量%以下であり、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。バインダーの割合が、上記範囲内であると、正極活物質を十分保持でき、正極の機械的強度を確保できるため、サイクル特性等の電池性能が良好となる。さらに、電池容量や導電性の低下を回避することにもつながる。   The binder content in the positive electrode active material layer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and preferably 80% by mass or less. 60 mass% or less is more preferable, 40 mass% or less is still more preferable, and 10 mass% or less is especially preferable. When the ratio of the binder is within the above range, the positive electrode active material can be sufficiently retained, and the mechanical strength of the positive electrode can be secured, so that battery performance such as cycle characteristics is improved. Furthermore, it also leads to avoiding a decrease in battery capacity and conductivity.

(液体媒体)
正極活物質層を形成するためのスラリーの調製に用いる液体媒体としては、正極活物質、導電材、バインダー、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よい。
水系媒体の例としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体の例としては、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、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、ジメチルスルフォ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。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Liquid medium)
The liquid medium used for preparing the slurry for forming the positive electrode active material layer is a solvent that can dissolve or disperse the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used as necessary. If it exists, there is no restriction | limiting in particular in the kind, You may use either an aqueous solvent or an organic solvent.
Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of organic media include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; 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 and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) and dimethylformamide And amides such as dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethyl sulfoxide. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(増粘剤)
スラリーを形成するための液体媒体として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、本発明の効果を著しく制限しない限り制限はないが、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、燐酸化スターチ、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)
When an aqueous medium is used as the liquid medium for forming the slurry, it is preferable to make a slurry using a thickener and a latex such as styrene butadiene rubber (SBR). A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry.
The thickener is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly limited. Specifically, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof Etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

増粘剤を使用する場合には、正極活物質に対する増粘剤の割合は、好ましくは0.1質量%以上であり、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは5質量%以下であり、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。上記範囲内であると、塗布性が良好となり、さらに、正極活物質層に占める活物質の割合が十分なものとなるため、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を回避し易くなる。   When a thickener is used, the ratio of the thickener to the positive electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further 0.6% by mass or more. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less. When the content is within the above range, the coating property is improved, and further, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer becomes sufficient, so that the problem that the battery capacity decreases and the resistance between the positive electrode active materials increases. It is easier to avoid problems.

(圧密化)
集電体への上記スラリーの塗布、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。正極活物質層の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.5g・cm−3以上が更に好ましく、2g・cm−3以上が特に好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3.5g・cm−3以下が更に好ましく、3g・cm−3以下が特に好ましい。
正極活物質層の密度が、上記範囲内であると、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下することなく、特に高電流密度での充放電特性が良好となる。さらに、活物質間の導電性が低下し難くなり、電池抵抗が増大し難くなる。
(Consolidation)
In order to increase the packing density of the positive electrode active material, the positive electrode active material layer obtained by applying the slurry to the current collector and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g · cm −3 or more, more preferably 1.5 g · cm −3 or more, particularly preferably 2 g · cm −3 or more, and preferably 4 g · cm −3 or less. 3.5 g · cm −3 or less is more preferable, and 3 g · cm −3 or less is particularly preferable.
When the density of the positive electrode active material layer is within the above range, the non-aqueous electrolyte solution permeation into the vicinity of the current collector / active material interface does not decrease, and the charge / discharge characteristics particularly at a high current density are good. Become. Furthermore, the electrical conductivity between the active materials is difficult to decrease, and the battery resistance is difficult to increase.

(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質材料が挙げられる。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 electrical power collector, A well-known thing can be used arbitrarily. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbonaceous materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, 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、炭素質材料の場合、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。
集電体の厚さは任意であるが、好ましくは1μm以上であり、3μm以上がより好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、好ましくは1mm以下であり、100μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。集電体の厚さが、上記範囲内であると、集電体として必要な強度を十分確保することができる。さらに、取り扱い性も良好となる。
Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, foam metal, etc. A carbon thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape.
The thickness of the current collector is arbitrary, but is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, further preferably 5 μm or more, and preferably 1 mm or less, more preferably 100 μm or less, and further preferably 50 μm or less. preferable. When the thickness of the current collector is within the above range, sufficient strength required for the current collector can be ensured. Furthermore, the handleability is also improved.

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、(非水系電解液注液直前の片面の活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)が、好ましくは150以下であり、20以下がより好ましく、10以下が特に好ましく、また、好ましくは0.1以上であり、0.4以上がより好ましく、1以上が特に好ましい。
集電体と正極活物質層の厚さの比が、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難くなる。さらに、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し難くなり、電池容量の低下を防ぐことができる。
The thickness ratio between the current collector and the positive electrode active material layer is not particularly limited, but (active material layer thickness on one side immediately before non-aqueous electrolyte injection) / (current collector thickness) is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, preferably 0.1 or more, more preferably 0.4 or more, and particularly preferably 1 or more.
When the ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is within the above range, the current collector hardly generates heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. Furthermore, it becomes difficult for the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material to increase, and a decrease in battery capacity can be prevented.

(電極面積)
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、非水系電解液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を、面積比で20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)
From the viewpoint of increasing the stability at high output and high temperature, the area of the positive electrode active material layer is preferably larger than the outer surface area of the battery outer case. Specifically, the total electrode area of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the non-aqueous electrolyte secondary battery is preferably 20 times or more, and more preferably 40 times or more. The outer surface area of the outer case is the total area obtained by calculation from the vertical, horizontal, and thickness dimensions of the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal in the case of a bottomed square shape. . In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total 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 in which the positive electrode mixture layer is formed on both sides via the current collector foil. , The sum of the areas where each surface is calculated separately.

(放電容量)
本発明の非水系電解液を用いる場合、非水系電解液二次電池の1個の電池外装に収納される電池要素のもつ電気容量(電池を満充電状態から放電状態まで放電したときの電気容量)が、1アンペアーアワー(Ah)以上であると、低温放電特性の向上効果が大きくなるため好ましい。そのため、正極板は、放電容量が満充電で、好ましくは3Ah(アンペアアワー)であり、より好ましくは4Ah以上、また、好ましくは100Ah以下であり、より好ましくは70Ah以下であり、特に好ましくは50Ah以下になるように設計する。
(Discharge capacity)
When the non-aqueous electrolyte of the present invention is used, the electric capacity of the battery element housed in one battery exterior of the non-aqueous electrolyte secondary battery (electric capacity when the battery is discharged from a fully charged state to a discharged state) ) Is 1 ampere hour (Ah) or more, since the effect of improving the low temperature discharge characteristics is increased. Therefore, the positive electrode plate has a fully charged discharge capacity, preferably 3 Ah (ampere hour), more preferably 4 Ah or more, preferably 100 Ah or less, more preferably 70 Ah or less, and particularly preferably 50 Ah. Design to be as follows.

上記範囲内であると、大電流の取り出し時に電極反応抵抗による電圧低下が大きくなり過ぎず、電力効率の悪化を防ぐことができる。さらに、パルス充放電時の電池内部発熱による温度分布が大きくなり過ぎず、充放電繰り返しの耐久性が劣り、また、過充電や内部短絡等の異常時の急激な発熱に対して放熱効率も悪くなるといった現象を回避することができる。   Within the above range, the voltage drop due to the electrode reaction resistance does not become excessive when a large current is taken out, and the deterioration of the power efficiency can be prevented. Furthermore, the temperature distribution due to the internal heat generation of the battery during pulse charge / discharge does not become too large, the durability of repeated charge / discharge is inferior, and the heat dissipation efficiency is poor against sudden heat generation during abnormalities such as overcharge and internal short circuit. The phenomenon of becoming can be avoided.

(正極板の厚さ)
正極板の厚さは、特に限定されないが、高容量かつ高出力、高レート特性の観点から、集電体の厚さを差し引いた正極活物質層の厚さは、集電体の片面に対して、10μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましく、また、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。
(Thickness of positive plate)
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity, high output, and high rate characteristics, the thickness of the positive electrode active material layer minus the thickness of the current collector is relative to one side of the current collector. 10 μm or more is preferable, 20 μm or more is more preferable, 200 μm or less is preferable, and 100 μm or less is more preferable.

<2−5.セパレータ>
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限は無く、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。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。
<2-5. Separator>
Usually, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating the separator.
There is no restriction | limiting in particular about the material and shape of a separator, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, a well-known thing can be employ | adopted arbitrarily. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

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、アラミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、更に好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As materials for the resin and glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aramid resins, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, glass filters and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. These materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

上記セパレータの厚さは任意であるが、好ましくは1μm以上であり、5μm以上がより好ましく、10μm以上が更に好ましく、また、好ましくは50μm以下であり、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましい。セパレータの厚さが、上記範囲内であると、絶縁性や機械的強度が良好なものとなる。さらに、レート特性等の電池性能の低下を防ぐことができ、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度の低下も防ぐことができる。   The thickness of the separator is arbitrary, but is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, further preferably 10 μm or more, and preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and even more preferably 30 μm or less. . When the thickness of the separator is within the above range, the insulation and mechanical strength are good. Furthermore, the battery performance such as rate characteristics can be prevented from being lowered, and the energy density of the non-aqueous electrolyte secondary battery as a whole can be prevented from being lowered.

更に、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、好ましくは20%以上であり、35%以上がより好ましく、45%以上が更に好ましく、また、好ましくは90%以下であり、85%以下がより好ましく、75%以下が更に好ましい。空孔率が、上記範囲内であると、膜抵抗が大きくなり過ぎず、レート特性の悪化を抑制できる。さらに、セパレータの機械的強度も適度なものとなり、絶縁性の低下も抑制できる。   Furthermore, when a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is preferably 20% or more, more preferably 35% or more, and further 45% or more. Preferably, it is 90% or less, more preferably 85% or less, and further preferably 75% or less. When the porosity is within the above range, the membrane resistance does not increase excessively, and deterioration of rate characteristics can be suppressed. Furthermore, the mechanical strength of the separator becomes appropriate, and a decrease in insulation can be suppressed.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、好ましくは0.5μm以下であり、0.2μm以下がより好ましく、また、好ましくは0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲内であると、短絡が生じ難くなる。さらに、膜抵抗も大きくなり過ぎず、レート特性の低下を防ぐことができる。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。
Moreover, although the average pore diameter of a separator is also arbitrary, Preferably it is 0.5 micrometer or less, 0.2 micrometer or less is more preferable, Preferably it is 0.05 micrometer or more. When the average pore diameter is within the above range, short circuit is difficult to occur. Furthermore, the film resistance does not increase too much, and the rate characteristics can be prevented from deteriorating.
On the other hand, as the inorganic material, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Things are used.

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のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製のバインダーを用いて前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と、バインダーであるフッ素樹脂とを使用して多孔層を形成させて得られたセパレータである。   As a form of the separator, a thin film shape such as a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, a separator obtained by forming a porous layer on both surfaces of a positive electrode using alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 μm and a fluororesin as a binder.

<2−6.電池設計>
(電極群)
電極群は、前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び前述の正極板と負極板とを前述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、好ましくは40%以上であり、50%以上がより好ましく、また、好ましくは95%以下であり、90%以下がより好ましい。電極群占有率が、上記範囲内であると、電池容量が小さくなり難くなる。また、適度な空隙スペースを確保できるため、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、更には、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合を回避することができる。
<2-6. Battery design>
(Electrode group)
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed via the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape via the separator. Either is acceptable. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as electrode group occupancy) is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and preferably 95% or less, 90% The following is more preferable. When the electrode group occupancy is within the above range, the battery capacity is hardly reduced. In addition, since an appropriate gap space can be secured, the member expands due to the high temperature of the battery or the vapor pressure of the liquid component of the electrolyte increases, and the internal pressure rises. Various characteristics such as high-temperature storage can be deteriorated, and further, a case where a gas release valve that releases the internal pressure to the outside can be avoided.

(集電構造)
集電構造は特に限定されるものではないが、本発明の非水系電解液による放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
(Current collection structure)
The current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the improvement of the discharge characteristics by the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is necessary to make the structure to reduce the resistance of the wiring part and the joint part preferable. Thus, when internal resistance is reduced, the effect of using the non-aqueous electrolyte solution of this invention is exhibited especially favorable.

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。   In the case where the electrode group has the laminated structure described above, a structure formed by bundling the metal core portions of the electrode layers and welding them to the terminals is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to reduce the resistance by providing a plurality of terminals in the electrode. When the electrode group has the winding structure described above, the internal resistance can be lowered by providing a plurality of lead structures for the positive electrode and the negative electrode, respectively, and bundling 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)等が挙げられる。前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 protective element, PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor that increases resistance when abnormal heat generation or excessive current flows, thermal fuse, shuts off current flowing through the circuit due to sudden increase in battery internal pressure or internal temperature at abnormal heat generation Examples thereof include a valve (current cutoff valve). It is preferable to select a protective element that does not operate under normal use at a high current, and it is more preferable that the protective element has a design that does not cause abnormal heat generation or thermal runaway even 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。
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等の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
(Exterior body)
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body (exterior case). There is no restriction | limiting in this exterior body, A well-known thing can be arbitrarily employ | adopted unless the effect of this invention is impaired remarkably.
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte used. Specifically, a nickel-plated steel plate, stainless steel, aluminum or an aluminum alloy, a magnesium alloy, nickel, titanium, or a metal, or a laminated film (laminate film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, a metal such as aluminum or an aluminum alloy, or a laminate film is 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。
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、大型等のいずれであってもよい。
In the outer case using the above metals, the metal is welded to each other by laser welding, resistance welding, ultrasonic welding, or a sealed sealing structure, or a caulking structure using the above metals through a resin gasket To do. Examples of the outer case using the laminate film include a case where a resin-sealed structure is formed by heat-sealing resin layers. In order to improve sealing performance, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a sealed structure, a metal and a resin are joined, so that a resin having a polar group or a modified group having a polar group introduced as an intervening resin is used. Resins are preferably used.
The shape of the outer case is also arbitrary, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
本実施例に使用した化合物の略号を以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
Abbreviations of the compounds used in this example are shown below.

Figure 0006582730
Figure 0006582730

Figure 0006582730
Figure 0006582730

〔実施例1−1、比較例1−1〕
[非水系電解液二次電池の作製]
<非水系電解液の調製>
[実施例1−1]
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.5質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
この非水系電解液を用いて下記の方法で非水系電解液二次電池を作製し、下記評価を実施した。
[Example 1-1, Comparative example 1-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
[Example 1-1]
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). Furthermore, 0.5% by mass of the sufficiently dried compound 1 (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.
Using this non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced by the following method, and the following evaluation was performed.

[比較例1−1]
化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例1−1と同様に非水系電解液二次電池を作製し、下記評価を実施した。
[Comparative Example 1-1]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that Compound 1 was not dissolved, and the following evaluation was performed.

<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.05Ni0.33Mn0.33Co0.33)90質量部、導電材としてのカーボンブラックを7質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
<Preparation of positive electrode>
90 parts by mass of lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1.05 Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 ) as a positive electrode active material, 7 parts by mass of carbon black as a conductive material, binder 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a mixture and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then subjected to a roll press. A positive electrode was obtained.

<負極の作製>
グラファイト粉末97.5質量部に、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%)150質量部と、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%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Production of negative electrode>
97.5 parts by mass of graphite powder, 150 parts by mass of an aqueous dispersion of carboxymethylcellulose sodium (concentration of 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener, and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene rubber) as a binder 2 parts by mass) and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was uniformly applied to a 10 μm thick copper foil, dried, and roll-pressed to obtain a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
上記の正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、前述の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を作製した。
<Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode, the negative electrode, and the polyolefin separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode. The battery element thus obtained was wrapped with an aluminum laminate film, injected with the non-aqueous electrolyte solution described above, and then vacuum-sealed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.

[非水系電解液二次電池の評価]
・初期充放電
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.05C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする。以下同様。)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0.33Cで3.0Vまで定電流放電した。その後、4.1Vまでの0.33C定電流−定電圧充電と、これに続く3.0Vまでの0.33C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。
さらに、4.1Vまで0.33C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0.33C定電流−定電圧充電と、これに続く3.0Vまでの0.33C定電流放電の充放電サイクルを2サイクル行った。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
Initial charge / discharge In a constant temperature bath at 25 ° C., the sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery is 0.05 C (the current value at which the rated capacity based on the discharge capacity at 1 hour rate is discharged in 1 hour. The same applies hereinafter. The battery was charged for 10 hours and then rested for 3 hours, and then charged at a constant current of 0.2 C to 4.1 V. Further, after resting for 3 hours, constant current-constant voltage charging was performed at 0.2 C up to 4.1 V, and then constant current discharging was performed up to 3.0 V at 0.33 C. Thereafter, a charge / discharge cycle of 0.33 C constant current-constant voltage charge up to 4.1 V and a subsequent 0.33 C constant current discharge up to 3.0 V as one cycle was performed.
Furthermore, after charging with constant current-constant voltage at 0.33 C to 4.1 V, the battery was stabilized by storing it at 60 ° C. for 12 hours. Thereafter, a charge / discharge cycle of 0.33 C constant current-constant voltage charge up to 4.2 V at 25 ° C. and subsequent 0.33 C constant current discharge up to 3.0 V was performed.

・60℃サイクル試験
初期充放電を実施した電池を、60℃において、2Cの定電流法で4.2Vまで充電した後、2Cの定電流法で3.0Vまで放電する充放電を500サイクル行った。このときの第1サイクル放電容量に対する第500サイクル放電容量の割合を「60℃サイクル容量維持率」とした。
表1に、60℃サイクル容量維持率を示す。即ち、表1に記載の60℃サイクル容量維持率は、値が大きいほど、容量劣化が小さく好ましいといえる。
-60 ° C cycle test After charging the battery that had been initially charged / discharged to 4.2V by 2C constant current method at 60 ° C, 500 cycles of charge / discharge to discharge to 3.0V by 2C constant current method were performed. It was. The ratio of the 500th cycle discharge capacity to the first cycle discharge capacity at this time was defined as “60 ° C. cycle capacity maintenance rate”.
Table 1 shows the 60 ° C. cycle capacity maintenance rate. That is, it can be said that the larger the value of the 60 ° C. cycle capacity retention rate shown in Table 1, the smaller the capacity deterioration and the better.

Figure 0006582730
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表1から明らかなように、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有する正極を用いた非水系電解液二次電池において、非水系電解液中に、特定化合物を含有させると、高温サイクル容量維持率が増加する。   As is clear from Table 1, in a non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode containing a transition metal oxide containing at least Ni and Co and 50 mol% or more of transition metals being Ni and Co, When the specific compound is contained in the non-aqueous electrolyte, the high-temperature cycle capacity retention rate increases.

〔実施例2−1、比較例2−1〕
[非水系電解液二次電池の作製]
<非水系電解液の調製>
[実施例2−1]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)に、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いて下記の方法で非水系電解液二次電池を作製し、下記の評価を実施した。
[Example 2-1 and Comparative example 2-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
[Example 2-1]
Under a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 that was sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 3: 7). The dried compound 1 was dissolved in 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) to prepare a non-aqueous electrolyte solution. Using this non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced by the following method, and the following evaluation was performed.

[比較例2−1]
化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例2−1と同様に非水系電解液二次電池を作製し、下記評価を実施した。
[Comparative Example 2-1]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1, except that Compound 1 was not dissolved, and the following evaluation was performed.

<正極の作製>
第一の正極活物質としてのマンガン酸リチウム(Li1.1Mn1.9Al0.1)67.5質量部、第二の正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.05Ni0.33Mn0.33Co0.33)22.5質量部、導電材としてのカーボンブラックを5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
<Preparation of positive electrode>
67.5 parts by mass of lithium manganate (Li 1.1 Mn 1.9 Al 0.1 O 4 ) as the first positive electrode active material, lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1.05 Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 ) 22.5 parts by mass, 5 parts by mass of carbon black as a conductive material, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder Were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, and this was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm and dried, followed by roll pressing to obtain a positive electrode.

<負極の作製>
グラファイト粉末97.5質量部に、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%)150質量部と、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%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Production of negative electrode>
97.5 parts by mass of graphite powder, 150 parts by mass of an aqueous dispersion of carboxymethylcellulose sodium (concentration of 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener, and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene rubber) as a binder 2 parts by mass) and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was uniformly applied to a 10 μm thick copper foil, dried, and roll-pressed to obtain a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
上記の正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、前述の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を作製した。
<Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode, the negative electrode, and the polyolefin separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode. The battery element thus obtained was wrapped with an aluminum laminate film, injected with the non-aqueous electrolyte solution described above, and then vacuum-sealed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.

[非水系電解液二次電池の評価]
・初期充放電
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.1Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.1Cで2.7Vまで放電した。続いて0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.7Vまで放電した。これを2サイクル、合計3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を60℃に24時間保持しエージングを実施した。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
-Initial charge / discharge In a 25 degreeC thermostat, the sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.1 C, and then discharged to 2.7 V at 0.1 C. Subsequently, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.7 V at 0.33 C. This was carried out for 2 cycles for a total of 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was kept at 60 ° C. for 24 hours to perform aging.

・55℃サイクル試験
55℃の恒温槽中、1Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.7Vまで放電する過程を1サイクルとして、199サイクル実施した。199サイクル目の容量の1サイクル目の容量に対する割合を「55℃サイクル容量維持率」とした。
下記表2に55℃サイクル容量維持率を示す。
-55 degreeC cycle test In the 55 degreeC thermostat, after charging at constant current-constant voltage to 4.2V at 1C, the process of discharging to 2.7V at constant current of 1C was carried out for 199 cycles. The ratio of the capacity at the 199th cycle to the capacity at the first cycle was defined as “55 ° C. cycle capacity maintenance rate”.
Table 2 below shows the 55 ° C. cycle capacity maintenance rate.

Figure 0006582730
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表2から明らかなように、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有する正極を用いた非水系電解液二次電池において、非水系電解液中に、特定化合物を含有させると、高温サイクル容量維持率が増加する。   As is clear from Table 2, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode containing at least Ni and Co, and a transition metal oxide in which 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co, When the specific compound is contained in the non-aqueous electrolyte, the high-temperature cycle capacity retention rate increases.

〔実施例3−1〜3−6、比較例3−1〕
[非水系電解液二次電池の作製]
<負極の作製>
グラファイト粉末97.5質量部に、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%)150質量部と、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%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
[Examples 3-1 to 3-6, Comparative example 3-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Production of negative electrode>
97.5 parts by mass of graphite powder, 150 parts by mass of an aqueous dispersion of carboxymethylcellulose sodium (concentration of 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener, and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene rubber) as a binder 2 parts by mass) and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was uniformly applied to a 10 μm thick copper foil, dried, and roll-pressed to obtain a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
後述する各実施例及び比較例の正極、上記の負極、及び後述する各実施例及び比較例の非水系電解液を予め含浸させておいたポリオレフィン製セパレータを、正極、セパレータ、負極の順に積層した。こうして得られた電池要素を、2032コイン型電池用缶体に収め、カシメ機でかしめることによりコイン型の非水系電解液二次電池を作製した。このようにして得られた非水系電解液二次電池を後述のように評価した。
<Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode of each Example and Comparative Example to be described later, the above negative electrode, and a polyolefin separator pre-impregnated with the non-aqueous electrolyte of each Example and Comparative Example to be described later were laminated in the order of positive electrode, separator and negative electrode. . The battery element thus obtained was placed in a 2032 coin-type battery can body and caulked with a caulking machine to produce a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery. The non-aqueous electrolyte secondary battery thus obtained was evaluated as described below.

[実施例3−1]
<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.05Ni0.33Mn0.33Co0.33、以下NMC333と呼ぶことがある)90質量部、導電材としてのカーボンブラックを7質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
[Example 3-1]
<Preparation of positive electrode>
90 parts by mass of lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1.05 Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , hereinafter sometimes referred to as NMC333) as a positive electrode active material, carbon black as a conductive material 7 parts by mass and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, and this was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm. After drying, a roll press was performed to obtain a positive electrode.

<非水系電解液の調製>
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). In addition, 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of the sufficiently dried compound 1 was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液二次電池の高温放置特性評価>
・初期充放電
25℃の恒温槽中、コイン型の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.5Vまで放電した。これを3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電し、満充電状態とした。
<High temperature storage characteristics evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Initial Charging / Discharging In a constant temperature bath at 25 ° C., a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at 0.33 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C to obtain a fully charged state.

・60℃放置試験
満充電状態の非水系電解液二次電池を60℃の恒温槽にて6日間放置した。
-60 degreeC leaving test The non-aqueous electrolyte secondary battery of a full charge state was left to stand in a 60 degreeC thermostat for 6 days.

・大電流耐性測定
60℃放置試験後の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.5Vまで放電し、再度0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、2Cの定電流で2.5Vまで放電した。2Cでの放電容量の1Cでの放電容量に対する割合(%)を「大電流耐性」とした。
・ Large current tolerance measurement The non-aqueous electrolyte secondary battery after the 60 ° C. standing test was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, discharged to 2.5 V at a constant current of 1 C, and then 0 again. The battery was charged at a constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at a constant current of 2 C. The ratio (%) of the discharge capacity at 2C to the discharge capacity at 1C was defined as “high current resistance”.

[実施例3−2]
十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%に加え、さらに十分に乾燥させた化合物2を0.2質量%溶解させた非水系電解液を用いたこと以外は実施例3−1と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Example 3-2]
The same as Example 3-1 except that 0.3% by mass of the sufficiently dried compound 1 was added and 0.2% by mass of the sufficiently dried compound 2 was dissolved. A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated.

[実施例3−3]
<正極の作製>
第一の正極活物質としてのマンガン酸リチウム(Li1.1Mn1.9Al0.1)67.5質量部、第二の正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(NMC333)22.5質量部、導電材としてのカーボンブラックを5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
[Example 3-3]
<Preparation of positive electrode>
67.5 parts by mass of lithium manganate (Li 1.1 Mn 1.9 Al 0.1 O 4 ) as the first positive electrode active material, lithium nickel manganese cobalt composite oxide (NMC333) as the second positive electrode active material 22.5 parts by mass, 5 parts by mass of carbon black as a conductive material, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, This was uniformly applied to a 15 μm-thick aluminum foil and dried, followed by roll pressing to obtain a positive electrode.

<非水系電解液の調製>
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). In addition, 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of the sufficiently dried compound 1 was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液二次電池の高温放置特性評価>
・初期充放電
25℃の恒温槽中、コイン型の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.5Vまで放電した。これを3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電し、満充電状態とした。
<High temperature storage characteristics evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Initial Charging / Discharging In a constant temperature bath at 25 ° C., a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at 0.33 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C to obtain a fully charged state.

・60℃放置試験
満充電状態の非水系電解液二次電池を60℃の恒温槽にて6日間放置した。
-60 degreeC leaving test The non-aqueous electrolyte secondary battery of a full charge state was left to stand in a 60 degreeC thermostat for 6 days.

・大電流耐性測定
60℃放置試験後の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.5Vまで放電し、再度0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、2Cの定電流で2.5Vまで放電した。2Cでの放電容量の1Cでの放電容量に対する割合(%)を「大電流耐性」とした。
・ Large current tolerance measurement The non-aqueous electrolyte secondary battery after the 60 ° C. standing test was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, discharged to 2.5 V at a constant current of 1 C, and then 0 again. The battery was charged at a constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at a constant current of 2 C. The ratio (%) of the discharge capacity at 2C to the discharge capacity at 1C was defined as “high current resistance”.

[実施例3−4]
十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%に加え、さらに十分に乾燥させた化合物2を0.2質量%溶解させた非水系電解液を用いたこと以外は実施例3−3と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Example 3-4]
The same as Example 3-3, except that the fully dried compound 1 was added to 0.3% by mass, and the non-aqueous electrolyte solution in which 0.2% by mass of the sufficiently dried compound 2 was dissolved was used. A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated.

[実施例3−5]
<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.05Ni0.50Mn0.29Co0.21、以下NMC532と呼ぶことがある)90質量部、導電材としてのカーボンブラックを7質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
[Example 3-5]
<Preparation of positive electrode>
90 parts by mass of lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1.05 Ni 0.50 Mn 0.29 Co 0.21 O 2 , hereinafter sometimes referred to as NMC532) as a positive electrode active material, carbon black as a conductive material 7 parts by mass and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, and this was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm. After drying, a roll press was performed to obtain a positive electrode.

<非水系電解液の調製>
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). In addition, 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of the sufficiently dried compound 1 was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液二次電池の高温放置特性評価>
・初期充放電
25℃の恒温槽中、コイン型の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.5Vまで放電した。これを3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電し、満充電状態とした。
<High temperature storage characteristics evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Initial Charging / Discharging In a constant temperature bath at 25 ° C., a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at 0.33 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C to obtain a fully charged state.

・60℃放置試験
満充電状態の非水系電解液二次電池を60℃の恒温槽にて6日間放置した。
-60 degreeC leaving test The non-aqueous electrolyte secondary battery of a full charge state was left to stand in a 60 degreeC thermostat for 6 days.

・大電流耐性測定
60℃放置試験後の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.5Vまで放電し、再度0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、2Cの定電流で2.5Vまで放電した。2Cでの放電容量の1Cでの放電容量に対する割合(%)を「大電流耐性」とした。
・ Large current tolerance measurement The non-aqueous electrolyte secondary battery after the 60 ° C. standing test was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, discharged to 2.5 V at a constant current of 1 C, and then 0 again. The battery was charged at a constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at a constant current of 2 C. The ratio (%) of the discharge capacity at 2C to the discharge capacity at 1C was defined as “high current resistance”.

[実施例3−6]
<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトアルミ複合酸化物(Li0.98Ni0.81Co0.15Al0.04、以下NCAと呼ぶことがある)95質量部、導電材としてのカーボンブラックを3質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
[Example 3-6]
<Preparation of positive electrode>
95 parts by mass of lithium nickel cobalt aluminum composite oxide (Li 0.98 Ni 0.81 Co 0.15 Al 0.04 O 2 , hereinafter sometimes referred to as NCA) as a positive electrode active material, carbon black as a conductive material 3 parts by mass and 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, and this was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm. After drying, a roll press was performed to obtain a positive electrode.

<非水系電解液の調製>
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). In addition, 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of the sufficiently dried compound 1 was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液二次電池の高温放置特性評価>
・初期充放電
25℃の恒温槽中、コイン型の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.5Vまで放電した。これを3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電し、満充電状態とした。
<High temperature storage characteristics evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Initial Charging / Discharging In a constant temperature bath at 25 ° C., a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at 0.33 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C to obtain a fully charged state.

・60℃放置試験
満充電状態の非水系電解液二次電池を60℃の恒温槽にて6日間放置した。
-60 degreeC leaving test The non-aqueous electrolyte secondary battery of a full charge state was left to stand in a 60 degreeC thermostat for 6 days.

・大電流耐性測定
60℃放置試験後の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.5Vまで放電し、再度0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、2Cの定電流で2.5Vまで放電した。2Cでの放電容量の1Cでの放電容量に対する割合(%)を「大電流耐性」とした。
・ Large current tolerance measurement The non-aqueous electrolyte secondary battery after the 60 ° C. standing test was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, discharged to 2.5 V at a constant current of 1 C, and then 0 again. The battery was charged at a constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at a constant current of 2 C. The ratio (%) of the discharge capacity at 2C to the discharge capacity at 1C was defined as “high current resistance”.

[比較例3−1]
<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムコバルト複合酸化物(Li1.02Co0.98Mg0.01Al0.01、以下LCOと呼ぶことがある)97質量部、導電材としてのカーボンブラックを1.5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を1.5質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
[Comparative Example 3-1]
<Preparation of positive electrode>
97 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (Li 1.02 Co 0.98 Mg 0.01 Al 0.01 O 2 , hereinafter sometimes referred to as LCO) as a positive electrode active material, 1 carbon black as a conductive material .5 parts by mass and 1.5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone, and this was uniformly formed into an aluminum foil having a thickness of 15 μm. After coating and drying, a roll press was performed to obtain a positive electrode.

<非水系電解液の調製>
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、十分に乾燥させたLiPFを1mol/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に、十分に乾燥させた化合物1を0.3質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in a non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate (volume ratio 3: 3: 4). In addition, 0.3% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of the sufficiently dried compound 1 was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution.

<非水系電解液二次電池の高温放置特性評価>
・初期充放電
25℃の恒温槽中、コイン型の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで2.5Vまで放電した。これを3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その後電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電し、満充電状態とした。
<High temperature storage characteristics evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Initial Charging / Discharging In a constant temperature bath at 25 ° C., a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at 0.33 C. This was performed for 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. Thereafter, the battery was charged at a constant current-constant voltage up to 4.2 V at 0.33 C to obtain a fully charged state.

・60℃放置試験
満充電状態の非水系電解液二次電池を60℃の恒温槽にて6日間放置した。
-60 degreeC leaving test The non-aqueous electrolyte secondary battery of a full charge state was left to stand in a 60 degreeC thermostat for 6 days.

・大電流耐性測定
60℃放置試験後の非水系電解液二次電池を0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.5Vまで放電し、再度0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、2Cの定電流で2.5Vまで放電した。2Cでの放電容量の1Cでの放電容量に対する割合(%)を「大電流耐性」とした。
・ Large current tolerance measurement The non-aqueous electrolyte secondary battery after the 60 ° C. standing test was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, discharged to 2.5 V at a constant current of 1 C, and then 0 again. The battery was charged at a constant current-constant voltage to 4.2 V at 0.33 C, and then discharged to 2.5 V at a constant current of 2 C. The ratio (%) of the discharge capacity at 2C to the discharge capacity at 1C was defined as “high current resistance”.

[参考例3−1]
非水系電解液中に化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例3−1と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Reference Example 3-1]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3-1, except that Compound 1 was not dissolved in the non-aqueous electrolyte.

[参考例3−2]
非水系電解液中に化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例3−3と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Reference Example 3-2]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3-3 except that Compound 1 was not dissolved in the non-aqueous electrolyte.

[参考例3−3]
非水系電解液中に化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例3−5と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Reference Example 3-3]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced and evaluated in the same manner as Example 3-5 except that Compound 1 was not dissolved in the non-aqueous electrolyte.

[参考例3−4]
非水系電解液中に化合物1を溶解させなかったこと以外は実施例3−6と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Reference Example 3-4]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3-6 except that Compound 1 was not dissolved in the non-aqueous electrolyte.

[参考例3−5]
非水系電解液中に化合物1を溶解させなかったこと以外は比較例3−1と同様に非水系電解液二次電池を作製し、評価を実施した。
[Reference Example 3-5]
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and evaluated in the same manner as Comparative Example 3-1, except that Compound 1 was not dissolved in the non-aqueous electrolyte.

下記表3に、大電流耐性について、化合物1の添加により悪化してしまった割合を示す。すなわち、実施例3−1および3−2については参考例3−1の大電流耐性からの悪化分を、実施例3−3および3−4については参考例3−2の大電流耐性からの悪化分を、実施例3−5については参考例3−3の大電流耐性からの悪化分を、実施例3−6については参考例3−4の大電流耐性からの悪化分を、比較例3−1については参考例3−5の大電流耐性からの悪化分を示す。   Table 3 below shows the ratio of deterioration due to the addition of Compound 1 for large current resistance. That is, for Examples 3-1 and 3-2, the deterioration from the large current resistance of Reference Example 3-1 was observed. For Examples 3-3 and 3-4, the deterioration from the large current resistance of Reference Example 3-2 was observed. For Example 3-5, the deterioration from the large current resistance of Reference Example 3-3, and for Example 3-6, the deterioration from the high current resistance of Reference Example 3-4, Comparative Example About 3-1, the deterioration part from the large current tolerance of the reference example 3-5 is shown.

例えば実施例3−1の大電流耐性悪化の値は、
{参考例3−1の値(%)}−{実施例3−1の値(%)}
で算出され、その値は小さいことが好ましい。
For example, the large current resistance deterioration value of Example 3-1 is
{Value of Reference Example 3-1 (%)}-{Value of Example 3-1 (%)}
And the value is preferably small.

Figure 0006582730
Figure 0006582730

表3から明らかなように、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物を含有しない正極を用いた非水系電解液二次電池において、非水系電解液中に特定化合物を含有させると、大電流耐性を著しく損なうのに対し、前記遷移金属酸化物を含有する正極を用いた非水系電解液二次電池においては、非水系電解液中に特定化合物を含有させても、大電流耐性がほとんど悪化しない。   As apparent from Table 3, in the non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode containing at least Ni and Co, and containing no transition metal oxide in which 50 mol% or more of the transition metals is Ni and Co, When a specific compound is included in the non-aqueous electrolyte, the large current resistance is remarkably impaired, whereas in the non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode containing the transition metal oxide, Even if it contains a specific compound, the large current resistance hardly deteriorates.

本発明の非水系電解液によれば、高温寿命と高温放置後大電流容量の劣化抑制とを両立させた電池を提供することができるので、当該非水系電解液は非水系電解液二次電池が用いられる電子機器等のあらゆる分野において好適に利用できる。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解コンデンサにおいても好適に利用できる。
本発明の非水系電解液及び非水系電解液二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。その用途の具体例としては、ラップトップコンピュータ、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、携帯オーディオプレーヤー、小型ビデオカメラ、液晶テレビ、ハンディクリーナー、トランシーバ、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、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、カメラ等を挙げることができる。
According to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is possible to provide a battery that achieves both high-temperature life and suppression of deterioration of a large current capacity after being left at high temperature. Therefore, the non-aqueous electrolyte solution is a non-aqueous electrolyte secondary battery. Can be suitably used in all fields such as an electronic device in which is used. Moreover, it can utilize suitably also in electrolytic capacitors, such as a lithium ion capacitor using a non-aqueous electrolyte solution.
The application of the non-aqueous electrolyte solution and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known applications. Specific examples of applications include laptop computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, mobile audio players, small video cameras, LCD TVs, handy cleaners, transceivers, electronic notebooks, calculators, and memories. Cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, automobiles, motorcycles, motorbikes, bicycles, lighting equipment, toys, game machines, watches, electric tools, strobes, cameras, etc.

Claims (7)

金属イオンを吸蔵および放出可能な遷移金属酸化物であって、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoであり、下記組成式(4)で示される遷移金属酸化物を含有する正極と、
Figure 0006582730

(式(4)中、0.9≦a3≦1.1、0.35≦b3≦0.9、0.1≦c3≦0.5、0.0≦d3≦0.5の数値を示し、c3<b3かつ0.6≦b3+c3かつb3+c3+d3=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
金属イオンを吸蔵および放出可能な負極と、
非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質を含む非水系電解液と
を備える非水系電解液二次電池であって、
前記非水系電解液は、下記一般式(1)で示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする非水系電解液二次電池
Figure 0006582730

(式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の有機基である。但し、R〜Rのうち少なくとも1つは炭素−炭素不飽和結合あるいはシアノ基を有する。)
The metal ions A capable of absorbing and desorbing transition metal oxide contains at least Ni and Co, Ri is Ni and Co der least 50 mole% of the transition metals, Ru is represented by the following formula (4) A positive electrode containing a transition metal oxide;
Figure 0006582730

(In formula (4), 0.9 ≦ a3 ≦ 1.1, 0.35 ≦ b3 ≦ 0.9, 0.1 ≦ c3 ≦ 0.5, 0.0 ≦ d3 ≦ 0.5 are shown. C3 <b3 and 0.6 ≦ b3 + c3 and b3 + c3 + d3 = 1, where M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti and Er.)
A negative electrode capable of occluding and releasing metal ions;
A nonaqueous electrolyte secondary batteries and a nonaqueous electrolyte solution containing an electrolyte dissolved in the nonaqueous solvent and the nonaqueous solvent,
The non-aqueous electrolyte secondary battery includes a compound having a structure represented by the following general formula (1).
Figure 0006582730

(In the formula (1), R 1 ~R 3, which may be the being the same or different, is an organic group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent. However, R 1 at least one of to R 3 is a carbon - carbon unsaturated bond or a cyano group).
前記一般式(1)中、R〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜10の有機基である、請求項1に記載の非水系電解液二次電池2. In the general formula (1), R 1 to R 3 may be the same as or different from each other, and are an organic group having 1 to 10 carbon atoms that may have a substituent. The non-aqueous electrolyte secondary battery described in 1. 前記一般式(1)中、R〜Rの少なくとも1つは炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である、請求項1または2に記載の非水系電解液二次電池 3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein in the general formula (1), at least one of R 1 to R 3 is an organic group having a carbon-carbon unsaturated bond. 前記一般式(1)において、炭素−炭素不飽和結合を有する有機基が、アリル基及びメタリル基からなる群より選ばれる基である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の非水系電解液二次電池4. The non-aqueous system according to claim 1, wherein in the general formula (1), the organic group having a carbon-carbon unsaturated bond is a group selected from the group consisting of an allyl group and a methallyl group. Electrolyte secondary battery . 前記非水系電解液は、前記一般式(1)で示される構造を有する化合物を、前記非水系電解液全量に対して、0.01質量%以上10.0質量%以下で含有する、請求項1ないし4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 solution, a compound having a structure represented by the general formula (1), wherein for the non-aqueous electrolyte solution the total amount, contains at least 0.01 wt% 10.0 wt% or less, claims The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of 1 to 4. 前記非水系電解液は、フッ素原子を有する環状カーボネート、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、ジフルオロリン酸塩、フルオロ硫酸塩、イソシアナト基を有する化合物、シアノ基を有する化合物、環状スルホン酸エステル、及びジカルボン酸錯体塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する、請求項1ないし5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 includes a cyclic carbonate having a fluorine atom, a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a difluorophosphate, a fluorosulfate, a compound having an isocyanato group, a compound having a cyano group, and a cyclic sulfonate ester. And a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5, comprising at least one compound selected from the group consisting of dicarboxylic acid complex salts. 前記非水系電解液は、前記非水溶媒として、環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含有し、鎖状カーボネートとして少なくとも2種類の鎖状カーボネートを含有する、請求項1ないし6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 solution contains a cyclic carbonate and a chain carbonate as the non-aqueous solvent, and contains at least two types of chain carbonates as the chain carbonate. Non-aqueous electrolyte secondary battery .
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